胡兵
[摘? 要] 以素養(yǎng)為核心的數(shù)學教學,對教師提出了更高的要求,為實現(xiàn)深度教學,切實培養(yǎng)學生的數(shù)學思維能力,教師需做好以下幾方面:(1)注重概念教學,夯實思維根基;(2)建立知識體系,疏通思維脈絡;(3)開展變式練習,提高思維深度;(4)滲透數(shù)學思想,提高思維高度.
[關鍵詞] 深度教學;深度學習;思維能力
高中數(shù)學是一門具有高度抽象性、嚴謹性、完整性的學科.很多學生對于數(shù)學概念、數(shù)學思想方法等掌握不熟,容易對數(shù)學失去信心.面對這種不良的教學局面,教師需要及時改變教學策略,積極開展深度教學,引導學生進行深度學習,提高學生的思維能力.
深度教學不是指無限增加知識難度和知識量,不是對知識表層的學習,不是對知識的簡單掌握和機械訓練,而是基于知識的內在結構,通過對知識的完整處理,引導學生從符號學習走向學科思想和意義系統(tǒng)的理解與掌握,是對知識的深度學習.深度教學強調為理解而教、為理想而教、為意義而教、為發(fā)展而教 .在深度教學的視角下,數(shù)學思維能力的培養(yǎng)不可忽視.數(shù)學思維是指通過提出、分析、解決和推廣數(shù)學問題等一系列工作,從而獲得數(shù)學對象的本質和規(guī)律這一認知過程.思維能力是學生理解和應用數(shù)學知識的根本.當學生具備了數(shù)學運算、邏輯推理、空間想象等數(shù)學思維能力時,便能夠對學科知識進行高效學習.
深度教學強調的是以學生為中心,促進學生掌握對于概念、定義、定理的探究能力,掌握以理解和領悟為核心的解決問題的思路和方法,提高學生的思維能力、創(chuàng)新能力、學習能力. 為此,教師要做到以下幾方面.
注重概念教學,夯實思維根基
數(shù)學的概念、定義、定理等是數(shù)學大廈的根基,是知識發(fā)生的原點,是數(shù)學應用的基石. 對于數(shù)學概念教學,數(shù)學教師不應追求以合作探究、分組協(xié)作等形式進行教學,更不應以學生頻頻點頭視為學生已理解并掌握,而應以學生的認知障礙、原有知識為基礎,從數(shù)學概念的“本源”進行教學. 教師可將教材中的概念、定義的每一個關鍵要點分解為層次遞進的小目標,讓學生在體驗數(shù)學知識的發(fā)展過程中,學會新的知識,掌握概念的核心本質,加深對概念的認識和理解.
在函數(shù)的概念教學中,學生容易對函數(shù)的概念感到困惑不解,故需要教師幫助學生細細分析函數(shù)的基本概念,將其細分成小目標:(1)連續(xù)型函數(shù)和離散型函數(shù)的判斷;(2)什么是函數(shù)定義中的對應法則“f”;(3)如何在解析式、列表和圖像中判斷函數(shù).
根據(jù)以上設想,教學時教師可以先提出問題1:
(2)求x=1,x=-1時對應的函數(shù)值y;(3)你能得到x和y的取值集合嗎?
對于問題1的第(1)問,學生認為是函數(shù)關系,但對于函數(shù)的具體定義描述不清,經(jīng)過師生合作探究,可以得到關系式是函數(shù)的判斷依據(jù)中的一個要點,即對每一個自變量x,均有唯一的y與之對應. 對于問題1的第(2)問,學生能根據(jù)式子計算出對應的函數(shù)值y,于是借此可以向學生介紹自變量x經(jīng)過計算得到y(tǒng)值的過程就是對應法則,讓學生突破對應法則這個難點. 為厘清函數(shù)的概念,教師可進一步追問:
問題2:(1)y=x2+x+1,x∈{-1,0,1,2}是函數(shù)嗎?
(2)已知某商場9月前9天銷售的電腦臺數(shù)如表1所示,y是x的函數(shù)嗎?
基于問題2,學生判斷時會產(chǎn)生猶豫,對于是否是函數(shù)沒有把握.這是在具體的函數(shù)概念上的進一步抽象,教師需分析離散型函數(shù)與連續(xù)型函數(shù)的相同點,并讓學生把握兩點:函數(shù)是否是同一函數(shù),僅看對應法則是不夠的;函數(shù)的判斷不一定需要有具體的解析式,通過列表也可以實現(xiàn).學生認識函數(shù)的概念還需要繼續(xù)激發(fā)認知沖突,可借此提出問題3:
(1)請問氣溫T是時間t的函數(shù)嗎?
(2)你能在圖中找到不同的t對應的相同的T嗎?反之可以嗎?
通過問題3的提出,教師幫助學生進一步完善了函數(shù)的概念,為抽象出一般函數(shù)的定義奠定了基礎.對于函數(shù)的概念,由于其概念的抽象,故需要回歸到學生思維發(fā)展的順序,由函數(shù)解析式入手,重點介紹函數(shù)的對應法則、定義域和值域,通過列表法和圖像法使學生能夠從特殊到一般理解函數(shù),進一步明確和掌握函數(shù)的基本概念.
教師只有從概念、定義、定理的要點出發(fā),分析出其邏輯上的難點,才能設置合理有效的問題,讓學生在不斷探索、反思、總結中成長,使自身思維由感性走向理性.教師只有通過長期的熏陶,才能真正為學生構建數(shù)學核心概念、定義、定理奠定基礎.
建立知識體系,疏通思維脈絡?搖
高中數(shù)學課程具有整體性,每個知識點與其他知識點都有聯(lián)系,但學生學習的知識點卻較片面、零散. 因此,教師教學時需要跳出“題?!庇柧毜乃悸?,做到不僅會用教材,更會對教材進行改造和加工,同時要提高學生對教材的重視程度,從整體角度全面了解教材章節(jié). 教師可以引導學生利用思維導圖等工具建立知識體系、疏通思維脈絡,切實提高學生的數(shù)學思維能力.
筆者復習“統(tǒng)計”的知識體系時,不是反復教學生已經(jīng)知道或者片面的知識點,而是引導學生重新結合教材認識“統(tǒng)計”的作用. 經(jīng)過師生的合作探究,教材中“統(tǒng)計”章節(jié)的編排意圖徐徐展現(xiàn)在學生眼前:首先,通過學習總體和樣本明確抽樣的范圍,并根據(jù)需要,通過隨機抽樣、系統(tǒng)抽樣、分層抽樣等方式進行合理抽樣;接著,根據(jù)抽樣的數(shù)目,對樣本進行數(shù)據(jù)分析,采用的方法有莖葉圖、頻率分布直方圖、條形圖等,形成樣本和總體的初步認識;最后,對抽樣的數(shù)據(jù)進行檢驗,以線性回歸為例進行合理假設,并評估假設檢驗的合理性. 通過思維導圖等工具使學生真正了解“統(tǒng)計”章節(jié)的整體性,明確“統(tǒng)計”教學的“四步走”方式——提出問題、收集樣本、數(shù)據(jù)分析、合理檢驗. 具體如圖2所示.
開展變式練習,提高思維深度
教師講授多種數(shù)學知識、各種解題方法,容易導致知識碎片化,不容易形成系統(tǒng)性,學生無法舉一反三,掌握不了具有深刻思維的知識點. 教師需要在教學中以變式為驅動,引導學生探索某類問題的真諦,并借此引申至不同的方法,讓所學的知識更加深刻且富有創(chuàng)造性. 筆者在變式教學中堅持回歸題目本身,從精心選題開始,做到層次豐富,既有區(qū)別又有聯(lián)系,串聯(lián)起一系列數(shù)學思想方法,讓學生真正體會到數(shù)學的美. 同樣,筆者認為在變式教學中,應根據(jù)題目本身所具有的難度,設置不同層次的變式,引發(fā)學生思考. 例如,函數(shù)極值點和函數(shù)值常有相關性,時常讓學生無法找到解題思路,而變式分層有助于學生認知逐步深入,提高分析能力. 筆者上復習課時,喜歡運用開放式習題進行復習,學生學完知識后,若以單個知識點進行零散復習,不僅不利于學生掌握學習數(shù)學的方法,更難培養(yǎng)學生獨立創(chuàng)新、整合知識的能力.
例如,筆者在高三“導數(shù)極值和最值”的復習公開課中,設置了開放的探究題:已知函數(shù)f(x)=x-alnx,你能根據(jù)函數(shù)的性質從易到難提出2~3個問題并證明嗎?
在課堂上,學生開始對于這類問題并不適應,但學生根據(jù)解題經(jīng)驗,還是很快掀起了探究蓋頭,學生提出了如下問題:
問題1:當a=1時,求函數(shù)f(x)的單調區(qū)間、極值、最值.
問題2:求函數(shù)f(x)在[1,e]上的單調區(qū)間、極值、最值.
開放式問題看起來和變式教學毫無關系,但本質卻是一致的. 它是一個需要學生通過對函數(shù)的認識并結合實踐,提出自己想法的過程. 只有真正的深度教學,才能在師生的互動交流中,將學生自身的學習感悟融入課堂教學,促進學生舉一反三、觸類旁通,真正達到培養(yǎng)學生思維能力的目的.
教師要引導學生多讀教材,從教材的編排入手,啟發(fā)學生思考教材中知識點設置的原因,通過思維導圖等工具建立整個高中數(shù)學知識體系,加深對知識體系的認識,才能讓學生厘清知識之間的聯(lián)系,走出知識誤區(qū),真正學會將知識運用于實際生活,解決實際生活中的問題,疏通數(shù)學思維脈絡.
滲透數(shù)學思想,提高思維高度
數(shù)學思想是對數(shù)學理論本質的認知,數(shù)學思想是思維能力的外在體現(xiàn),只有當學生具備了一定的數(shù)學思想,才能進行深度學習. 數(shù)學思想是數(shù)學的靈魂,包含著讓學生領悟并掌握數(shù)學基礎知識、基本技能,學會用數(shù)學的眼光看待世界. 數(shù)學思想是學好數(shù)學的關鍵,但要讓數(shù)學思想成為學生得心應手的工具可能比預想的要相差甚遠,主要原因是數(shù)學思想是對數(shù)學知識內容在更高層面上的理解,是知識體系中蘊含的寶藏,需要挖掘和逐步推進. 教師在教學中,不能將數(shù)學思想和方法混為一談,不能一味地強調應用,需要對數(shù)學思想有較為深刻的理解,進而將每種數(shù)學思想劃分為幾個層次,通過細化將其不斷滲透,達到一葉成林的效果.
比如我們常提的數(shù)形結合思想,它是“數(shù)”與“形”的相互轉化,如同事物的一體兩面,是抽象的數(shù)學語言與圖形語言的互化,是抽象思維與形象思維的交替變化,有助于學生把握數(shù)學本質. 數(shù)形結合思想在高中數(shù)學的函數(shù)、數(shù)列、立體幾何、解析幾何中被廣泛應用,具有普遍性.
例如,在圓中應用數(shù)形結合思想時筆者將其分為三個層次:
層次1:給出具體的圓方程如x2+y2-2x+2y+1=0,能畫出相應的圓,反之也一樣.
層次3:能在跨區(qū)域的范圍內找到隱藏的“圓”并應用. 如:(1)△ABC中,BC=2,AC=2AB,求△ABC面積的最大值;(2)已知過定點P(4,0)的直線與y2=4x相交于兩點A,B,OD⊥AB,垂足D在線段AB上,求△OPD面積的最大值.
通過三個層次滲透數(shù)形結合思想,使學生對數(shù)形結合思想的形式、內涵有了進一步的了解,能真正運用其解決一類問題,使之達到核心所在.教學中,教師需要對數(shù)學思想進行合理分類,細分教學層次,根據(jù)需要不斷進行滲透與整理,結合平時的有效訓練,才能真正讓學生感悟數(shù)學思想、運用數(shù)學思想,讓數(shù)學思維能力得到極大提升.
深度教學能切實體現(xiàn)教學過程的價值,豐富學生的課程履歷和學習過程,引導學生深度學習,提高學生的數(shù)學思維能力. 教師既要“負責任”,又要“講科學”;既要幫助學生“得高分”,又要講課“有味道”. 雖然有時這種深度教學不一定能馬上見成效,但是教育本身就是細水長流、潤物細無聲的工作. 相信經(jīng)過時間的沉淀,學生必將有更大的作為,取得更好的成績,相信這樣的深度教學也會贏得更多認可.