孔晴晴
摘 要:在新時期的教育改革中,強化數(shù)學思維已經(jīng)成為教師的重要教學任務,數(shù)學思維不僅包括數(shù)學概念的理解和應用,還有學生對問題的發(fā)散性思考和分析。然而,在傳統(tǒng)的教育模式中,教師往往偏重知識的傳授,忽視了對學生數(shù)學思維能力的培養(yǎng),導致部分學生思考問題過于片面。因此,在高中數(shù)學教學過程中,應注重不斷創(chuàng)新課堂教學模式,有效提升學生的數(shù)學思維能力,實現(xiàn)課堂教學從“知識的記憶”向“思維能力的培養(yǎng)”過渡,促進學生綜合水平的提升。本篇文章結合高中數(shù)學教學現(xiàn)狀,分析探討了有效促進數(shù)學思維發(fā)展的教學策略。
關鍵詞:高中數(shù)學;數(shù)學思維;能力培養(yǎng)
在現(xiàn)今的信息化社會中,數(shù)學思維能力是學生必備的一種重要核心素質。雖然很多中學強調數(shù)學思維培養(yǎng)的重要性,但是在目前的教育實踐中卻往往存在著過分側重知識教學,忽視能力培養(yǎng)的問題。在傳統(tǒng)的數(shù)學教學模式中,學生常常被動接受知識,缺乏主動思考和探究,這無疑會阻礙學生數(shù)學思維能力的發(fā)展。因此,作為高中教師,應該及時轉變觀念,以學生為主體,積極尋找有效的教學策略,提升學生的數(shù)學思維能力,使學生在解決實際問題時能夠運用所學的數(shù)學知識,從而達到真正的教育目標。
一、數(shù)學思維能力對學生發(fā)展的重要作用
培養(yǎng)學生數(shù)學思維能夠引導學生從多方面思考問題,結合教學內容合理開展教學活動,提升學生的數(shù)學解題效果。數(shù)學思維是一種獨特的邏輯和分析方式,能夠在學生遇到問題時引導從多方面進行思考,促進思考問題的全面性。這不僅可以提升學生處理日常生活問題的能力,也為學生進入社會后的發(fā)展打下堅實的基礎[1]。其次,數(shù)學思維能力是培養(yǎng)學生批判性思考和創(chuàng)新精神的重要手段。通過解決數(shù)學問題,學生能夠學會如何逐步推理,如何從不同角度看待問題,如何尋找并創(chuàng)造新的解決方案,學習這些思考探索過程將有助于形成獨立思考和創(chuàng)新習慣,對于學生的個人成長具有重要的推動作用,培養(yǎng)學生良好的學習習慣。同時,在社會不斷進步和發(fā)展的大環(huán)境下,學生成長時期正處在一個信息爆炸的數(shù)字時代,數(shù)據(jù)分析、編程等技能越來越受到重視,而這些都離不開扎實的數(shù)學基礎和良好的數(shù)學思維。因此,對于高中學生來說,掌握數(shù)學思維能力將使學生在未來社會中具有更大的競爭優(yōu)勢。另外,數(shù)學思維能力的培養(yǎng)可以提升學生的個人成就感,使學生感受到數(shù)學的樂趣。當學生獨立解決一個個復雜的數(shù)學問題時,可以從中收獲成就感,提升學生的學習興趣和學習動機。
二、高中數(shù)學思維能力培養(yǎng)現(xiàn)狀分析
(一)傳統(tǒng)思維模式的約束
在傳統(tǒng)的數(shù)學教育模式下,教師往往過于強調知識的灌輸和技能的訓練,很容易忽略學生數(shù)學思維能力的培養(yǎng)。這種情況使得學生在接受數(shù)學教育的過程中,更多的是被動接受信息,而非主動探索和思考。具體來說,大部分時間內學生是處于被要求完成任務的過程中,重復已有的解題方法,記憶公式和定理,很少有機會去自己提出問題,或者嘗試尋找新的解題路徑。這樣的教學模式會限制學生的思維深度和廣度,使學生在遇到新穎的、未曾接觸過的問題時,會感到無所適從。因為長期的被動學習使學生過于依賴記憶,而不是理解和應用。同時,由于教師在教學過程中過分關注教材和考試,學生也就更容易將目標放在成績提升上面,而非真正理解和吸收知識。這樣的學習現(xiàn)狀導致學生的創(chuàng)新精神和發(fā)散思維得不到足夠的鍛煉,對學習失去興趣,甚至產(chǎn)生對數(shù)學的抵觸情緒。因此,教師應注重培養(yǎng)學生的數(shù)學思維能力,鼓勵學生積極主動地去探索和發(fā)現(xiàn),以提高其學習效果,真正做到以人為本的教育[2]。
(二)對數(shù)學思維能力理解誤差
在傳統(tǒng)教學模式中,很多教師和學生將數(shù)學思維簡化為計算和推理,認為只要能熟練地進行計算和邏輯推導,就說明掌握了數(shù)學思維。然而,這樣的理解往往只觸及到了表面,缺乏對數(shù)學思維更深含義的理解。實際上,數(shù)學思維是一種全面的思維方式,它不僅包括邏輯推理和計算,還涵蓋了空間想象、抽象概括、猜想驗證等多種思維方法。比如,空間想象能力可以幫助學生理解和解決幾何問題,抽象概括能力則能讓學生在看似無關的問題中找出共性,從而進行有效的解答。同時,猜想和驗證是數(shù)學探索的重要步驟,培養(yǎng)這種能力可以提高學生的創(chuàng)新精神和獨立思考能力。因此,只有全面的數(shù)學思維方式才能夠幫助學生發(fā)展嚴謹、系統(tǒng)和高效的思考習慣,促進學生的全面發(fā)展。
(三)教學模式缺乏創(chuàng)新性
在新課標改革的不斷推進下,教育創(chuàng)新如火如荼,教師開始思考如何從學科需求角度出發(fā),創(chuàng)新課堂教學模式,提升課堂教學質量。然而,雖然越來越多的教師意識到了數(shù)學思維能力對于學生的整體學習成長的重要性,但在實際的教學過程中,卻往往無從下手,不知道應該如何操作,以及使用何種方式和方法去培養(yǎng)和提高學生的數(shù)學思維能力。這個問題的存在,暴露出現(xiàn)階段在教學創(chuàng)新方面的不足。即使目前教學中擁有先進的教學設備,較為全面的教學資源,但是如果缺少針對性和有效性的創(chuàng)新性教學方法,那么這些資源也難以發(fā)揮其應有的效果。因此,教師應根據(jù)課程需要,不斷創(chuàng)新針對性強、有效性高的教學新途徑,針對學生的發(fā)展情況培養(yǎng)學生的數(shù)學思維能力,關注到每個學生的個體差異,尋找到最適合學生的學習方法,以達到最佳的教學效果。因此,在實施課程創(chuàng)新時,教師需要在理論和實踐中尋找平衡,既要明確數(shù)學思維能力對于學生的重要性,還需要注重創(chuàng)新教學培養(yǎng)方法,落實高中數(shù)學教育教學目標,充分發(fā)揮每個學生的最大潛力[3]。
三、高中數(shù)學思維能力培養(yǎng)策略探析
(一)開展數(shù)學情境課堂,活躍學生數(shù)學思維
在傳統(tǒng)的教學環(huán)境中,高中學生通常依賴記憶和復述來掌握數(shù)學概念和技巧。這種方法可能會導致學生對數(shù)學知識的理解淺顯,缺乏深度和廣度,同時也限制了學生創(chuàng)新思維的發(fā)展,長此以往學生可能會覺得數(shù)學枯燥無味,缺乏學習動力。創(chuàng)建情境教學能夠有效活躍學生的數(shù)學學習思維,幫助學生通過實際、有趣的情境來理解和應用數(shù)學知識,使學生不僅可以更好地理解數(shù)學原理,還能夠提升學生的創(chuàng)新性應用能力。此外,情境教學可以使學生在實際情境中理解和應用數(shù)學知識,引導學生將理論與實踐相結合,加深對數(shù)學概念的理解,激發(fā)學生的創(chuàng)新思維,使學生在解決問題時能夠自由地運用和組合所學的數(shù)學知識,提高學生的創(chuàng)新能力和問題解決能力,使數(shù)學學習變得更加有趣和生動,提高學生的學習興趣和積極性,逐步引導學生體會數(shù)學的魅力[4]。
例如,在學習高中數(shù)學必修二《空間幾何體的結構》這一課時的內容時,在課堂導入環(huán)節(jié),教師可以讓學生觀看一段關于建筑工程的視頻,如大橋、摩天大樓等的建設過程。讓學生在觀看時思考這些結構是如何被建造起來的,以及數(shù)學在其中的作用。接著,教師可以通過提問的方式引入主題:“你們有沒有想過為什么這些建筑能夠穩(wěn)穩(wěn)地站立,而不會倒塌?”“在建造這些建筑時,我們是如何利用數(shù)學知識的?”通過為學生創(chuàng)設真實且引人入勝的學習情境,能夠激發(fā)學生的好奇心和探索欲,使學生全面參與到教師創(chuàng)設的學習情境。在學生熱烈的學習氛圍下,教師為學生介紹空間幾何體的基本概念和屬性,比如點、線、面的概念,以及他們之間的關系。隨后,教師可以展示一些3D模型,比如立方體、長方體、圓柱體、圓錐體和球體等,并讓學生探索它們的性質和特征。接下來,教師將問題與之前觀看的建筑工程視頻聯(lián)系起來,比如:“如果我們要建造一座橋梁,我們應該如何使用這些空間幾何體?”“在建筑設計中,為什么要選擇某種形狀而不是其他形狀?”教師可以設計一些實際問題讓學生解決,比如:“如果你要設計一個穩(wěn)定且容量最大的儲物箱,你會選擇哪種形狀?為什么?”通過以上問題,層層遞進,鼓勵學生運用所學知識解決實際問題,加深學生對問題的理解?;谇榫辰虒W的設計,教師不僅讓學生理解并掌握了空間幾何體的知識,同時也能夠活躍學生的數(shù)學思維,全面提高學生的實踐水平。
(二)通過問題引導教學法,鍛煉學生邏輯能力
問題引導教學法是一種可以靈活運用在數(shù)學課堂上的教學方法,就目前教學現(xiàn)狀來看,教師通常會直接給出公式和定理,然后讓學生通過做題來熟悉和掌握這些知識。這種方法可能導致學生只注重答案的正確與否,而忽視了解題過程中的邏輯推理和思維過程,缺乏深度的理解和應用。而通過問題引導,學生在教師的鼓勵下主動發(fā)現(xiàn)和理解數(shù)學知識背后的原理和邏輯,而不僅僅是記住公式和步驟,促進學生全面理解課堂知識,保證課堂學習的有效性。同時,通過自我探索和解決問題的過程,學生可以更好地理解和掌握數(shù)學知識,提高學生的理解能力和應用能力。因此,在高中數(shù)學教學中設計問題引導法,不僅可以提高學生的學習效果,也有助于培養(yǎng)學生的邏輯思維能力,促進學生的全面發(fā)展。
例如,在學生學習高中數(shù)學必修二《直線、平面平行的判定及其性質》這一課時的內容時,首先在課堂導入環(huán)節(jié),教師可以為學生設計以下問題:“大家在日常生活中有沒有發(fā)現(xiàn)兩條直線或者兩個平面平行的例子?這些直線或平面為什么會平行?”這樣可以創(chuàng)造一個與現(xiàn)實生活相關聯(lián)的學習問題,引導學生思考和發(fā)現(xiàn)數(shù)學知識在生活中的應用。在問題引導下教師可以引出本節(jié)課的學習內容,比如先介紹直線和平面平行的基本概念,以及判斷它們是否平行的方法。接下來,教師可以通過提出問題的方式引導學生探索直線和平面平行的性質,比如教師可以為學生設計以下問題:“已知一個平面內的兩條直線分別與另一個平面內的兩條直線平行,那么請大家思考,這兩個平面之間存在什么位置關系呢?”在為學生設計完問題后,教師可以讓學生自己解決這些問題,鼓勵學生使用邏輯推理,并通過小組討論和全班分享來交流學生的想法和解答。在課堂的最后,教師可以設計一些實際問題,讓學生運用所學的直線和平面平行的性質來解決,比如教師可以借助生活問題設計問題:“在城市規(guī)劃中,如何利用直線和平面的平行性質來設計街道和建筑物?”通過此類問題使學生應用所學知識解決實際問題,從而提高學生的邏輯思維能力和問題解決能力。
(三)倡導一題多解方法,拓展學生思維方式
一題多解的教學方法打破傳統(tǒng)一題一解的固有思想,能夠鼓勵學生從多角度考慮問題,發(fā)散思維,從多角度提出問題解決方法,提高學生的創(chuàng)新能力。傳統(tǒng)的教學方法往往強調一題一解,這種模式可能會導致學生過于關注得出答案,而無法深刻理解問題的本質,不利于學生發(fā)散思維的培養(yǎng)。通過鼓勵學生尋找多種解決方案,可以使學生在尋求答案的過程中學會解決各種不同的問題,提高學生的問題解決能力。同時,一題多解的方法鼓勵學生獨立思考,不依賴于單一的、固定的答案,使學生從多角度尋找和評估多種可能的解決方案,提高學生的創(chuàng)新能力和發(fā)散思維。
例如,在學習高中數(shù)學必修一第一章《集合的基本運算》這一課時的內容時,教師可以通過設計問題,引導學生針對同一問題多方位思考。在講解完《集合的基本運算》相關理論知識后,教師可以結合課堂內容為學生設計集合問題:有兩個集合={1,2,3}和={2,3,4},求解(和的并集),(和的交集)以及(減)。在為學生布置完這一問題之后,學生首先想到的是用傳統(tǒng)的解題方法,依照“直接法”對兩個集合進行操作:是指把集合和集合中所有的元素都列出來,同時去掉重復的元素,所以={1,2,3,4}。是指只列出同時在集合和集合中的元素,所以={2,3}。而是指列出在集合中但不在集合中的元素,所以=
{1}。然后教師可以鼓勵學生從不同角度考慮這個問題,看能否找出其他的解決方法。比如,學生通過討論后發(fā)現(xiàn),可以畫一個文氏圖來表示這兩個集合以及它們的并集,交集和差集,首先畫出兩個圓形,分別代表集合和集合,在每個圓形內部寫上該集合的元素,共享部分的區(qū)域即為交集,通過圖形可以直觀地發(fā)現(xiàn)并集可以通過覆蓋兩個圓形包含的全部區(qū)域得到,即{1,2,3,4},交集則是兩個圓形重疊的部分,即{2,3},差集則是只屬于而不屬于的部分,即{1}。還有學生發(fā)現(xiàn)可以借助集合運算的公式來求解,即={或},=
{并且},={并且},最終得到相應的答案。基于此,通過引導學生一題多解,能夠引導學生從多個角度多方面思考問題,提高學生的學習效果,促進學生全面發(fā)展。
結束語
綜上所述,數(shù)學思維能力的培養(yǎng)能夠提升學生學習效果,促進學生核心素養(yǎng)發(fā)展。作為高中數(shù)學教師,應在教學過程中注重學生的數(shù)學思維能力的發(fā)展,打破傳統(tǒng)的教學方式,重視學生的主體地位,不斷創(chuàng)新課堂教學方法,為學生打造優(yōu)質且高效的學習課堂。本篇文章從利用情境引入的方式激發(fā)學生的思維活力、通過問題指導方式訓練學生的邏輯思維、使用一題多解的策略鍛煉學生的發(fā)散思維三個方面展開了討論,借助多元化教學方法,在培養(yǎng)學生數(shù)學思維的同時有效推進高中數(shù)學教學的進步。
參考文獻
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