陳向榮
[摘? 要] 傳統(tǒng)的數學教學,多強調數學知識的學習以及解題方法的訓練,忽視學生數學思維力的養(yǎng)成. 新課改的推進,更加注重學生思維的綜合發(fā)展. “開放題”的出現,契合素質教育初衷,更能為學生提供多樣的數學思考空間,激發(fā)學生的探究欲望,最大限度地激活學生的主觀能動性.
[關鍵詞] 初中數學;開放題;解題思維;思維力
數學教育,要注重學生個性的發(fā)展,要促進學生數學素養(yǎng)的獲得,而這些都要以訓練學生的思維為基礎. 數學是思維的體操,在數學學習的過程中,無論是概念的學習還是規(guī)律的學習,都必須讓學生的思維高度參與. 除了概念和規(guī)律的學習之外,還有一個重要的環(huán)節(jié),就是數學知識的應用環(huán)節(jié),應用數學知識來解決問題,是數學思維發(fā)展的重要途徑. 初中數學中,有一類習題是開放題,通過多種方式的“開放”,對學生的數學思維發(fā)展有著很重要的提升作用. 對開放題的引入,以答案不唯一、解法不固定等特點,更有助于多視角、多層面發(fā)展學生的數學思維力,滿足不同層次學生的學習需求. 對開放題的運用,一方面關注數學知識的靈活運用;另一方面,注重學生數學思維的發(fā)散,從不同解題技巧、方法上,促進學生數學素養(yǎng)的提升.
■ 開放題的特點與類型把握
開放題具有探究性,該類題型關注學生邏輯思維與分析力的培養(yǎng),其特點表現在:一是題設條件要么較多、要么不足. 一些開放題,題目信息很多,但信息并非都有用,一些信息具有混淆解題思路的作用,學生在面對開放題時,可能會因條件不足或者條件太多無從找準解題思路. 二是答案不唯一. 開放題的求解,往往在解法上具有多樣性,導致結果并不唯一,學生需要嘗試多種解法,來得到不同的答案. 三是結論不明確. 一些開放題,在題型及呈現方式上,需要學生自己結合數學推理來獲得正確解法. 由于初中生數學解題經驗偏少,數學知識面相對狹窄,對開放題的教學,教師要把握題型的多樣性,向學生講解不同的求解技巧.
如平行四邊形ABCD中,E,F,G,H分別為四條邊的中點,問需要滿足什么條件,四邊形EFGH為菱形?對于該題所需要的條件,并不唯一,學生可以發(fā)揮空間想象力來嘗試求解. 當然,對于結論不確定的開放題,往往與條件開放有關,學生需要辨析開放題的類型,靈活優(yōu)化解題思路.
對于數學教師而言,對開放題特點與類型的把握,需要經過認真的思考來完成. 在教師進行思考的時候,必須高度重視學生的思維情況,尤其是要重視學生現有的思維水平,特別要搞清楚所教學生在思維的哪些方面存在薄弱之處,然后有針對性地選擇開放題,這樣才能起到應有的效果,這也是因材施教原則的充分體現.
■ 開放題的運用,深化學生對數
學知識的建構
開放題的學習和求解,對初中學生而言具有一定難度. 但開放題因涉及多個數學知識點,綜合性強,對學生數學思維力的培養(yǎng)具有重要意義. 教師要注重開放題的運用,結合教學內容,引入開放題,讓學生在解題中夯實數學基礎理論知識,促進學生建構完整的數學知識體系. 在學習函數相關內容時,關于一次函數、二次函數、正比例函數、反比例函數等知識的整合,我們可以圍繞函數開放題,讓學生了解不同函數的特點. 如某題中,要求學生寫出圖像經過(-2,3)的函數關系式. 該題的題設條件是經過某點的函數,只給出了點坐標,可能的函數關系式既可以是一次函數,還可以是二次函數或其他函數形式. 這種訓練,學生需要結合不同函數的知識點,根據函數圖像經過的點坐標,逐一寫出符合條件的函數表達式. 在初中數學階段,開放題在題型及解法上,起點設置相對要低,學生較易介入,并能夠從開放題的求解中,讓學生了解不同函數之間的關聯,為后續(xù)的解題應用奠定基礎.
開放題的教學與運用,教師還可以根據具體問題,引領學生將所學知識點進行建構. 開放題在實踐應用中具有良好的綜合性,由于不同問題涉及的知識點較多,需要學生靈活運用數學思維. 針對一些難度較高的開放題,教師可以結合題型,展開深層次的剖析,讓學生體會知識點的內在關聯. 如“軸對稱圖形”與“圖形的全等”這兩個概念同時出現時,學生易混淆. 對于圖形全等,可以根據全等概念,分析全等的條件,梳理證明全等的方法;對于對稱圖形的條件,學生會從對稱軸的分析入手,辨析兩個圖形為全等關系. 由此可見,數學知識之間的關聯性較強,對不同題型的求證或求解,需要學生具有開放的數學思維,并優(yōu)化解題方法. 如某題中,求過一點(0,3),且函數值y隨自變量x的增大而減少的一次函數關系式. 分析題意,既然是求一次函數關系式,我們可以引入待定系數法來求解. 將x=0,y=3,代入y=kx+b(k≠0),再根據y隨x增大而減少,得出k<0,這樣的k不唯一,可以取多個值. 由此,一次函數關系式也具有多種形式,如y=-x+3,y=-2x+3等,都滿足題目要求.
之所以說開放題的運用能夠深化學生對數學知識結構的理解,能夠促進學生更有效地建構數學知識體系,是因為學生在解答開放題的時候,思維非常開放,同時也非?;钴S,這樣學生就能選擇更多的知識來應對要解決的問題,顯然更多知識的選用,可以讓學生更好地發(fā)現不同數學概念或者規(guī)律之間的聯系. 這種聯系的存在,使得學生對數學知識結構的建構變得非常高效,同時在這樣的過程中也培養(yǎng)了學生的知識建構能力. 從核心素養(yǎng)的角度來看,這就是一種關鍵能力. 所以說開放題的教學與運用,客觀上還促進了學生核心素養(yǎng)的培育.
■ 借助開放題,激活學生數學思
維力
開放題在數學教學中的運用,為學生提供了更多的探究機會. 在條件開放的數學題目中,從不同條件的變換中,讓學生開動腦筋、知果尋因. 如某題中,有一長方形紙,長、寬分別為12 cm、5 cm,要在該紙片上剪出一個菱形,求菱形的面積. 對于該題的分析與求解,我們鼓勵學生結合剪紙活動來思考,并嘗試求解. 有學生提出,應該先在長方形的長、寬取中點,再進行連接,就得到菱形,且該菱形的面積為長方形的一半;有學生提出,應該在兩條長邊各截取一個點,與另外兩頂點連線的長度與所截取的線段的長度相等;有學生認為,可以假設菱形邊長為x,列出方程求解……通過對學生不同解題思路的探討,教師要引導學生梳理該類開放題的特點. 對于圖形認知類開放題,建議先畫圖,將抽象的數學轉化為直觀的圖形,為后續(xù)求解創(chuàng)造條件. 初中生在求解開放題時,教師要注重對學生自主意識的激發(fā),引領學生發(fā)展數學思維,增強解題能力.
開放題的學習中,教師要結合教學內容,適度布置開放題訓練任務,讓學生從中獲得多樣的解題方法,鞏固所學知識. 比如在學習“因式分解”知識后,我們可以引入開放題:某二次三項式x2+ax+12,在整數范圍內能進行因式分解,則a的值是多少?分析該題,題設條件限定于整數范圍,意味著對“12”進行拆分,可以有“3×4”“2×6”“1×12”,則a的值可以為7,8,13. 但有學生認為,還可以將“12”拆分為“(-3)×(-4)”“(-2)×(-6)”“(-1)×(-12)”,則對于a的值,又可以是-7,-8,-13. 對于學生的求解思路,教師要及時進行點評. 因式分解類題目,考慮到答案的不唯一性,如果在實數范圍內,則應該包含上述六種情形,a的值應該有6個. 對該題的解答,學生很容易因為忽略了負數情形而出現漏解,因此,學生要理解因式分解的內涵,全面考慮解題結果.
思維力是學生最重要的能力之一,是智力的核心組成部分,當然也是核心素養(yǎng)中強調的關鍵能力. 相對于一般的題目,開放題顯然可以更好地培養(yǎng)學生的思維力. 在開放題的解答過程中,筆者發(fā)現不同學生的思路往往是不一樣的,這個時候組織學生進行討論與交流,則某位學生的發(fā)現就有可能補充另一位學生的盲點,于是在課堂上常常聽到有學生在恍然大悟之后發(fā)出的驚訝聲音,這就是學生思維力被激活的一種表現,也體現了開放題在激活學生思維力方面的價值.
綜上所述,在初中數學教學中,運用開放題來充實教學,可以讓學生的思維能力得到很好的培養(yǎng),可以提升學生在解題過程中的思維品質,從而也就提升了教學的效果. 從學生學習的角度來看,初中階段數學知識的學習需要很強的能力支撐,這個能力主要就是指思維能力. 傳統(tǒng)的數學教學,尤其是單一指向的數學教學,學生的思維空間往往比較小,因此思維能力的培養(yǎng)效果就不那么明顯;相比較而言,開放題的選擇與運用,就可以化解這些不足,從而更好地優(yōu)化數學教學,提升教學效果.