付欣
[摘? 要] 以問題組織課堂是常用的教學方法,同樣也是教學研究的熱點問題. 高中數(shù)學課堂中需要研究的問題繁多,如何將不同的問題串聯(lián)成問題串的形式引入課堂,演繹高效課堂是需要廣大數(shù)學教師深入思考的問題. 文章以階梯式問題串、趣味性問題串、探究式問題串、變式問題串為例闡述了問題串在高中數(shù)學教學中的實施策略.
[關鍵詞] 問題串;高效課堂;演繹;思維能力
陶行知先生曾說:“發(fā)明千千萬萬,起點是一問. ”由此充分肯定了課堂教學中問題的重要意義. 問題是激發(fā)學生內(nèi)在動機的絕佳素材,問題導學在數(shù)學教學中有著極其廣泛的應用. 教師可以在課前深挖教材、深研學情,并充分預設課堂,設計出一個問題或一連串問題,使之成為思維方向的指引者和思維鏈條中的“向?qū)А?,引導學生思考和探究,實現(xiàn)師生之間的雙邊活動的重要紐帶,為思維訓練提高良好平臺,打造高效課堂. 可以這樣說,好的問題串不僅僅是有效教學的策略之一,也是提升學生思維的助推器,精心創(chuàng)設的問題串有助于演繹高效課堂.
■階梯式問題串——清除障礙
學習是一個循序漸進的過程,因此教師在教學中需明確層層遞進的中心目標,通過階梯式問題串的設置,為學生搭建學習的平臺,促使每個人都能參與到學習中來,引發(fā)創(chuàng)新的靈感[1]. 這樣一來,在層層遞進的“問題鏈”引領下,學生拾級而上進行探究學習,有效強化學生的思維深度,大大降低知識學習的難度,有效突破了重難點,逐一清除了學習障礙,從而富有個性地完成教學任務.
案例1:曲線與方程
問題1:已知曲線C:第一、第三象限的角平分線和三個方程f(x,y)=0:①x-y=0;②x-y=0(x≥0);③x-y=0. 試判斷:(1)曲線C上的各點坐標是否為相應方程f(x,y)=0的解?(2)以相應的f(x,y)=0的解為坐標的點是否都在曲線C上?
問題2:試著寫出圖1和圖2中的曲線的對應方程.
問題3:從問題1和問題2的解答中,你認為是否每一條曲線C僅有唯一的方程f(x,y)=0與之對應呢?反過來呢?
問題4:對于給定的曲線C若用一個一元二次方程f(x,y)=0來表示,你認為該方程需滿足的條件有哪些?
設計意圖:以簡單情境的直接設問展開思考,為學生提供思考的方向,讓學生在親身體驗中感知曲線與方程的關系,為概念的落地奠定良好的基礎. 進一步地,用問題2加深理解,最后通過問題3和問題4由特殊到一般地延伸,使學生在猜想和歸納中獲得對概念的深度感知. 整個過程的設計環(huán)環(huán)相扣,以問題串“窮追不舍”逐步闡釋概念的本質(zhì),幫助學生有效建構(gòu)概念.
■趣味性問題串——激趣引思
人們只有對眼前的事物產(chǎn)生了興趣,才會產(chǎn)生一探究竟的動力,數(shù)學學習更是如此,只有學習內(nèi)容激起了學生的興趣,學生才能進入積極參與的狀態(tài). 因此,數(shù)學教學中,教師可以充分利用趣味性問題串導入新課,可以是與學生生活實際相貼切的問題串,也可以學生感興趣的游戲為指引設計問題串等,激趣引思,有效避免學習的枯燥性,讓學生在連續(xù)性的問題串中發(fā)掘知識間的聯(lián)系,實現(xiàn)知識結(jié)構(gòu)的建構(gòu),領悟知識內(nèi)涵,成功提升課堂的學習效率.
案例2:雙曲線的概念
問題1:拿出一條拉鏈,將其拉開一段距離后兩端固定在兩個點上,再套上鉛筆后拉動拉鏈,隨著拉鏈的拉開或閉合,筆尖所畫軌跡是什么?
問題2:倘若將拉鏈的一邊取其端點,另一邊取其中間的一點分別固定于兩個點上,所畫軌跡會是什么?
問題3:通過以上活動過程,請試著說一說移動筆尖需要滿足哪些幾何條件?
問題4:這個定點與兩定點間的距離需滿足哪些關系?
問題5:若這個定值等于兩定點間的距離,所畫軌跡又是什么?
設計意圖:好的課堂引入可以使教學事半功倍. 執(zhí)教者一上來利用生活中的“拉鏈”來設計富有魅力的問題1和問題2,便于學生理解雙曲線. 貼近生活的問題串,勾起了學生的學習欲望,使其積極主動地進行探究. 再根據(jù)教具的演示一步步地去探究動點的變化規(guī)律,順理成章地完成了推導任務,并為下一步探究它的幾何形式奠定了良好的基礎.
■探究式問題串——拓展思維
數(shù)學活動是一項充滿觀察、發(fā)現(xiàn)與猜想的探究活動. 大部分數(shù)學公式、定理和法則都是數(shù)學家們經(jīng)歷艱苦曲折的思維推理而獲得的. 因此,在課堂教學中,教師需設計一系列的探究式問題串,讓學生以一個數(shù)學家的身份進入問題探索之中,充分體驗“做數(shù)學”的過程,不斷去探索、去發(fā)現(xiàn)、去猜測、去提煉,進一步獲得良好的學習體驗,提高探索能力. 這是拓展學生思維深度和廣度的良好措施,也是實施創(chuàng)新教育的有效手段,更是培養(yǎng)科學探究能力的主要策略[2].
案例3:已知直線y=x-2與拋物線y2=2x交于A,B兩點,且O為坐標原點,證明:OA⊥OB.
設計意圖:以一個簡單問題切入,促使學生主動學習,進一步獲取簡單特征.
問題1:若直線y=k(x-2)與拋物線y2=2x交于A,B兩點,且O為坐標原點,OA⊥OB是否成立?
設計意圖:將原題由特殊到一般進行推廣,指導學生從k值入手去分析和證明,從而認識到該結(jié)論與k值無關.
問題2:已知直線y=kx+b與拋物線y2=2px交于A,B兩點,若有OA⊥OB,那么直線y=kx+b必過定點嗎?
設計意圖:進一步地進行延伸,引導學生逐步推算,從而獲知直線必過定點(2p,0).
問題3:在拋物線y2=2px上任意取一點C(x■,y■)作兩條相互垂直的弦CA和CB,且∠ACB=90°,那么弦AB過定點嗎?
設計意圖:將問題深層次地進行拓展,此處學生可利用代數(shù)法證明得出弦AB過定點D(x■+2p,-y■),從而有效拓展思維廣度.
以上案例中,教師從一個簡單問題切入,步步深入,最大限度地滿足每個學生對知識學習的需求,激起他們的探索、求異和發(fā)散意識,一方面,使學生收獲豐富的知識,另一方面,能拓展學生思維.
■變式問題串——培養(yǎng)能力
數(shù)學概括能力是從個別事例中總結(jié)和概括得出的,是學生學好數(shù)學的必備能力,也是教師實施教學的核心任務之一. 當然,數(shù)學概括能力的培養(yǎng)需要經(jīng)歷大量的親身體驗和概括實踐. 在教學中注重變式教學,以變式問題串為出發(fā)點,讓學生在抽象概括中尋求知識的本質(zhì),從而確保對知識有全面而深刻的認識,以達到培養(yǎng)學生數(shù)學概括等多項關鍵性能力的目的.
案例4:二次函數(shù)在閉區(qū)間上的最值
問題1:求函數(shù)f(x)=x2-2x+4在區(qū)間[0,3]上的最值.
問題2:求函數(shù)f(x)=x2-2x+4在區(qū)間[0,a]上的最值.
問題3:求函數(shù)f(x)=x2-2x+4在區(qū)間[a,a+2]上的最小值.
問題4:求函數(shù)f(x)=x2-2ax+4在區(qū)間[0,3]上的最小值.
設計意圖:通過以上定軸動區(qū)間和動軸定區(qū)間問題的訓練,讓學生對問題結(jié)構(gòu)和解決過程有一個系統(tǒng)而清晰的認識,從而牢牢抓住問題本質(zhì),全面理解和掌握“求二次函數(shù)在閉區(qū)間[m,n]上的最值問題”,有效拓寬解決問題的視野.
以此為指引,學生很快能概括出二次函數(shù)f(x)=ax2+bx+c(a≠0)在區(qū)間[m,n]上的最值求法:
(1)當-■∈[m,n],則f-■是函數(shù)f(x)的一個最值,而另一最值是f(m)或f(n).
(2)當-■埸[m,n],則f(x)在區(qū)間[m,n]上是單調(diào)函數(shù),而f(m)或f(n)是它的兩個最值.
總而言之,教師只有深度鉆研教材,深入了解學生,從具體教學內(nèi)容和學生認知結(jié)構(gòu)出發(fā),設計目的明確且機智靈活的問題串,并把控好問題的深度和難度,將一個個問題“串聯(lián)”起來,才能為學生的探究鋪設合適的臺階,使全體學生參與到問題的解決中去,變被動學習為主動探究,使他們的思維“活躍”起來,演繹高效數(shù)學課堂[3].
參考文獻:
[1]? 張奠宙,張蔭南. 新概念:用問題驅(qū)動的數(shù)學教學[J]. 高等數(shù)學研究,2004(5).
[2]? 任長松. 探究式學習——學生知識的自主建構(gòu)[M]. 北京:教育科學出版社,2005.
[3]? 管明貴. 精心設計問題串,提高課堂教學效益[J]. 數(shù)學大世界(中旬),2017(4).