山東省濱州市濱城區(qū)首都師范大學附屬濱州中學
代海霞
著名數(shù)學家波利亞曾說:“類比似乎在一切發(fā)現(xiàn)中有作用,而且在某些發(fā)現(xiàn)中有它最大的作用.”可見,類比是數(shù)學發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造的一種行之有效的思維方式.事實上,類比是數(shù)學學習中常用的數(shù)學猜想方法之一,由于類比推理所得的真實性還是有待考量,需要進一步嚴格論證,不少教師持回避或者忽視的態(tài)度.筆者認為,類比可以將已有事物與未知事物很好地建立聯(lián)系,并快速探尋到解決問題的方法,可以看作一種觸類旁通的思維方式.因此教師合理應用類比教學法,不僅可以強化對一些概念、定理、公式或知識點的理解,還可以提升學生的數(shù)學學習能力.筆者擬結合教學實踐談一談自身的一些做法,供大家參考.
大量教學實踐表明,孤立的知識不易記憶且容易遺忘,而系統(tǒng)化、條理化的知識便于理解和掌握,更利于遷移與運用.同時,舊知識是學生探究和學習新知識的基石,教師善用類比教學法,可以很好地聯(lián)系新舊知識,加強知識間的聯(lián)系,展示知識的獲取過程.這樣,不僅可以有效避免多個本質相似的數(shù)學知識散落于學生的腦海中,還能促進知識的系統(tǒng)化和條理化.因此,以類比法教學讓學生比較、分析相似的知識,可以使知識脈絡縱橫聯(lián)系,同時鍛煉學生抽象歸納能力.
案例1以“圓錐曲線知識”的教學為例.
在高中數(shù)學中圓錐曲線的相關知識具有較強的抽象性,知識點間獨立卻又相互聯(lián)系.基于此,類比法教學在本單元中可以很好地實施.例如,橢圓與雙曲線互相之間可以找到影子,二者定義相似度極高,僅僅是離心率的范圍不同及“和”與“差”的區(qū)別,從而是類比法教學的較好素材.因此,教師可進行如下點撥:橢圓與雙曲線在定義上有何不同?學生很快可以類比得出“橢圓的離心率0
顯然,通過對概念的類比和問題1的解決,不僅鞏固了舊知識,使兩個概念更具有識別度,還能讓學生學到系統(tǒng)的新知識,同時一些模糊不清的知識也可以得以澄清.就這樣,鼓勵學生利用類比法去分析、去比較、去反思,進而揭示知識間的聯(lián)系,有效梳理每一個相似的知識體系,使每個知識環(huán)環(huán)相扣,在去偽存真中讓數(shù)學學習更有效.
在一些概念、定義、定理等的教學中,教師可以有目的地將教材中零散的、具有聯(lián)系性的、易混淆的概念或定義等有機歸類,合理地利用類比法教學,揭示知識間的聯(lián)系與區(qū)別,使學生在辨析中加深理解,在對比中強化記憶,以達提質增效的目的,真正體現(xiàn)新課程理念.當然,在具體的教學實踐中,用好類比法可以促進教學,反之則會影響教學效果,更有甚者會混淆對概念或定義的理解.作為教師,在備課時需要深入研究概念是否具備類比教學法的必要性,進而巧設類比教學情境,充分激起學生的學習和探究欲望,讓學生愉快地自主學習,通過類比、聯(lián)系,深刻理解其本質屬性,實現(xiàn)對知識的意義建構.
案例2以“平面向量”的單元教學起始課為例.
問題2甲車以v1=40km/h的速度行駛,乙車以v2=50km/h的速度行駛,2h后兩車相距______.
生1:90km.
生2:10km.
生3:應該是不確定.
師:為什么呢?
生3:不僅需要考慮大小,還需要考慮方向.
師:誰還能列舉一些既有大小又有方向的量呢?
生4:位移、速度、力……
師:位移、速度和力各自刻畫的內容不同,它們有何共性呢?
生5:既有大小,又有方向.
師:很好.那有沒有一種量,它只有大小,卻沒有方向呢?
生6:有很多,如年齡、身高、面積……
師:從數(shù)學角度來說,只有大小的量叫做數(shù)量或數(shù).而既有大小又有方向的量則定義為向量.(拋出課題)
師:既然向量是既有大小又有方向的量,那么就需要從數(shù)與形兩個角度表示向量.
問題3如下表,從表格(如表1)中的三個角度出發(fā),該如何表示向量?又是如何想出來的呢?
表1 實數(shù)與向量對比表
生7:可以用有向線段來表示,即有起點、有方向、有長度.(教師板書)
師:一般我們用AB或者a來表示線段,那如何表示有向線段呢?(學生展開討論)
生7:不是,二者表示的向量起點和終點不同.
…………
給出向量概念的同時回憶數(shù)量的概念,再與線段和線段長度進行類比,提供好學習的基本線索,使類比物更加清晰地呈現(xiàn)在學生的眼前,喚醒數(shù)學活動經驗,使類比發(fā)生得自然而明確,讓學生的思維不斷走向深入,進而對向量的概念有清醒的認識,這樣的學習效果自然是比較好的.
問題是數(shù)學的心臟,學習數(shù)學必定要學會解題.而學生隨著所學知識的增加,學習壓力也逐步增大.那么如何回避錯誤解題思路的干擾,提高解題能力呢?筆者認為,以類比思想為指導歸納整理錯題,可以找到數(shù)學解題的“著力點”,讓學生自然認識到解題過程中的不足,鍛煉數(shù)學解題能力.這樣不僅可以幫助學生很好地攻克數(shù)學難題,避免出現(xiàn)解題的無頭緒現(xiàn)象,還能提升對知識的理解和遷移能力,有效增添數(shù)學學習的信心.
案例3以“橢圓與雙曲線”的習題練習為例.
拋物線知識是學生數(shù)學學習中的難點問題,不少學生在此處易混淆不清,導致考試時頻頻出錯.為了改變這樣的現(xiàn)狀,筆者深入研究,整合易出錯問題,設計出以下問題,讓學生通過辨析,逐步厘清概念的本質屬性,在真正理解新知的基礎上加以靈活應用,以達到一題多練的效果.
重新審視錯題的過程就是不斷反思和修正的過程,可以讓學生客觀地認識到問題,最終實現(xiàn)自我提升;同時這一過程對于今后的數(shù)學學習也具有較好的指導作用,可以讓學生的認知在不斷辨析和反思中走向深入,在不知不覺中提升學習效率.
數(shù)學能力對于數(shù)學學習的重要性是毋容置疑的,但恰當?shù)膶W習方法也是提升數(shù)學學習效率的有效保障.總之,作為一種習得新知的重要方法,類比教學法對于數(shù)學教學的作用不言而喻.只不過,需要扎根于課堂的教師基于類比教學法,為學生提供具有價值的學習方法,促進知識系統(tǒng)化、深入化,有效規(guī)整錯題,讓學生的認知在類比辨析中逐步深入,提高數(shù)學學習能力.