【摘 要】本文闡明中學(xué)數(shù)學(xué)思維型課堂的內(nèi)涵,論述通過抓好學(xué)習(xí)起點(diǎn)、追溯知識本源、精問驅(qū)動深探、暴露思維過程等策略建構(gòu)中學(xué)數(shù)學(xué)思維型課堂,并就數(shù)學(xué)思維型課堂的教學(xué)提出建議,以培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。
【關(guān)鍵詞】中學(xué)數(shù)學(xué) 思維型課堂 實(shí)施策略
【中圖分類號】G? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A
【文章編號】0450-9889(2020)05B-0142-03
中學(xué)階段是學(xué)生數(shù)學(xué)思維發(fā)展的重要時期,數(shù)學(xué)教學(xué)要實(shí)現(xiàn)傳授知識、培養(yǎng)能力和形成學(xué)科核心素養(yǎng)的目標(biāo),因此很有必要推進(jìn)數(shù)學(xué)思維型課堂建設(shè)。知識型課堂以講授知識為主,對學(xué)生的思維發(fā)展助力不足。思維型課堂是通過認(rèn)知沖突、自主建構(gòu)、自我監(jiān)控和應(yīng)用遷移引發(fā)學(xué)生積極思考、主動探究的教學(xué)認(rèn)知過程,其核心是培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生思維。然而,通過課堂觀察發(fā)現(xiàn),存在教師對思維型課堂理解不深、學(xué)生的思維培養(yǎng)力度不夠的情況。因此,我們認(rèn)為開展基于新課改理念的數(shù)學(xué)思維型課堂教學(xué)研究要創(chuàng)新思路,應(yīng)加強(qiáng)研究數(shù)學(xué)思維型課堂的內(nèi)涵和教學(xué)實(shí)施策略。
一、數(shù)學(xué)思維型課堂的內(nèi)涵
數(shù)學(xué)是思維學(xué)科,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維品質(zhì)和核心素養(yǎng)是數(shù)學(xué)教學(xué)的價(jià)值追求。數(shù)學(xué)思維型課堂是以提升核心素養(yǎng)為目標(biāo),以探究問題為方法,以思維訓(xùn)練為核心的課堂;是注重學(xué)思結(jié)合,突出知識發(fā)現(xiàn)和形成過程,創(chuàng)設(shè)探究情境進(jìn)行數(shù)學(xué)思維交流的課堂。理解數(shù)學(xué)思維型課堂的內(nèi)涵,是實(shí)施數(shù)學(xué)思維型課堂教學(xué)的前提。
(一)數(shù)學(xué)思維型課堂是充滿數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)的課堂
學(xué)習(xí)的意義在于發(fā)現(xiàn)和解決問題。促進(jìn)學(xué)生用數(shù)學(xué)的思維去發(fā)現(xiàn)問題,用數(shù)學(xué)的思想方法和思維方式去分析、解決問題,是數(shù)學(xué)思維型課堂的特征之一。在數(shù)學(xué)知識的教學(xué)中,根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知能力,創(chuàng)設(shè)知識發(fā)現(xiàn)的情境,引導(dǎo)學(xué)生由特殊到一般、由具體到抽象去發(fā)現(xiàn)研究數(shù)學(xué)知識的形成過程。這不僅對學(xué)生理解數(shù)學(xué)知識本質(zhì)和提升數(shù)學(xué)思維能力起促進(jìn)作用,而且也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。在數(shù)學(xué)解題教學(xué)中,通過“一題多解”“一題多變”培養(yǎng)學(xué)生的求異思維,鼓勵學(xué)生用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識、數(shù)學(xué)方法去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題,可以使學(xué)生從中感受發(fā)現(xiàn)和成功的樂趣。
(二)數(shù)學(xué)思維型課堂是充滿數(shù)學(xué)活動的課堂
活動的意義在于體驗(yàn)和積累。鼓勵學(xué)生主動參與數(shù)學(xué)活動,通過實(shí)驗(yàn)、操作、觀察和思考,在數(shù)學(xué)活動中形成數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗(yàn),在問題解決中提高思維能力,是數(shù)學(xué)思維型課堂的又一特征。數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗(yàn)是指學(xué)習(xí)者在親歷問題解決的過程中,通過嘗試與反思,在思維方式與量化模式及其體驗(yàn)之間建立聯(lián)系并取得的經(jīng)驗(yàn)。問題、思維和主體建構(gòu)是數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗(yàn)形成的基本條件,其中,問題是前提性條件,思維是內(nèi)在性條件,主體建構(gòu)是決定性條件。數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗(yàn)的形成需要數(shù)學(xué)活動,活動會引發(fā)思考,經(jīng)過同化、順應(yīng)和主動建構(gòu)的思維活動,形成自己的經(jīng)驗(yàn)體系,提升自己的思維能力。
(三)數(shù)學(xué)思維型課堂是充滿思維互動的課堂
合作的意義在于共享和共進(jìn)。在教學(xué)中,師生共同探索、交流互動、思維互動,課堂呈現(xiàn)愉悅的合作交流氛圍,體現(xiàn)“雙主體”的作用,也是數(shù)學(xué)思維型課堂的特征。教學(xué)是師生情感互動、思維互動的過程,其中,教師主導(dǎo)作用體現(xiàn)在問題導(dǎo)學(xué)、精準(zhǔn)設(shè)問、激活思維上;學(xué)生主體作用體現(xiàn)在積極思考、勇于探究、暴露思維上,通過師生對話、生生交流、合作學(xué)習(xí),產(chǎn)生思維碰撞,引起思維共鳴,從而促進(jìn)學(xué)生對數(shù)學(xué)知識本質(zhì)的理解,發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力。
二、中學(xué)數(shù)學(xué)思維型課堂的教學(xué)策略
數(shù)學(xué)是思維的科學(xué)。在數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師不僅要依據(jù)學(xué)生的數(shù)學(xué)認(rèn)知特點(diǎn),精心設(shè)計(jì)問題情境,精心組織教學(xué),使學(xué)生掌握數(shù)學(xué)知識,而且要鼓勵學(xué)生猜想、推斷和實(shí)踐檢驗(yàn),使學(xué)生掌握數(shù)學(xué)思想方法和科學(xué)研究的一般方法,學(xué)會用數(shù)學(xué)的眼光觀察世界、用數(shù)學(xué)的思維思考世界、用數(shù)學(xué)的語言表達(dá)世界。根據(jù)數(shù)學(xué)學(xué)科的特點(diǎn),數(shù)學(xué)思維型課堂教學(xué)可以根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容、不同的課型,采用靈活的教學(xué)方法和教學(xué)策略。
(一)抓好學(xué)習(xí)起點(diǎn)
從認(rèn)知建構(gòu)的角度來看,學(xué)習(xí)是主動建構(gòu)知識的過程,其中,學(xué)習(xí)者以往的經(jīng)驗(yàn)非常重要。學(xué)生的學(xué)習(xí)起點(diǎn)就是學(xué)生原有的知識儲備、經(jīng)驗(yàn)儲備和思維儲備,教師在課堂教學(xué)中根據(jù)學(xué)生的原有知識、經(jīng)驗(yàn)和能力,重組與改造教材所提供的學(xué)習(xí)資源,設(shè)計(jì)一些能引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷感知、分析、判斷、想象和歸納等數(shù)學(xué)活動的問題和內(nèi)容,通過傾聽學(xué)生的匯報(bào)、交流,適時追問、鼓勵、評析,從而喚醒學(xué)生最近思維發(fā)展區(qū)的經(jīng)驗(yàn),促進(jìn)學(xué)生積極主動地進(jìn)行思維。
比如,在《正弦定理》教學(xué)中,由于學(xué)生已有解直角三角形的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ),教師設(shè)計(jì)一個學(xué)生熟悉的實(shí)例以創(chuàng)設(shè)問題情境,“已知非直角三角形兩角一邊求另外兩條邊”的問題。學(xué)生通過研究發(fā)現(xiàn),可將解非直角三角形問題轉(zhuǎn)化為解直角三角形問題,進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生研究直角三角形的邊角關(guān)系去發(fā)現(xiàn)正弦定理,并猜想正弦定理在任意三角形中也成立。
教師創(chuàng)設(shè)情境,通過實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生探究新知,激活學(xué)生的思維,使學(xué)生在原有知識經(jīng)驗(yàn)起點(diǎn)上建構(gòu)新的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。
(二)追溯知識本源
課堂教學(xué)如果僅呈現(xiàn)數(shù)學(xué)知識,學(xué)生看到的是前人的思維結(jié)果,看不到思維活動的過程。因此,教師在教學(xué)時,要根據(jù)學(xué)生的思維最近發(fā)展區(qū)確定教學(xué)的切入點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、探究問題,讓學(xué)生理解數(shù)學(xué)概念(如定義、定理、法則、公式等)產(chǎn)生的背景(如生活背景、知識拓展等),經(jīng)歷概念生成、抽象的過程,從而使學(xué)生在知識學(xué)習(xí)中追本溯源,進(jìn)行深度探究,獲得數(shù)學(xué)思想方法的啟迪,提升思維能力和核心素養(yǎng)。
例如,在《二項(xiàng)式定理》的教學(xué)中,教師根據(jù)學(xué)生已有知識起點(diǎn)(a+b)2 的展開式,提出問題如下:
問題1:(a+b)3,(a+b)4 展開后等于什么?
目的是讓學(xué)生經(jīng)歷這個運(yùn)算過程,為后面研究打好伏筆。
問題2:由上面的展開過程,你發(fā)現(xiàn)什么問題?用什么方法來解決你發(fā)現(xiàn)的問題?
目的是讓學(xué)生思考發(fā)現(xiàn)本節(jié)課要研究的(a+b)n 展開式問題,確定用歸納的方法解決這個問題。
問題3:觀察(a+b)2,(a+b)3,(a+b)4 展開式,發(fā)現(xiàn)展開式有什么結(jié)構(gòu)特征?
目的是讓學(xué)生觀察分析發(fā)現(xiàn)展開式各項(xiàng)字母及其指數(shù)特征,但展開式各項(xiàng)的系數(shù)為什么是相應(yīng)的組合數(shù),就成了學(xué)生學(xué)習(xí)的疑難。
探究:教師引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)、操作,以(a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3 為例,研究 3a2b 這一項(xiàng)的生成過程。
歸納:以上三項(xiàng)出現(xiàn)都是取每個括號的一個字母相乘,具體而言,a2b 的生成過程就是兩個括號分別取字母 a 與另一個括號的字母 b 相乘。
模型化:就字母 b 的出現(xiàn)方式來看,是三個括號恰有一個取 b,有? 種取法,所以 a2b 的系數(shù)是 。
歸納:其他項(xiàng)也可通過研究生成過程獲得相應(yīng)的系數(shù),再由特殊到一般,歸納獲得了二項(xiàng)式定理。
教師通過這樣的教學(xué)過程,精準(zhǔn)設(shè)問引導(dǎo)學(xué)生探尋知識本源,使學(xué)生在探究疑難問題的解決方法中經(jīng)歷知識的形成過程,從而積累數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗(yàn),提升思維能力。
(三)精問驅(qū)動深探
問題驅(qū)動是教學(xué)的基本原則之一,深度思維是思維課堂的重要特征。教師提出問題,能夠啟發(fā)學(xué)生思考;提出精準(zhǔn)問題,更能激起學(xué)生的探究欲望。在教學(xué)過程中,教師應(yīng)把握學(xué)生認(rèn)知水平和思維能力,精心預(yù)設(shè)數(shù)學(xué)問題,啟發(fā)學(xué)生思考,然后根據(jù)課堂上學(xué)生的思維情況,即時生成問題,引導(dǎo)學(xué)生深度探究,促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展。
比如,在《方程的根與函數(shù)的零點(diǎn)》教學(xué)中,教師讓學(xué)生通過具體函數(shù)觀察、討論、歸納得到“函數(shù)零點(diǎn)存在性定理”后,為了使學(xué)生加深對定理的理解,教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步探究問題:(1)若函數(shù) y= f(x)在區(qū)間[a,b]上連續(xù),且 f(a)·f(b)>0,則 f(x)在區(qū)間內(nèi)一定沒有零點(diǎn)。(2)若函數(shù) y= f(x)在區(qū)間[a,b]上連續(xù),且 f(a)·f(b)<0,則 f(x)在區(qū)間內(nèi)有且僅有一個零點(diǎn)。(3)若函數(shù) y= f(x)在區(qū)間(a,b)內(nèi)有零點(diǎn),則? f(a)·f(b)<0。
學(xué)生經(jīng)過討論、交流,分析發(fā)現(xiàn)結(jié)論“零點(diǎn)的存在性定理給出了函數(shù)有零點(diǎn)的一種判斷方法,解決了有無零點(diǎn)的問題”。教師再提出問題:“函數(shù)零點(diǎn)存在性定理中要加上什么條件,才能確定函數(shù) f(x)在區(qū)間(a,b)內(nèi)只有一個零點(diǎn)呢?”引導(dǎo)學(xué)生深度探究。這不僅激活了學(xué)生思維,加深了對數(shù)學(xué)知識的理解,而且使學(xué)生學(xué)會了發(fā)現(xiàn)問題、研究問題的科學(xué)研究方法。
(四)暴露思維過程
數(shù)學(xué)思維型課堂教學(xué)要體現(xiàn)以學(xué)生為中心,把課堂還給學(xué)生的教學(xué)理念。具體到課堂呈現(xiàn)上,教師的活動是把握好學(xué)生的思維狀態(tài),創(chuàng)設(shè)問題情境、引導(dǎo)學(xué)生探究。學(xué)生的活動是在民主、和諧的課堂氛圍中主動發(fā)現(xiàn)、思考問題,發(fā)表自己的見解、充分暴露自己的思維過程。暴露思維過程可以是學(xué)生表述研究數(shù)學(xué)問題時對問題的分析過程,也可以是演示問題解決的過程和自己的反思評價(jià)過程等。
三、數(shù)學(xué)思維型課堂的教學(xué)建議
數(shù)學(xué)思維型課堂的核心是教學(xué)生思維方法,教學(xué)生勤思考、會思考、養(yǎng)成思維習(xí)慣,形成思維品質(zhì)。根據(jù)數(shù)學(xué)思維型課堂的教學(xué)策略,我們從數(shù)學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)的角度提出以下教學(xué)建議。
(一)教學(xué)目標(biāo)的指向是培養(yǎng)數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)
通過教學(xué),提升學(xué)生數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理能力,使學(xué)生會用數(shù)學(xué)建模、直觀想象思考問題,會用數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)分析的數(shù)學(xué)語言表達(dá)問題,會用數(shù)學(xué)的思想方法和思維方式去分析、解決問題,努力提高學(xué)生數(shù)學(xué)思維能力和核心素養(yǎng)。
(二)教學(xué)方法應(yīng)采用合作探究式教學(xué)法
數(shù)學(xué)知識的學(xué)習(xí)過程是研究問題、解決問題的過程。在探究式教學(xué)活動中,教師創(chuàng)設(shè)探究情境,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)、數(shù)學(xué)探究,能促進(jìn)學(xué)生的思維發(fā)展;學(xué)生通過對問題進(jìn)行分析、觀察、實(shí)驗(yàn)、思考、討論等途徑主動探究,(下轉(zhuǎn)第168頁)(上接第143頁)探尋規(guī)律,形成概念,掌握認(rèn)識和解決問題的方法,能提升思維能力。
(三)教學(xué)環(huán)節(jié)應(yīng)體現(xiàn)思維課堂特征
知識型課堂是以講知識、記知識為主,思維型課堂是以師生共同分析問題、探究問題、評價(jià)問題解決的過程和結(jié)果為主,兩種課型都有培養(yǎng)學(xué)生的思維能力的成分,但教學(xué)效果有天壤之別,因此數(shù)學(xué)思維型課堂的教學(xué)各環(huán)節(jié)都應(yīng)從學(xué)生的角度,結(jié)合老師的深度理解去設(shè)計(jì)。在數(shù)學(xué)教學(xué)的五環(huán)節(jié)中,在“預(yù)習(xí)反饋”環(huán)節(jié)展示學(xué)生自主學(xué)習(xí)的思維起點(diǎn);在“知識形成”環(huán)節(jié)讓學(xué)生經(jīng)歷知識從發(fā)現(xiàn)到抽象的形成過程;在“拓展探究”環(huán)節(jié)引導(dǎo)學(xué)生深度探究,深刻理解知識;在“應(yīng)用遷移”環(huán)節(jié)采用“一題多解”和“變式教學(xué)”,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散式思考、立體思考;在“歸納提升”環(huán)節(jié)讓學(xué)生回顧學(xué)習(xí)探究的歷程,領(lǐng)悟重要的數(shù)學(xué)思想方法,形成思維品質(zhì)。
(四)教學(xué)評價(jià)應(yīng)適時、有效
學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中會有不同的思維方式和結(jié)果,教師應(yīng)及時總結(jié)成功經(jīng)驗(yàn)或反思存在的問題,并通過對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的評價(jià),用鼓勵性的評語實(shí)施有效評價(jià),鼓勵更多的學(xué)生加入到學(xué)習(xí)和思考中,給予學(xué)生“再思考”或“再探究”的時間和空間,從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
教師要根據(jù)高中學(xué)生的數(shù)學(xué)認(rèn)知特點(diǎn)來開展思維教學(xué),體現(xiàn)相應(yīng)的“適度”;要依據(jù)高中數(shù)學(xué)教材來組織思維教學(xué),體現(xiàn)相應(yīng)的“高度”;要創(chuàng)設(shè)數(shù)學(xué)探究情境來進(jìn)行思維教學(xué),體現(xiàn)相應(yīng)的“深度”。讓課堂充滿數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn),充滿數(shù)學(xué)思維碰撞,使數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)在課堂教學(xué)中落地開花。
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【作者簡介】劉曉榮(1964— ),男,籍貫湖南邵東縣,理學(xué)學(xué)士,高級教師,特級教師,現(xiàn)就職于廣西師范大學(xué)附屬中學(xué),研究方向?yàn)橹袑W(xué)數(shù)學(xué)教育教學(xué)和德育研究。
(責(zé)編 盧建龍)