易清良
摘 要:職高學生的解題思辨力特別缺乏。本文從五個維度闡述了如何提升職高學生解題的思辨能力:一是重視方法起源,投石問路,加快思維進度;二是把握教學主線,倡導變式訓練,控制思維梯度;三是優(yōu)化教學手段,串聯(lián)相近知識,提升思維強度;四是分析問題本質(zhì)更新解題方法,提升思維高度;五是關注學生成果,提倡一題多解,拓展職高學生的思維寬度。在教學實踐中,這些方法收到了很好的效果。
關鍵詞:思維方法變式 多維度 職高 解題
人的智慧是以思維力為核心的智力整體結構,而數(shù)學是思維的科學,因數(shù)學又被稱為“內(nèi)心科學”。數(shù)學教學由傳授知識的單一性作用轉向教學功效的多元化作用,因此數(shù)學教學既是數(shù)學知識的教學,也是數(shù)學思維方式的教學。在教會職高學生數(shù)學知識的同時,更要讓他們知道知識是如何發(fā)生、獲取和應用的。為了讓更多的學生認識數(shù)學本質(zhì)并完成知識建構,逐步理解數(shù)學思維方法,建立科學的思維方式,養(yǎng)成對事物進行理性思考的習慣,從根本上提高學習能力,教師首先要從職高學生的實際出發(fā),營造出一個高度和諧的課堂;精心整合教學素材,打造高效低耗的課堂教學。這樣,在化解職高學生與教材矛盾的同時,促進了思維的全面提升,必將開啟一段啟迪智慧之旅。
職高學生是職高教學的主體。認識活動能否完成,要以學生認識成效為依據(jù)。教必須落實到學上,要讓學生真正成為學習的主人,有學習的自主權,使學生主動地學習,探索新知識,發(fā)展新見解,從而達到真正自主的學習。在數(shù)學教學過程中,受時間、進度、精力所限,許多教師只顧自己,不理學生,只講方法,不管原因,只講結論,不談過程,導致許多職高學生對數(shù)學學習有一種恐懼心理和畏難情緒。為了營造出一個高度和諧的課堂,必須從職高學生的實際出發(fā),實實在在地了解他們知道些什么、知道得是否全面、還有哪些方式、方法是模糊不清的。所以,在數(shù)學教學中,我們要盡可能地關注學生的動態(tài),通過心靈溝通去打動和影響他們;盡量全面揭示數(shù)學問題的實質(zhì),將枯燥的數(shù)學學習變得生動有趣;努力創(chuàng)設學生熟悉、擅長的情境,重視知識產(chǎn)生和發(fā)展的過程,讓數(shù)學不再神秘莫測,而是可親可近的,更多地關注數(shù)學思維對學生的熏陶以及學生素養(yǎng)的提高。如果我們掌握了解決數(shù)學問題的思維方法,就能得出生動的結論,數(shù)學就能顯示出其無窮的魅力。唯有這樣,我們的學生才能“親其師,信其道,篤其行”。
一、維度一:重視方法起源,開展投石問路,加快思維進度
作為人類認識世界、改造世界的重要工具之一的數(shù)學,它的基礎知識和基本技能是十分重要的。從數(shù)學的發(fā)展歷程中,我們應該給自己設置幾個疑問:問題是怎樣提出的,概念是怎樣形成的,結論是怎樣探索和猜測到的,以及證明的思路和計算的想法是怎樣形成的。這樣,學生在教師的引導下,以學習主人的心態(tài)了解、參與數(shù)學知識的發(fā)生過程、思維的展開過程,改變被動學習、機械訓練的狀況,發(fā)揮學生的主體性,以此來加快他們思維完善的進度。
案例1 函數(shù)y=(x2+ax+1)1/2定義域為R,求a的取值范圍。
第一次面對這樣的題,大部分職高學生無從
下手。
臺階1:此時教師把問題改成方程x2+ax+1=0何時有兩解?何時有一解?何時無解?
學生:根據(jù)二次方程根的判別式:△>0時有兩解;△=0時有一解;△<0時無解。
臺階2:函數(shù)y=x2+ax+1整個圖像都在x軸的上方,試求a的取值范圍。
學生1:與x軸無交點。
學生2:△>0。
學生3:不對,應該是△<0。
教師:△>0時圖像與x軸有幾個交點?△<0時圖像與x軸有幾個交點?
臺階3:不等式x2+ax+1≥0的解集為R,試求a的取值范圍。
學生3:很簡單,△≤0。
問題:函數(shù)y=(x2+ax+1)1/2的定義域為R,求a的取值范圍。
學生1:不等式x2+ax+1≥0的解集為R,所以△≤0。
學生2:以上所有問題的關鍵是△,就叫判別式法吧。
評析:學生無法下手解決的問題,大多數(shù)是因為讀不懂題目,不明白題目所表達的意圖,那么,試探法無疑是撥開云霧,厘清思路的最有效辦法。通過引導學生去尋找判別式法的發(fā)源地,學生能夠身臨其境地體驗它的誕生和應用,為今后的靈活運用打下了堅實的基礎。
數(shù)學教學應讓學生在獲得知識的過程中,逐步形成科學的思維方式,培養(yǎng)學生認真求實,追求效率的學習態(tài)度和習慣。這種(判別式法)來源于實踐,又服務于實踐的辯證唯物主義觀點在課堂中很自然地得以體現(xiàn),數(shù)學教師也能成為學生心目中的哲學家。
二、維度二:依據(jù)教學內(nèi)容,創(chuàng)設變式訓練,把控思維梯度
在職高數(shù)學教學中,不要求教學內(nèi)容非常嚴謹,但是解題方法必須是嚴謹?shù)?。課堂教學的本質(zhì)是提升學生思維的活躍度。在課堂教學中,教師在教學過程中適時變動一些教學內(nèi)容,創(chuàng)設一些變式練習,讓學生在變式中思辨,哪些問題是形式在改變,而問題的實質(zhì)沒有變;哪些問題是問題的形式?jīng)]有變化,而問題的實質(zhì)發(fā)生了根本變化。在變和不變中,引導學生思辨問題的本質(zhì),參透知識的關聯(lián)性。當然,教師創(chuàng)設問題時,必須依據(jù)學生的實際情況,把握思維的梯度,臺階不能太高,也不能太低。尤其是不能讓學生有跳躍感,適度提升問題的難度,形成合理的知識遷移,有效地控制教學的思維梯度,從而拓展學生的思維深度。
案例2 在交、并集的運算講解時,教師首先采用簡單數(shù)集的交并集的求法。如:A={1,2,3},B={3,4,5},求A∩B以及A∪B。學生們也深刻理解了交集與并集的概念。
為了提升思維的深度,教師安排了以下幾個問題:
變式1:集合A=(1,3),B=(2,4),求A∩B以及A∪B;
變式2:集合A=(1,+∞),B=(2,4),求A∩B以及A∪B;
變式3:集合A=(1,+∞),B=(2,+∞),求A∩B以及A∪B;
變式4:集合A=(1,+∞),B=(-∞,4),求A∩B以及A∪B;
評析:以上變式的學習,可以使學生對概念的理解逐漸加深,問題由淺入深地發(fā)生變化,但解決問題的方法和思路沒變。這就強化了學生對這一問題的認識。這類問題的解答,樹立的是學生的信心,增強的是學生的勇氣,獲得的是成功的喜悅。
所謂一堂課的質(zhì)量,不僅僅是看教學方法、教學形式和教學手段的展現(xiàn),更主要的是看課堂的思維容量的大小,學生思維密度和強度如何。也就是說,要對課堂教學怎樣精心設計和科學安排,對于較難的問題,在教學時有意識地將其分解,通過解題訓練培養(yǎng)學生的自信心,讓學生體驗學習成功的快樂,然后再慢慢引申,循序漸進地引導學生尋找條件和結論之間的聯(lián)系,展示知識發(fā)生、發(fā)展的過程。筆者堅信,只要這樣堅持下去,學生明白了知識的來龍去脈,就會記得牢,用得準,就能實現(xiàn)由懂到會,由會到掌握,由掌握到靈活運用的飛躍。
三、維度三:優(yōu)化教學手段,串聯(lián)相近知識,提升思維高度
波利亞認為:“數(shù)學有兩個側面,它是歐幾里得式的嚴謹科學,但也是別的什么東西。由歐幾里得方法提出來的數(shù)學看起來像是一門系統(tǒng)的演繹科學,但在創(chuàng)造過程中的數(shù)學看起來卻像是一門實驗性的歸納科學?!本幙椫R網(wǎng)絡,尋找所學內(nèi)容主線,在主線的引導下,以全新的邏輯鏈和職高學生的思維鏈將原來的知識重新梳理與整合,挖掘知識的內(nèi)在聯(lián)系。在教學中要做到,串點為線,聚線為面,面中顯點,以點帶面。
教學的方法對于學生來說是很重要的。在教學過程中,教師要合理地選用一些教學手段,使得一些相互聯(lián)系的知識點串聯(lián)在一起,既可以復習舊知識,又可以習得解決問題的方法和形成解決此類問題的思維模式。在知識的差異變化中,分辨自己存在的錯誤。知識在思辨中形成,解決問題的能力在思辨中提升。
案例3:在三角函數(shù)結束后,根據(jù)職高學生的實際情況,為了串聯(lián)相近知識,教師編寫如下問題。求下列各式的值:
1.2sin15°cos15°2.cos15°cos15°
3.cos20°cos40°cos80°4.sin15°+cos15°
5. sin15°+cos15°
這一組練習基本采用的是配湊法,通過乘一個數(shù),除一個數(shù),把三角里面的二倍角的正弦公式、二倍角的余弦公式和兩角和的正弦公式、兩角和的余弦公式都串聯(lián)在一起,使學生有了對三角公式的充分理解。
評析:由于教學內(nèi)容在編排上有層次性,難度上有梯度性,同時在課堂教學中,留出大量的時間讓學生參與教學活動,讓他們動手動腦,主動探索,自己發(fā)現(xiàn)規(guī)律并歸納結論。這樣靈活多樣的教學方法,教學效果令人滿意。所以,教師應當把握教學的主線,做到?jīng)芪挤置?,講究知識之間的聯(lián)系,幫助學生建立一個良好的認知結構。如果說,沒有系統(tǒng)的知識,好比一盤散落的珍珠,無從下手,那么良好結構的知識就像一串精美的珍珠項鏈,排列有序,用一顆就能戴起整串。
這種利用相近知識點來解答同一道習題的教學手段,不僅可以有效地鞏固學生的知識基礎,更可以通過這種教學手段來強化教學的強度。在職高學生可以接受的程度之下適當?shù)靥岣呓虒W的強度,不僅能夠有效地提高學生的上課積極性,激發(fā)學生的學習熱情,還可以使學生在這種強度較高的教學中提高自身的思維強度。
四、維度四:分析問題本質(zhì),更新解題方法,提升思維高度
職高學生在解決數(shù)學問題時,通常顯得反應遲鈍或無助,很大一個原因是方法理解得不夠到位,導致知識不能靈活運用。其實,認知是要有一個曲折的過程,要尊重學生的認知特點,發(fā)揚民主,認真傾聽學生的觀點,關注學生思維的火花,同時注意藝術性地引導啟發(fā),適時介入學生的探究活動,調(diào)整他們的思維方向,讓學生不斷更新對知識的理解程度,切實提高思維能力,提升他們的思維高度。
案例4:方程x2sina+y2cosa=1。試討論0°≤a≤
360°方程所表示的曲線。
當這樣的問題一呈現(xiàn),大部分學生會停留在橢圓的層面上。
教師:a=210°時,sina=?cosa=?那么方程表示什么曲線。
學生:方程不表示任何圖形。
教師:那我們選一些特殊角來分析。
讓學生討論:根據(jù)0°≤a≤360°范圍可選哪些特殊角來代表?學生討論分析得出以下情況:
1.a=0°,sina=0、cosa=1,y=±1方程表示兩條直線;
2.a=30°,sina=、cosa=,方程表示橢圓;
3.a=90°,sina=1、cosa=0,x=±1方程表示兩條直線;
4.a=120°,sina=?、cosa=?,方程表示雙曲線;
……
評析:學生從第一象限到第四象限,從x軸的正半軸到y(tǒng)軸的負半軸,認真分析、歸納。在此過程中知識從直線、橢圓到雙曲線,方法從特殊值法到一般法,思維從具體到抽象。通過這樣的辨析和反思,更新解題方法,學生的思維能力得到了很大的提高。
我們常說,學一門手藝很重要,但換一種思維更重要。面對紛繁復雜的世界,我們必須要敢于打破擋在自己面前的這扇門,及時改變自己,用思辨的眼光去看問題,提高自己對問題的解決能力。在夯實職高學生基礎的同時,又不斷刷新思維高度。這樣,數(shù)學教師也能成為學生心目中的建筑學家。
五、維度五:關注職高學生的成果,提倡一題多解,拓展職高學生的思維
注重思維多元化,提倡一題多解,對于同一題目,用不同的方法來解決。在解決問題的過程中,學生習得了職高數(shù)學的相關知識,更習得了數(shù)學的一些方法;形成了自己架構的知識網(wǎng)絡,對所學知識起到了一個融會貫通的作用;提高了學生綜合運用數(shù)學知識與駕馭數(shù)學知識的能力,使知識結構更加完善。一題多解還可以提高自我驗算的能力,一題多解是多角度思考分析,使用多種解法,殊途同歸,答案是相同的,可以用一題多解來判斷原來的解法是否正確。一題多解還可以提高學生靈活運用知識、靈活轉換角度來解題的能力,可以張開思維的翅膀,在知識的空間盡情地翱翔。這大大有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維。
案例5:有5名學生站在一起照相,甲、乙兩位同學不能站在一起,共有多少張不同的照片。
學生提高了以下兩種解法。
解法一:(插空法)由于甲、乙不能站一起,先把其他3名學生排定,再把甲、乙排在其他3人的中間。根據(jù)方法可得:3×2×1×4×3=72種。
解法二:(剔除法)5名學生,沒有任何要求的排法為:5×4×3×2×1=120種。甲、乙兩人站在一起的排法種數(shù)為:2×4×3×2×1=48種??偟呐欧p去不符合要求的排法:120-48=72種。
評析:教師對以上解法進行較詳細的評價,并提出總結此種類型題目的方法,讓學生能通過總結,實現(xiàn)用同一題目引導學生轉換視角,根據(jù)題目變化的需要適當進行選擇。這種一題多法的變式訓練有助于學生掌握這種方法的特點,拓展他們在解決放縮問題上的思維角度,將所學的知識縱向加深,橫向溝通,尋求不同的解法,將靈活運用知識的能力體現(xiàn)得淋漓盡致。這不僅提高了學生對數(shù)學的認識,增強了他們的思辨能力,提升了他們分析問題和解決問題的能力,更為重要的是通過學生再研究的過程,使他們在體驗的過程中提升自己,找到超越的快樂、發(fā)現(xiàn)的快樂。
數(shù)學教學不應局限于數(shù)學知識的獲得和解題技巧的掌握,更重要的是數(shù)學能力的提升、數(shù)學思維的形成和職高學生健全人格的養(yǎng)成。所以在數(shù)學教學中,不僅要注重積極營造寬松、和諧、民主的師生活動氛圍,還要注重內(nèi)容的活潑多樣,思維的層層深入。這就要求自己不能就題論題,而要善于變通,通過對典型問題進行詳盡的剖析、變式,多維度揭示問題中蘊含的數(shù)學思想和方法,才能使學生對所學知識進行充分理解和掌握運用,進而提升他們的解題思辨力。
參考文獻:
[1]羅增儒.中學數(shù)學解題的理論與實踐[M].南寧:廣西教育出版社,2008.
[2]陳旭.探尋問題的本質(zhì),發(fā)現(xiàn)問題的解法[J].中國數(shù)學教育,2018(5).
[3]胡國生.高中數(shù)學課堂中數(shù)學思維差異的探究[J].中學數(shù)學教學參考,2017(10).·
[4]張濤.引導學生思考,發(fā)展核心素養(yǎng)[J].中學數(shù)學教學參考,2018(9).
(作者單位:富陽區(qū)職業(yè)教育中心)