王弟成
摘要:數(shù)學教學中,有兩類常見的學生錯誤現(xiàn)象,即“錯過,一段時間后還會出錯”“同一個題中前一問考慮,而后一問卻不考慮”。它們產(chǎn)生的原因有:沒有形成完善的知識結構,沒有形成靈活的遷移能力,沒有形成良好的思維習慣。相應的教學對策是:加強知識的整體性教學,完善學生認知結構;加強應用的變式性教學,提升學生遷移能力;改變教學方式,讓學生自主探究和建構。
關鍵詞:數(shù)學教學;學生錯誤;知識結構;遷移能力;自主建構
一、兩類常見的學生錯誤現(xiàn)象
(一)錯過,一段時間后還會出錯
教學中多次遇到這種現(xiàn)象:對于某道題,學生錯過,教師講解過,學生訂正后,過一段時間,再次遇到原題還會出錯。而且,有的題目反復講解,反復訂正,卻反復出錯。例如,在高一教學中講解過下面一道函數(shù)題:
題1已知a>0且a≠1,若函數(shù)f(x)=loga(ax2-2x+1)在13,3上是增函數(shù),則實數(shù)a的取值范圍為()
A.?0,13
B.?[3,∞)
C.?0,13∪(1,3]
D.?0,13∪[3,+∞)
第一次讓學生獨立解答此題,全班46人只有6人給出正確答案,同年級其他班級的錯誤率也很高。學生的錯誤主要出在解答過程中只考慮函數(shù)單調(diào)性,而忘記考慮對數(shù)函數(shù)的定義域。而解決函數(shù)問題時忽視定義域是教師反復講,學生反復錯的典型錯因。
教師說明錯誤原因后,學生改進解法:當a>1時,t=ax2-2x+1在13,3上是增函數(shù),即--22a≤13,同時還需滿足tmin>0,即a132-2×13+1>0;當00,即a·32-2×3+1>0。綜上,a≥3,所以,正確答案是B。教師再次強調(diào)解決函數(shù)問題時要注意函數(shù)的定義域,定義域優(yōu)先考慮,特別是涉及對數(shù)函數(shù);同時強調(diào)對此類問題主要是用最值法解決問題。
一段時間后,設計多題測試讓學生重做此題,參加測試的8人只有2人做對。學生的錯誤還是出在忘記考慮定義域。此外,進一步還發(fā)現(xiàn),學生做對竟然是因為:考慮定義域后,通過Δ=(-2)2-4a<0得到a>1,發(fā)現(xiàn)只能選B。也就是說,他們用錯誤的解答過程得到了正確的解答結果(因為此題是選擇題)。這反映出新的問題:學生在解決二次函數(shù)在給定閉區(qū)間上恒大于0的問題時,只從判別式小于0的角度考慮,而不區(qū)分是在閉區(qū)間上判斷,還是在全體實數(shù)集上判斷。這對部分學生來說也是一個屢講屢錯的典型問題。
(二)同一個題中前一問考慮,而后一問卻不考慮
后續(xù)復習階段,再遇定義域問題。出現(xiàn)這種現(xiàn)象:在同一道題中,對第一問學生考慮函數(shù)的定義域,而對第二問卻不考慮函數(shù)定義域。例如,這樣的一道題:
題2已知函數(shù)f(x)=loga(2+x)-loga(2-x)(a>0且a≠1)。
(1)判斷函數(shù)f(x)的奇偶性;
(2)解關于x的不等式f(x)≥loga3x。
對于此題,在解答第一問時,學生都能首先考慮定義域,即求得x∈(-2,2),再用函數(shù)奇偶性的定義證明;但在解答第二問時,很多學生卻不考慮loga3x中x>0。
這種現(xiàn)象還出現(xiàn)在基本不等式的應用中。例如,已知x>0,y>0,2x+8y-xy=0,求x+y的最小值時,學生都能考慮驗證基本等號成立的條件;但是,已知a,b為正實數(shù),判斷“函數(shù)y=a+1a+1的最小值為1”的正確性時,很多學生卻不考慮等號成立的條件。
二、兩類錯誤現(xiàn)象產(chǎn)生的原因
(一)沒有形成完善的知識結構
無論是不考慮函數(shù)的定義域,還是不驗證基本不等式的使用條件,都說明學生在學習過程中沒有形成完善的知識結構,對知識的理解和認識是不全面的、缺乏整體性的。例如,對函數(shù),過多關注解析式,而沒有從定義域、對應法則的整體角度理解和認識;對基本不等式,只關注ab≤a+b2這個式子,沒有從“ab≤a+b2,a>0,b>0,a+b2與ab有一個是定值,等號要能成立”的整體角度理解和認識。
(二)沒有形成靈活的遷移能力
學生判斷解析式相同的兩個函數(shù)是不是同一個函數(shù)時、判斷函數(shù)的奇偶性時,都會考慮其定義域;在使用基本不等式的解答題中,往往能考慮驗證等號成立的條件。這些都是因為學生接受過解決這類問題的訓練,形成了程序化思維。但是,遇到不同的題型,學生又不考慮了。這說明,學生對知識的理解與認識與學習時特定的情境緊密相關,不能很好地遷移運用到新的情境中,沒有形成靈活的遷移能力。
(三)沒有形成良好的思維習慣
學生沒有形成嚴謹?shù)乃季S習慣,思維無條理、不周全、想當然,因而會產(chǎn)生各種錯誤。而出現(xiàn)錯誤后,又簡單歸結為粗心、遺忘,不反思自己的思維缺陷。所以只做題,沒提升思維品質(zhì),下次遇到還是出錯。
三、兩類錯誤現(xiàn)象的教學對策
(一)加強知識的整體性教學,完善學生認知結構
教學中,教師要加強知識的整體性(聯(lián)系性)教學,讓學生整體地理解和認識知識,而不是只關注其中一部分,從而完善學生的認知結構。例如,等比數(shù)列求和公式Sn=na1,q=1,
a1(1-qn)1-q,q≠1雖然分兩種情況,但是是一個整體,對一個等比數(shù)列,q等于1、不等于1兩種情況都可能存在。再如,平面上過某點的直線從斜率角度應該分為兩類:一類是斜率存在的直線,可以用點斜式方程表示;一類是斜率不存在的直線,不能用點斜式方程表示。又如,對sin?α=22,α有兩類值,一類是α=π4+2kπ,一類是α=3π4+2kπ。
(二)加強應用的變式性教學,提升學生遷移能力
學生對知識的掌握不是一次到位的,有一個螺旋上升的過程,易錯問題需要多次矯正。教師對此要有清醒的認識,對重要知識、易錯問題,要有計劃、分階段地教學。首先要重視知識的形成過程,對核心要素要舍得花時間,讓學生留下深刻的“第一印象”——實踐證明,后期的反復補償教學效果不佳。其次要注意變換情境呈現(xiàn),不斷地深化對知識的理解和認識,提升遷移能力。如函數(shù)的定義域,除了在函數(shù)概念教學時重視,也要借助求函數(shù)定義域問題,判斷兩個函數(shù)是不是同一函數(shù)問題來強化,還要在新函數(shù)的學習中加強,更要在隱含的情境中強化。例如,在對數(shù)函數(shù)學習中,除上述問題外,還可以通過解決下列題加強:
1.已知3a=5b=A,且b+a=2ab,則A的值是。
2.已知函數(shù)f(x)=1+logax(a>0且a≠1)的圖像過點A,點A在直線y=mx+n(mn>0)上。
(1)求1m+1n的最小值;
(2)當a=2時,f(x)的定義域是[1,16],g(x)=f(x2)+[f(x)]2,求g(x)的最小值。
對于第1題,學生在由3a=5b=A,得a=log3A、b=log5A時,非常容易忽視A=0的情況。對于第2題,由于有式子f(x2),所以要求1≤x2≤16。在新的情境中能自覺考慮、遷移運用,才算真正掌握知識,知識才能變?yōu)樗仞B(yǎng)(能力)。教學中,教師要變換新的情境讓重要的知識多次出現(xiàn),以增強學生的理解和認識,提升學生的遷移能力。
(三)改變教學方式,讓學生自主探究和建構
學生出現(xiàn)錯誤不能僅靠教師強調(diào),讓學生注意來解決問題——實踐證明,單獨強調(diào)解決不了問題;還是要改變教學方式,由解釋式、告知式、強調(diào)式教學轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生參與式、體驗式、建構式學習。例如,對于題1中的錯誤,要放手讓學生對“錯在何處?是什么原因?qū)е洛e誤?是知識缺陷,還是思維不嚴謹?如何改正?怎么預防這類錯誤發(fā)生?”等問題進行充分討論、深度反思,形成自己的思考。
對于重要知識,教師要重視教學設計,包括課時設計、單元設計、長期設計,在精細化的教學過程中,讓學生自主探究,獲得切身的體驗,建構自己的理解和認識,從而應用自如,隨取隨用,不出錯,少出錯。例如,由于初中函數(shù)學習中幾乎不涉及定義域問題,所以學生解題習慣是不考慮定義域的。所以,高中函數(shù)教學首先要改變學生的思維定式,在函數(shù)概念抽象過程中就要讓學生體會到定義域的重要性,理解定義域不同即使解析式相同的函數(shù)也是不同的函數(shù);在函數(shù)單調(diào)性、奇偶性等性質(zhì)學習中讓學生發(fā)現(xiàn),離開定義域,這些性質(zhì)都是沒有辦法研究的;后續(xù)還要在新的情境中多次出現(xiàn),讓學生建構完善的認知結構,對函數(shù)的定義域形成自己的理解和認識。