鄭傳胤
摘 要: 本文結合教學實踐,對引導學生探究性學習,從激發(fā)學生興趣、培養(yǎng)學生探究意識、引導學生如何探究和反思等方面進行了闡述。多引導學生發(fā)現(xiàn)和探究數(shù)學問題,對培養(yǎng)學生數(shù)學思維能力及科學探索精神有著重要意義。
關鍵詞: 高中數(shù)學 探究教學 教學方法
《普通高中數(shù)學課程標準》明確指出:“數(shù)學探究是貫穿整個高中數(shù)學課程,滲透在每個模塊或專題中的。”“學生的數(shù)學學習活動不應只限于接受、記憶、模仿和練習,還應倡導積極主動、自主探究的學習方式?!庇种赋觯骸皵?shù)學探究”指學生圍繞某個數(shù)學問題自主探究、學習的過程。這個過程包括觀察分析數(shù)學事實,提出有意義的數(shù)學問題,猜測、探求適當?shù)臄?shù)學結論或規(guī)律,給出解釋或證明。因此,教師要為學生創(chuàng)造自主、合作、探究的課堂教學環(huán)境,并積極引導學生主動學習、獲取知識,培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力及實事求是的科學態(tài)度和敢于創(chuàng)新的探索精神。那么如何開展數(shù)學課程探究教學?
一、喚醒學生的好奇心理,激發(fā)學生的探究興趣
愛因斯坦說:“興趣是最好的老師?!毙睦韺W家指出:興趣是人的認識需要的情緒表現(xiàn)。它使人積極地尋找滿足認識需要的途徑和方法。數(shù)學課堂教學中,教師可以貫穿介紹一些數(shù)學史(或數(shù)學家)的趣聞軼事,利用數(shù)學本身的科學性和奧秘性吸引學生的注意力。如學習“等差數(shù)列的前n項和”時,課本用數(shù)學家高斯小時候的故事引入,我就補充介紹了高斯的生平及其在科學上的偉大成就,以進一步引起學生的興趣和激勵學生學習。在學習與生活有密切關系的內容時,先把問題的背景介紹盡量詳細一些,甚至生動一些,以喚起學生的好奇心和求知欲,學生在興趣的驅動下思維更活躍,更有探究欲望。如學習“分段函數(shù)”時,課文通過有關“公共汽車的票價制定規(guī)則與里程數(shù)的關系”說明。在這個例題教學中,我先簡要介紹了當?shù)爻鞘泄卉嚨陌l(fā)展過程,接著調查了同學乘坐公交車或出租車的經(jīng)歷等情況,然后問:“公共汽車票價是怎么制定的呢?”同學們的興趣被激發(fā)了,踴躍發(fā)言。這就為探討“分段函數(shù)”的概念、表示法、作圖等有關內容做了很好的鋪墊,使學生對內容的理解更全面深入,學習更有積極性。引入新課題時,教師盡量從學生熟悉的事物切入,更易引發(fā)學生的興趣。如立體幾何的學習,教師可以讓學生觀察實物模型,然后介紹幾何體的名稱、結構特征,探究性質等。只有切實喚醒學生的好奇心理,激發(fā)他們的興趣,才能真正改變學生“要我學”為“我要學”的學習理念,突出學生學習的主體地位,這樣學生才能體會到學習的快樂。
二、引導學生發(fā)現(xiàn)問題,培養(yǎng)學生的探究意識
沒有問題就沒有探究。科學史上的每一項重大發(fā)現(xiàn)都是從問題開始的。問題就是矛盾,提出問題就是發(fā)現(xiàn)矛盾的過程,是認識需要轉化為個人思維任務的過程。怎樣才能有效地引導學生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題呢?首先,教師要積極創(chuàng)設問題情境,啟發(fā)學生思維。在學生已有認知結構基礎上,創(chuàng)設恰當問題情境,引發(fā)學生認知沖突,問題自然而然地產(chǎn)生了。其次,教師要在課堂上創(chuàng)造寬松的教學環(huán)境,鼓勵學生勇于提問?,F(xiàn)代教育理念要求建立一種新型的師生關系,教師不單是知識的傳授者,更是學生學習活動的顧問、朋友、伙伴。教師通過鼓勵、啟發(fā)、引導,逐漸培養(yǎng)學生觀察、分析、思考、發(fā)現(xiàn)問題的能力,可有效培養(yǎng)學生的探究意識。此外,教師還要把這種課堂模式常態(tài)化,只有在教學中經(jīng)常地、有意識地引導,才能有效培養(yǎng)學生的探究意識。
創(chuàng)設問題情境,教師經(jīng)常在引入新課題時使用。如課本每一章節(jié)的插圖就是很好的創(chuàng)設問題情境的題材。教師要善于利用其中內容引入新課。學生帶著問題探究新的知識,學習積極性必然就高,也就容易形成新的知識。如學習“無窮等比數(shù)列的前n項和的極限”時,我設計了如下題目:比較“0.99…與1”的大小。同學們很快就回答“0.99…<1”,我告訴學生學完這節(jié)課內容后你們就知道剛才的回答是否正確了。這樣創(chuàng)設問題情境,自然激活學生的思維。再如學了“直線的方程”,引導學生回顧一元一次函數(shù)及其圖像,學生自然提出:一次函數(shù)的圖像與二元一次方程表示的直線有什么區(qū)別呢?或者學了“拋物線的方程”后,可引導學生回顧一元二次函數(shù)及其圖像,學生也會提出這“兩個拋物線”有什么區(qū)別和聯(lián)系?這是很有價值的問題,要對學生給予充分的肯定,學生受到激勵后當然想進一步探究。
三、引導學生分析問題,形成解決探究性問題的有效方法
數(shù)學探究一般包括以下過程:①發(fā)現(xiàn)并明確提出所要探究的問題;②猜想與假設;③建構模型,進行推理、分析、論證;④得出結論并交流等。學生提出問題之后,教師如何有效引導他們分析問題、解決問題?第一,引導學生從不同角度、不同層次分析問題,注意調動學生的學習經(jīng)驗和生活經(jīng)驗,啟發(fā)學生獨立觀察、深入思考問題;第二,鼓勵學生自主探究解決問題的過程與方法。采用獨立嘗試或小組討論等方式,讓學生綜合運用所學知識、思想和方法進行假設、猜想、歸納、類比、驗證等思維活動;第三,組織學生相互交流,展示自己解決問題的方法、過程和結果。通過交流,培養(yǎng)學生的語言表達能力,讓學生了解每種方法的優(yōu)劣,以便選擇簡捷的解決方案。在此過程中,學生獲得不同的心理體驗和感受,加深對解決問題的過程和方法的理解和認識。
數(shù)學習題是課本的重要組成部分,具有一定的典型性和代表性。對于課本習題,不僅用于鞏固學生所學知識和技能,更重要的是對有的習題進行變式、引申、拓展或提出探究性問題。對發(fā)展學生的數(shù)學思維能力和提高學生的探究能力有著重要作用。
(教學片段)教師:同學們,在你們的作業(yè)中有哪些解法呢?
學生1:先求出圓心C關于直線l的對稱點C′的坐標,因兩圓的半徑相等,就可以求出對稱圓方程。
教師:說得好!那么你是如何求圓心C關于直線l的對稱點C′的坐標呢?
學生2:我是先求直線CC′的方程,再求它與l的交點P的坐標,后由中點公式求得C′的坐標。
學生3:我是利用兩圓心C與C′到l距離相等和CC′⊥l來列方程組的。同樣可解得對稱圓圓心C′的坐標。
教師:說得對!從中我們可以比較一下哪種方法更簡便……還有其他解法嗎?
教師:你的想法不錯,從結果來看也是正確的,但這種方法是否可以用于任意直線呢?
教師:我們能不能探討一下其中的規(guī)律呢?請大家分組討論一下。
教師:那么什么情況下這兩直線互相垂直呢?
學生5:當直線l的傾斜角為45°(或135°)時,易知直線PQ的傾斜角為135°(或45°),這兩直線互相垂直。
教師:對!當l的斜率為1或-1時,有l(wèi)⊥PQ,由于l平分PQ,因此點P與Q關于l對稱。因此我們得到:
推論1:在定理的條件下,若|A|=|B|≠0,點P與Q關于l對稱。
教師:如果求的是曲線(包括直線)關于該直線對稱呢?這種方法適用嗎?
學生6:因為曲線是由點組成的,所以求它關于該直線對稱這種方法也適用。
教師:說得對!因此,上述結論可推廣為:
推論2:曲線f(x,y)=0關于直線y=x+b(b∈R)(或y=-x+b(b∈R))的對稱曲線方程為f(y-b,x+b)=0(或f(-y+b,-x+b)=0)。
請同學課后繼續(xù)探討……
四、引導學生反思,提高探究問題的能力
《數(shù)學課程標準》強調通過數(shù)學學習,讓學生在提出問題、分析問題、解決問題及交流和反思等方面獲得充分發(fā)展,不斷提高學生探究問題的能力??梢姡此际翘骄啃詫W習的重要一環(huán)。通過反思可以增強學生的探究意識,優(yōu)化思維品質,完善思維過程。那么應該引導學生反思哪些方面內容?首先引導學生反思探究活動過程與方法。在探究活動結束之前,讓學生回憶整個探究活動的詳細過程,并思考活動是如何展開的?活動過程分為哪些步驟,用了哪些方法?每一個步驟是否都必不可少,哪些方法比較有效?還存在哪些問題等。這樣不僅可以使探究課題的過程和方法得到改進,而且可以為以后探究積累經(jīng)驗,提高探究能力。其次,引導學生反思探究得出的觀點或結論。通過探究活動,反思自己學到了哪些新知識,這些新知識與自己原有的認知有何聯(lián)系,從而使自己的知識體系逐步完善,這對學生理解和掌握知識有重要意義。最后,引導學生反思探究活動中相關問題,讓學生的思維發(fā)散、延伸。探究活動結束后,可以提出與本次探究相關或類似的探究問題,使學生帶著問題離開,把對問題的探究延伸到課外,將學生的思維引向更廣闊的空間。
美國心理學家布魯納指出:“探索是數(shù)學教學的生命線?!睌?shù)學探究的目的在于激發(fā)學生學習科學的興趣,使學生了解科學探究的基本過程和方法,了解數(shù)學概念和結論的產(chǎn)生過程,培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)、提出、解決數(shù)學問題的能力,發(fā)展學生的創(chuàng)新意識和實踐能力。探究性學習作為重要的認知活動,不但可以使學生的認知能力有所提高,而且隨著問題解決過程的展開,個人學習方式和思維方式都會發(fā)生新的變化,尤其對認知策略和元認知的形成都將是有效的促進。因此,教師在數(shù)學教學中應積極引導學生發(fā)現(xiàn)和探索數(shù)學問題,讓學生真正體會到“發(fā)現(xiàn)”的樂趣,調動他們的學習主動性和積極性。不斷引導學生進行總結反思,使學生養(yǎng)成良好的思維習慣,培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和勇于探索的精神,這將使他們終生受益。
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