北京 王志偉
《普通高中數(shù)學課程標準(2017年版2020年修訂)》提出數(shù)學學科核心素養(yǎng)包括:數(shù)學抽象、邏輯推理、數(shù)學建模、直觀想象、數(shù)學運算和數(shù)據分析.課堂教學中要落實和發(fā)展學生數(shù)學學科核心素養(yǎng),就要創(chuàng)設合適的教學情境,啟發(fā)學生思考,通過直觀感知、觀察發(fā)現(xiàn)、歸納類比、空間想象、抽象概括、符號表示、運算求解、數(shù)據處理、演繹證明、反思與建構等思維過程,形成理性思維和科學精神.
《普通高中數(shù)學課程標準(2017年版2020年修訂)》在教學實施建議部分指出“基于數(shù)學學科核心素養(yǎng)的教學活動應該把握數(shù)學的本質,創(chuàng)設合適的教學情境、提出合適的數(shù)學問題,引發(fā)學生思考與交流”.可以說興趣是學生形成和發(fā)展數(shù)學學科核心素養(yǎng)的非智力因素中的核心因素,因此在教學中要以學生為本,通過挖掘教材中的興趣因素,并在情境中提出問題,引導學生在問題解決的過程中促進數(shù)學學科核心素養(yǎng)的形成和發(fā)展.
例如:在開始學習數(shù)列一章時,可以先向學生講述一個故事.古印度有一個國王酷愛象棋,一天他把象棋大師叫到跟前,贊揚一番后要重賞他,“你想要什么,我就給你什么”.象棋大師說:“金銀財寶我不要,只想要一些麥子回家充饑”.國王說:“你要多少?”大師說:“不多,在棋盤的第一個格里放1粒,第二個格里放2粒,第三個格里放4粒,以后每一小格都比前一小格加一倍,按規(guī)律把棋盤放滿就行啦.”國王一聽這還不容易,招呼糧食大臣盡快給他麥子.大臣回去一算嚇了一跳,全國的糧食都給他,也不夠他要的.大臣報告國王,國王也大吃一驚.同學們,小小的棋盤為什么會裝下那么多麥子呢?要想知道原因請學好數(shù)列一章.
經過這樣引導,同學們情緒高漲,課堂氣氛活躍.以學生感興趣,又有一定的趣味性、挑戰(zhàn)性的數(shù)學問題入手,可以迅速集中學生的注意力,并且顯得十分生動、有魅力,學生的興趣異常濃厚,有利于啟發(fā)學生的思維,培養(yǎng)他們思維的積極性.
荷蘭著名數(shù)學教育家弗賴登塔爾指出:“反思是數(shù)學思維活動的核心和動力.”課程標準要求教師引導學生總結出一些具有針對性的學習方式,促進學生學會學習,這就要求教師在教學中,要逐步培養(yǎng)學生的反思意識,在數(shù)學活動過程中不斷對數(shù)學具體知識、內容、包含的思想、觀念、解題思路、解題策略等進行回顧、思考、總結評價和調節(jié),有助于學生對客觀事物中蘊涵的數(shù)學模式進行思考、做出判斷.
方法一:巧用錯誤解法,請學生比較.對于作業(yè)、練習中存在的普遍問題,讓學生進行甄別,讓學生用自己的理解發(fā)現(xiàn)并反駁錯誤,加深對問題的理解,避免錯誤再次發(fā)生.
例如:人教A版新教材必修2第73頁習題7.1中復習鞏固第2題:當實數(shù)m取什么值時,復數(shù)(m2-5m+6)+(m2-3m)i是下列數(shù)?(1)實數(shù);(2)虛數(shù);(3)純虛數(shù).
這個題目很簡單,但由于學生剛剛接觸復數(shù)的概念,有可能考慮的不周全,比如對于第(3)問,有些同學就是直接令實部等于0然后求得m的值,結果顯然是錯誤的,這個題目就應該讓學生進行仔細甄別,加深理解,一開始就留下深刻印象,純虛數(shù)不僅實部等于0,同時虛部不等于0,所以一定要去掉使虛部也為0的m的值,這是學生很容易犯的錯誤.
方法二:列舉相似問題進行比較,舉一反三.在教學中,可以把相似類型的題目編成一組,讓有過實踐的學生進行積極思考,拓展性的思維也就從這里培養(yǎng)起來了.數(shù)學知識本身具有系統(tǒng)性和層次性.在單元復習課或總復習課中,精心設計一些習題題組,把相關的內容有機聯(lián)系起來,保持知識的連貫性,并且使知識的應用隨著題目的聯(lián)系而逐步展開.
例如:在復習圓錐曲線中橢圓這一部分內容時,考試說明要求為:掌握橢圓標準方程及其幾何性質,會根據所給條件畫橢圓,了解橢圓的一些實際應用.我們設計題組目標為:熟練掌握橢圓定義、標準方程,熟悉并會求幾何性質中的有關量,能根據所給條件運用待定系數(shù)法求橢圓標準方程,會應用橢圓定義解決有關問題.可設置如下題組:第一組復習基礎知識和基本方法.
③若△ABC兩頂點A,B坐標分別為(-3,0),(3,0),而周長為20,則點C的軌跡是________;
讓學生獨立完成后,對其進行重點評講,指出所應用的知識點、基本方法和基本數(shù)學思想,對學生存在的問題進行評析,最后與學生一起歸納總結.然后再布置第二套題組,鞏固消化前面內容同時加進適當?shù)木C合題,進一步提高能力.如:
③P是橢圓上一點,F(xiàn)1,F(xiàn)2是兩焦點,求|PF1|·|PF2|的最大值;
因此,利用題組把復習中講—練—講變?yōu)榫殹v—練,使學生在主動探索中鞏固消化了所學知識,更進一步達到了應有的教學目標.
數(shù)學學科教學的一個重要任務就是“增強學生的創(chuàng)新意識和科學精神”,這要求大力發(fā)展學生的發(fā)散性思維,引導學生根據已有信息,從不同角度、不同方面思維,從多方面尋求多樣性答案.為了發(fā)展學生發(fā)散性思維,教師在教學中,可以有意的設計一些一題多解的教學環(huán)節(jié).通過對同一個問題,采用不同方法求解,拓寬學生思路,起到加大思維空間的效果,這是訓練思維發(fā)散能力的常用手段.
例如:(2015·北京卷文·20)已知橢圓C:x2+3y2=3.過點D(1,0)且不過點E(2,1)的直線與橢圓C交于A,B兩點,直線AE與直線x=3交于點M.
(Ⅰ)求橢圓C的離心率;
(Ⅱ)若AB垂直于x軸,求直線BM的斜率;
(Ⅲ)試判斷直線BM與直線DE的位置關系,并說明理由.
此題前兩問屬于中低檔題,第三問屬于難題,對于第三問有幾種不同解法.解法1:直接證明直線BM的斜率等于1,恒等變形技巧性極強,考生難以駕馭.解法2:轉化成kBM-1=0,則大大降低了計算難度,雖然只是一小步變化但思維的轉換并不容易.解法3:做一步圖形轉化,略解如下:
欲證BM∥DE,由平行線截線段成比例定理,只需證AD∶DB=AE∶EM
所以BM∥DM.
這樣,弄通、弄懂一道題,就會解出一類題,避免了題海戰(zhàn)術,讓學生在掌握數(shù)學知識內在聯(lián)系的過程中,享受數(shù)學的相似美,提高學生歸納、概括的能力.
課程標準指出數(shù)學教學就是要“引導學生會用數(shù)學眼光觀察世界,會用數(shù)學思維思考世界,會用數(shù)學語言表達世界”,這就要求學生數(shù)學思維的抽象程度、邏輯水平及思維活動達到一定的深度,能夠對事物進行深刻理解并善于抓住事物的本質規(guī)律,在思維活動中,能深入細致地考慮問題,探索解決問題的途徑.
例如:人教A版新教材必修1,2.2基本不等式的教學,就可以設計以下問題:
此案例的問題情境貼近生活,給學生創(chuàng)設了一個觀察、聯(lián)想、抽象、概括、數(shù)學化的過程,在這樣的實際問題情境下,學生會想學、樂學、主動學.教學實踐證明,問題情境教學是提高課堂質量的有效途徑之一.在數(shù)學課堂教學中,教師靈活處理教學過程中出現(xiàn)的各種問題,精心創(chuàng)設各種教學問題情境,能夠培養(yǎng)學生的學習興趣,激發(fā)學生的求知欲望,調動學生學習的積極性和主動性,促使學生以探索者的身份去發(fā)現(xiàn)問題,總結規(guī)律,提高學生運用知識解決實際問題的能力,同時又使課堂教學豐富多彩,生動活潑.這樣,對概念多提幾個問題,不僅可以幫助學生全面而準確地掌握概念,克服思維的表面化,而且能夠引導學生善于觀察問題,深刻地思考問題,從而實現(xiàn)思維的深化.
課程標準指出數(shù)學教學就是要促進學生思維能力、實踐能力和創(chuàng)新意識的發(fā)展,創(chuàng)新性思維是指人在探尋事物變化規(guī)律過程中產生出的新的見解或方法等思維活動,是建立在一般性思維的基礎之上的,是長期開放式培養(yǎng)與訓練的結果.這就要求在教學活動中通過引導學生自主閱讀、獨立思考、動手實踐、自主探索、合作交流等多種形式的教學方式,不斷引導和鼓勵學生敢于質疑、敢于探究,敢于大膽地發(fā)表新見解.在課堂教學中,創(chuàng)設變式教學情境,靈活運用變式教學是培養(yǎng)和發(fā)展學生創(chuàng)新思維的重要載體.在教學過程中,運用變式教學,可以為學生提供自由、和諧、互相尊重的學習氛圍,有利于促進學生萌發(fā)嘗試新事物的勇氣,并在輕松的心態(tài)下學會從失敗中總結經驗,為成功奠定良好的基礎.
例如原題:求曲線y2=-4-2x上與原點距離最近的點的坐標.
變式1:在曲線y2=-4-2x上求一點M(x,y),使它到點A(a,0)的距離最短.
將原式的特殊點(原點)改為一般的點A(a,0),這符合由特殊到一般的認知規(guī)律,學生容易接受.
變式2:已知拋物線y2=-4-2x與直線y=kx+3沒有公共點,求k的取值范圍.
也可進一步改為:
變式3:已知拋物線y2=-4-2x與動圓(x-a)2+y2=2沒有公共點,求a的取值范圍.
這樣的變式練習,學生可以通過實驗得出,也可以通過數(shù)學方法得出,通過這樣的練習能提高學生學習數(shù)學的興趣,從而達到教學目的.
將常規(guī)題變?yōu)樘剿黝},是設計變式題的又一途徑.由常規(guī)題演變的探索題,對學生來說更具創(chuàng)造性和挑戰(zhàn)性.總之,教師在習題的設計過程中要充分考慮題組的自身特點,從學生的角度去思考問題,習題設計要由淺入深,由易到難,由具體到抽象,由特殊到一般,層層深入,步步啟發(fā),既要注意題與題之間的連貫性,連接的趣味性,題目的針對性和開放性,同時要保持知識的網絡性和整體性.不同的題組,有著各自不同的功能,精心設計的題組在教學中發(fā)揮著不可替代的作用,對于提高教學效率、培養(yǎng)學生的能力、提高學生的數(shù)學素養(yǎng)起著重要作用,也是優(yōu)化課堂教學的一種途徑.