【摘?要】?在不同的歷史階段,學會學習始終是學校教育非常重要的培養(yǎng)目標.高一新生正處于初高中銜接的關鍵時期,元學習能力水平不高,需要加以引導和培養(yǎng).在高中數(shù)學第一課的教學中,通過引導學生從做游戲講故事開始、從學會數(shù)學地思考開始、從養(yǎng)成良好的習慣開始,有助于學生體會數(shù)學的價值,提高學習興趣,獲得智慧啟迪,增強學習自信,發(fā)展學習能力.
【關鍵詞】??高中數(shù)學第一課;學會學習;學習自信;學習能力
1?問題提出
發(fā)展學生核心素養(yǎng)已成為當前中學課程教學改革的重要任務和核心概念.中國學生發(fā)展核心素養(yǎng),以培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核心,綜合表現(xiàn)為人文底蘊、科學精神、學會學習、健康生活、責任擔當、實踐創(chuàng)新六大素養(yǎng)[1].在不同的歷史階段,學會學習始終是學校教育非常重要的培養(yǎng)目標.“學會學習”即“元學習”,在教育觀念上強調“學會”的同時更關注“會學”,關注學生對自己學習動機、方法、習慣和結果等的自我調控過程[2].一方面,高一新生正處于初高中銜接的關鍵時期,也是學生成長的轉折期,常常面臨著人生目標、學習方法、人際交往、心理銜接等方面的挑戰(zhàn).但初中生涯帶來的學習熱情比較高,有強烈的求知欲和好奇心.艾克里森的心理社會發(fā)展階段理論認為,心理發(fā)展的每一階段都存在一種危機,然而也是一種轉機;順利地度過危機是一種積極的解決,它有助于自我力量的增強,有利于個人適應環(huán)境和形成積極的人格品質.另一方面,高一學生元學習能力水平不高,還需要加以引導和培養(yǎng)[3].大多數(shù)初中生數(shù)學中考成績差異并不明顯,但進入高中學習后數(shù)學成績逐漸出現(xiàn)分化.影響數(shù)學學習的諸多因素中,元學習能力的差異是主因,而并非僅僅是學生的數(shù)學基礎問題.
“學會學習”是影響學生終身發(fā)展適應社會的關鍵能力和必備品格,學生能否正確認識和理解學習的價值、積極的學習態(tài)度、濃厚的學習興趣,是“學會學習”的基礎.美國教育心理學家羅伯特·加涅認為:“教學活動是一種旨在影響學習者內部心理過程的外部刺激.”一堂高質量的數(shù)學起始課,有利于激發(fā)學生學習興趣,啟迪學生數(shù)學思維,幫助學生積累有效、長效的學習經驗,培養(yǎng)學生深入、持久、穩(wěn)定的學習動機和愿望,對學生的成長將產生積極而深遠的影響.高中數(shù)學第一課,應與平常的數(shù)學課不同,它從教育內容、教育手段、課堂組織等方面對教師提出了更高的要求.為使學生學得輕松愉快且有效,教師應根據(jù)核心素養(yǎng)導向的教學要求,首先要認真地分析數(shù)學學科對于學生而言的獨特發(fā)展價值,并結合學生的知識經驗、學力水平、情感態(tài)度等基礎,挖掘數(shù)學知識中蘊含的豐富育人資源,琢磨如何讓數(shù)學露出和藹的臉龐,進而通過教學實踐播種數(shù)學,培育學生學習自信,提升學生元認知能力,使之向往數(shù)學、追隨數(shù)學.現(xiàn)將筆者高中數(shù)學第一課的教學實踐與思考整理成文,與同行們交流,敬請指正.
2?教學實踐
2.1?導入語
同學們好,祝賀大家進入高中生活!這將是辛苦的三年,也是收獲的三年.辛苦不用解釋,收獲的也不僅僅是高考分數(shù)和理想的大學錄取通知書.
高中數(shù)學學習的主要形式就是解題,解題就是在一定的規(guī)則和條件下進行的一系列推理和運算.“數(shù)學是清楚的”,你根據(jù)什么道理進行推理和運算,發(fā)表持之有故、言之成理的見解,就是一種理性思維,這是數(shù)學獨特的學科價值,是其他學科無法替代的.
西方有一句諺語:“條條大路通羅馬”,學習數(shù)學也是如此,沒有哪一條是學好數(shù)學的唯一的路.學習數(shù)學,要不斷摸索自己的學習方法.這節(jié)課主要談“學數(shù)學,從哪里開始”這個問題,希望對大家今后的數(shù)學學習有一定的指導、引領作用.
設計意圖?課堂導入語是教學樂章的前奏,是師生心靈溝通的橋梁,在教學中具有重要的引導作用.“良好的開端是成功的一半”.第一課是教師給學生的“見面禮”,作為教學的“首秀”,導入語應發(fā)揮提綱挈領的作用,拉近數(shù)學與學生的距離,增進師生之間的“親近感”.
2.2?學數(shù)學,從做游戲開始
問題?在下列式子中添上一定的數(shù)學符號,使得等式成立:
此外,還可以利用校對文稿時的“∽”符號進行解答[4],真可謂答案豐富多彩,深入其中,趣味無窮.
設計意圖?“問題”是一切科學的靈魂,數(shù)學也不例外.很多簡單的游戲都有數(shù)學知識蘊含其中,這是數(shù)學給人們開啟的一扇窗口,透過這個窗口可以引導學生了解并認識數(shù)學,進而逐漸喜歡上數(shù)學. “組裝24”的游戲沒有復雜的概念,甚至都不需要多少描述.但當學生真正開始動手去做的時候,又會發(fā)現(xiàn)其實它并不那么簡單.而當你真的得到了最后的結果時,就會有一種成就感.這樣的數(shù)學問題具有的是簡約之美,簡約之美是大多數(shù)人喜歡數(shù)學的原動力[5].興趣是數(shù)學學習取得成效的重要前提和保障.采取“寓教于樂”的手段,使學生在游戲中學習,既能培養(yǎng)學生學習興趣,又能啟發(fā)學生思考,提升學生的計算、推理能力.
2.3?學數(shù)學,從講故事開始
很多數(shù)學故事具有極強的感染力、吸引力和穿透力,學生聽故事的過程也是與數(shù)學歷史“對話”的有趣瞬間,學生可以在數(shù)學故事中感受到快樂,在數(shù)學故事中汲取文化的養(yǎng)分,在數(shù)學故事中得到思想的提升.精彩的數(shù)學故事有助于為學生深入學習數(shù)學推開一扇門,數(shù)學史上的奇聞軼事和數(shù)學家們的科學精神,有助于點亮數(shù)學的人文價值,啟迪學生心智,提升學生數(shù)學人文精神.
2.3.1?故事1:無理數(shù)的發(fā)現(xiàn)及其啟示[6]
公元前6世紀,希臘數(shù)學家畢達哥拉斯發(fā)現(xiàn)了勾股定理,即直角三角形中,兩條直角邊的平方和等于斜邊的平方.這種發(fā)現(xiàn),在當時僅局限于直角三角形的三條邊是整數(shù)和分數(shù)的情形,但是他的學生希伯斯應用這個定理,研究了邊長為1的正方形的對角線的長2,發(fā)現(xiàn)它即非整數(shù),又非分數(shù),而是一個無限不循環(huán)小數(shù)1.41421…,這是世界上最早發(fā)現(xiàn)的無理數(shù).
畢達哥拉斯的基本觀點之一是“萬物皆數(shù)”,又認為數(shù)就是正整數(shù),正整數(shù)也就是組成物質的基本粒子——原子,分數(shù)是兩個整數(shù)的比,除此之外,不可能再有其它的數(shù).因此,希伯斯的發(fā)現(xiàn)和該學派的錯誤信條相抵觸,這在當時來說,是萬萬不允許的.學派內的一些人對他施加壓力,竭力封鎖他的發(fā)現(xiàn),但希伯斯面對真理,不畏強暴,堅持宣傳自己的觀點,最后被拋入大海中淹死了.
設計意圖?數(shù)學是人類文化的重要組成部分,數(shù)學教學應幫助學生了解數(shù)學在人類文明發(fā)展中的作用,逐漸形成正確的數(shù)學觀[7].通過無理數(shù)的發(fā)現(xiàn)史實可以使學生認識到,數(shù)學家曾經也有過困惑,這是數(shù)學發(fā)展的必由之路,有助于增強學生學習數(shù)學的自信心,更重要的是,還能從中獲得以下啟示[6]:
第一:學習數(shù)學要有堅強的意志,勇于創(chuàng)新的精神.創(chuàng)新是數(shù)學的生命,生產實踐的需要給數(shù)學提出了大量的課題,要求數(shù)學不斷前進、不斷創(chuàng)新.數(shù)學發(fā)展的必然途徑,就是在繼承的基礎上不斷創(chuàng)新.許多數(shù)學巨人之所以取得偉大的成就,正由于他們有著堅強的意志,克服常人難以想象的重重困難,頑強拼搏勇于創(chuàng)新的結果.
第二,學習數(shù)學要有追求真理,堅持真理的品質.愛因斯坦曾說過:“對真理和知識的追求并為之奮斗是人的最高品質之一.”可以說整個數(shù)學發(fā)展的過程,就是歷代數(shù)學家為追求真理、堅持真理、捍衛(wèi)真理進行不斷斗爭的過程,他們表現(xiàn)出來的追求真理的強烈愿望,批判傳統(tǒng)思想、習俗和偏見的態(tài)度,排除一切阻礙和向權威挑戰(zhàn)的勇氣,都為我們樹立了學習的榜樣.
2.3.2?故事2:“無窮旅店”的故事
生活中的每一個旅館,都只設有有限個房間.設想有一家旅館,所有房間都已客滿.這時來了一位新客人,想訂個房.“對不起,”旅店主說,“所有的房間都客滿了.”
但是,數(shù)學家希爾伯特“開了”一家旅館,這個旅館有無限個房間(房間數(shù)和正整數(shù)的個數(shù)一樣多),現(xiàn)在所有房間也都客滿了,但旅館大堂的告示卻寫著:今日客滿,歡迎入住!
這時有一位新客來臨,看到告示上的話,心想,旅館已經客滿了,怎么還能入住呢?于是他想試著訂一個房間.“不成問題!”旅店主說.接著,他請一號房的客人搬到二號房,二號房的客人搬到三號房,……,這樣,就把一號房騰空出來給這個新客人住.
這時,又來了一個有無窮多個客人的旅行團要求訂房(它的旅客個數(shù)和正整數(shù)的個數(shù)一樣多).
“好的,先生們,請等一會兒.”店主說.
他請一號房的客人搬到二號房,二號房的客人搬到四號房,三號房的客人搬到六號房,…,于是,所有的單號房間全部騰空,正好安排給新來的“無窮旅行團”的成員住.
如果來的是“無窮多個”這樣的“無窮旅行團”,你能幫旅店主安排住下它們的成員嗎?這個旅店能不能一直掛著“今日客滿,歡迎入住”的牌子呢?
設計意圖?不少學生過去認為數(shù)學是“艱深、枯燥、繁瑣”的,起始課上一定要為數(shù)學“正名”.正如華羅庚所說:“就數(shù)學本身來說,也是壯麗多彩,千姿百態(tài)引人入勝的.”[8]“只有引導學生體驗學科之美,才能培養(yǎng)他們對學科的熱愛和崇拜,激發(fā)他們的學習興趣,使他們保持持久的學習動力.”皮亞杰研究表明:當感性輸入與現(xiàn)有認知結構存在中等程度的不相符時,學習興趣最大.從有限到無限是人類認識上的一次飛躍,也是近代數(shù)學的思想基礎.“無窮旅店”的故事反映了有限和無限的區(qū)別以及無窮大的一些性質,不僅能使學生感受到無窮帶來的震撼,進而激發(fā)學生想象力,更能開闊學生數(shù)學視野,培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維,促進學生發(fā)展,同時注重數(shù)學文化的滲透,讓學生感受數(shù)學文化和數(shù)學美,極大地催生學生對探尋研究、獲取知識的熱情與信心.
2.4?學數(shù)學,從學會數(shù)學地思考開始
拿破侖曾說,“一個國家只有數(shù)學蓬勃的發(fā)展,才能展現(xiàn)它國立的強大.數(shù)學的發(fā)展和至善和國家繁榮昌盛密切相關.”第二次世界大戰(zhàn)迫使美國政府將數(shù)學與科學技術、軍事目標空前緊密地結合起來,開辟了美國數(shù)學發(fā)展的新時代.下面是戰(zhàn)爭中應用數(shù)學思維解決問題的經典案例.
案例1?(2018年高考全國Ⅱ卷作文題素材)
“二戰(zhàn)”期間為了加強對戰(zhàn)機的防護,英美軍方調查了作戰(zhàn)后幸存飛機上彈痕的分布,決定哪里彈痕多就加強哪里.然而統(tǒng)計學家沃德力排眾議,指出更應該注意彈痕少的部位,因為這些部位受到重創(chuàng)的戰(zhàn)機,很難有機會返航,而這部分數(shù)據(jù)被忽略了.事實證明,沃德是正確的.
案例2?有人說“一戰(zhàn)”是化學戰(zhàn)(火藥);“二戰(zhàn)”是物理戰(zhàn)(原子彈);海灣戰(zhàn)爭是數(shù)學戰(zhàn).1990年,伊拉克入侵科威特之后,為阻擋以美國為首的多國部隊的軍事進攻,點燃油井成為伊拉克的手中利器.美國必須考慮伊拉克點燃所有油井的后果.為此,五角大樓要求太平洋——賽拉研究公司研究此問題.這家公司利用Navier-Stokes方程和有熱損失能量方程作為計算模型,在進行一系列模擬計算后得出結論:這些油井的煙霧可能招致一場重大的污染事件,可能波及波斯灣、伊朗南部、巴基斯坦和印度北部,但不會失去控制,不會造成全球性的氣候變化,不會對地球的生態(tài)和經濟系統(tǒng)造成不可挽回的損失.這個計算結果最終促成美國下定決心攻打伊拉克.
設計意圖?數(shù)學是科學的語言,是一切科學和技術的基礎,是思考和解決問題的工具[9].當現(xiàn)實世界融入數(shù)學領域,我們就可以利用數(shù)學王國里豐富的知識和工具來研究它[10].上述案例表明,數(shù)學知識影響了人們的思維方式,進而又影響了人們對事物因果關系的判斷.在數(shù)學學習中,必須重視以數(shù)學知識為載體訓練學生的數(shù)學思維方式,并要努力使這種思維方式轉化為對事物作出準確判斷的行為,這是發(fā)展學生核心素養(yǎng)的應有之意[11].
2.5?學數(shù)學,從養(yǎng)成良好的習慣開始
英國作家薩克雷有一句名言:“播種行為,可以收獲習慣;播種習慣,可以收獲性格;播種性格,可以收獲命運.”黨的十九大報告提出要增強“八個本領”,其中第一個本領就是“增強學習本領”.學習、掌握并能靈活應用數(shù)學,就是一種學習本領.在高中數(shù)學的學習中,一開始就要養(yǎng)成良好的習慣.比如,預習時要嘗試聯(lián)系舊知識,建立知識網絡,記下問題;聽課時將重點內容在課本相應位置做好筆記,課后及時復習;考試后及時訂正試卷,善于總結反思,優(yōu)化學法.為使學生順利渡過高中起始階段,盡快進入自己的數(shù)學佳境,筆者要求學生逐漸養(yǎng)成:
第一,課上要專注認真,夯實基礎.高中數(shù)學的學習是一個循序漸進的過程,不能急于求成,要注意打好基礎.上課時要專心致志,聽好老師講的重點,課后認真完成作業(yè),鞏固課堂所學內容.
第二,課后要勤思多練,規(guī)范作業(yè).中學數(shù)學是與“高等數(shù)學”相對的“初等數(shù)學”,理論性的內容很少,主要還是通過做題來打好基礎.如果有充裕的時間,可以讀一讀課外書,選做一些需要思考與有些“曲折”的題目,拓寬自己的思維.為了反映學生學習成果,鼓勵學生的創(chuàng)新意識,筆者要求學生把作業(yè)本的每頁折疊,在右側留出約四分之一的空白,用于訂正錯誤、問題辨析、撰寫學習心得、問題創(chuàng)新解答或類比推廣等內容.
第三,做題要舉一反三,加強交流.做題時遇到難題不要馬上求助,要養(yǎng)成自主學習,獨立思考的習慣,要多想一想:自己會什么?這道題為何會“卡”?。繉嵲诮獠怀鰜?,再向老師或同學求助,過后再琢磨一下解題的過程和方法.這樣才能觸類旁通、舉一反三,不斷提高實踐能力.
第四,要學會整理筆記,完成對知識的梳理,體會知識的形成過程.
3?教學思考
高中數(shù)學教學要樹立以發(fā)展學生數(shù)學核心素養(yǎng)為導向的教學意識,要把數(shù)學核心素養(yǎng)的培養(yǎng)落實到課堂教學中,設計好每一節(jié)數(shù)學課[12].當我們的教學觸及了學生心靈的深處,才能夠觸發(fā)到學生自身學習的內源力,學生才會真正參與到教學活動中來.唯有如此,各種知識、技能、思想才能被學生內化,學生的智慧才能得以提升、素養(yǎng)才能得到發(fā)展[13].“教學是一門藝術,它能產生一種迷人的力量”.教師要結合課堂教學內容,利用自己的教學智慧,科學合理地挖掘教學素材,向學生提供“有意義”的學習內容,通過開展富有深意的數(shù)學活動,讓學生充分享受學習過程,構建具有“知識之諧”“探究之樂”“文化之魅”與“德育之效”的智慧課堂,實現(xiàn)數(shù)學育人——使學生在數(shù)學學習中,樹立自信,堅定正念,增強定力,激勵精進,啟迪智慧,凈化心靈(章建躍先生語).
學生在日積月累的數(shù)學學習中,不斷地進行數(shù)學思考,積累數(shù)學活動的經驗,水滴石穿,厚積薄發(fā),數(shù)學素養(yǎng)的培養(yǎng)自然就水到渠成了[14].培育學生核心素養(yǎng)絕非一課之功、一蹴而就,而是一場接力跑,每一節(jié)課都應該為發(fā)展學生核心素養(yǎng)做出貢獻.作為一名數(shù)學教育工作者,筆者將通過學習研究,不斷提升專業(yè)水平和實踐能力,從關注學生終身發(fā)展出發(fā),將數(shù)學學科核心素養(yǎng)的落實變成自己的自覺行動[15],努力教好高中數(shù)學第一課,教好每一節(jié)課!
參考文獻
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