过程中引发学生数学思考的方式建设
过程中引发学生数学思考的方式建设 《义务教育数学课程标准(2011年版)》指出:“数 学课堂教学应激发学生的学习兴趣,引发学生的数学思考, 它不仅包括数学的结果,也包括数学结果的形成过程和蕴含 的数学思想方法.”[1]教师应引导学生“追求揭示知识的生 长过程”,[2]启发学生积极思维. “没有学生思维的参与, 他掌握的是一堆‘死’的知识,学生就不能激活它,驾驭它, 更不能运用它.”[3]教师一方面要使学生在获得基础知识与 基本技能的同时,学会学习和形成正确价值观的过程,另一 方面让学生“经历”“体验”“探索”知识产生与发展的过 程,通过师生、生生之间的互动,促使学生自主建构知识. 笔者近年来关注过程教学,现以浙教版初中函数内容为例, 谈谈帮助学生掌握认知技能,促使学生从学会向会学转变的 做法和体会,与同行交流. 一、联系生活情境,学会概念迁移 对学生来说,变量、函数这两个概念较难理解.因为, 从数学自身的发展过程看,变量与函数的引入,标志着数学 由常量数学向变量数学的迈进.初中函数概念是用“变量说” 来定义的,变量是数学中一切抽象事物的建筑材料,但是让 学生理解变量的内涵并不容易.从学生思维发展水平看,初 二学生的思维水平还处于不成熟的阶段,他们看问题往往是 局部的、静止的、割裂的,很难在静止与运动、离散与连续 之间进行转化.学生还不善于把抽象的概念与具体事例联系起来,还不能用辩证思维的思想来理解函数概念.这与函数 概念的运动、变化、联系的特点是不相适应的,这又是造成 函数概念学习困难的一个重要原因. 教师如果在教学中没有让学生对活动进行思考,经历思 维的内化、整合过程,没有在头脑中对活动进行描述和反思, 那么就没办法使学生达到对概念的真正理解. 因此,教学中 应该列举大量和生活有关的事例,让学生体会运动和变化, 体会在一个过程中,哪些量会发生变化,哪些量始终保持不 变. 二、激发学生体验和探索,提炼数学思想方法 数学概念、公式、性质等知识,都明显地写在教材中, 是有“形”的知识,而数学思想方法却隐含在知识体系中, 是无“形”的知识.[4]数学思想方法比数学知识更抽象,不 可能机械地照搬和运用. 数学思想方法是渗透在数学活动过 程中的教学,重在应用中领会和掌握. 离开数学活动过程, 数学思想方法的掌握也就无从谈起. 可见在数学思想方法的 教学中,学生的参与非常重要. [4]学生是学习的主体,学 习应当是一个生动活泼的、主动的富有个性的过程. 第斯多 惠说过:“教学是一种艺术,这种艺术不是传授艺术,课堂 教学的艺术是激发、启迪和活跃.”教师应激起学生学习的 兴趣,通过积极思考、自主探索与互助合作,使他们在成功 中体验学习的乐趣,获得数学学习经验. 1.问题探究,体会数学思想在反比例函数图象和性质教学时,教师有意识地进行课 堂设问,使数学思想方法显性化. 问:你能类比研究一次函 数的思路,提出研究反比例函数图象和性质的方法吗?这里 渗透类比的思想方法;在画出y=■,y=-■和y=■,y=-■后, 问:你能概括出反比例函数y=■(k≠0)的图象和性质吗? 这里渗透从特殊到一般的归纳思想;
根据图象特征,你能探 究出函数的性质吗?通过图象研究函数的性质. 这里渗透数 形结合思想;
分k>0和k<0两种情况讨论函数性质. 这里渗透 分类讨论思想. 2.经历问题转换,培养数学思维 通过“二次函数与方程、不等式的联系”的学习,让学 生经历和研究函数问题和方程问题、不等式问题的转换,培 养学生的数学思维和探究能力. 数学思想方法存在于概念、 性质、法则、定理之中,它是这些数学知识的本质反映,数 学思想方法教学是以数学知识为载体,在知识教学的过程中 来实现数学思想方法的教学. 过程一:由方程的解寻找二次函数与横轴或平行于横轴 的交点坐标. 问题:一个球从地面上竖直向上弹起时的速度为10m/s, 经过t(s)时球的高度为h(m). 已知物体竖直上抛运动中, h=v0t-■gt2(v0表示物体运动上弹开始时的速度,g表示重 力系数,取g=10m/s2). 问球从弹起至回到地面需要多少时 间?经多少时间球的高度达到3.75m?在教学中,创设问题情境,通过生活化的语言和事例, 激发学生学习数学的兴趣,形成学生主动学习的意愿. (1)根据已知条件,你能写出h关于t的函数解析式吗? (2)你能画出大致图象吗? (3)如何求球从弹起至回到地面所需的时间? 通过以上几个问题的设置,学生能根据函数图象获得球 从弹起至回到地面所需的时间就是图象与横轴交点之间的 距离. 于是令h=0,得到方程10t-5t2=0,求出两个根. 通过以上问题的解决,学生有了下面的体会:
①从数的角度看,一元二次方程ax2+bx+c=0的根,二次 函数y=ax2+bx+c,函数值为0时自变量的值. ②从形的角度看:一元二次方程ax2+bx+c=0的根,抛 物线与x轴交点的横坐标. 过程二:由二次函数做桥梁把方程和不等式联系起来. 请完成下表(见表1):
表1 通过完成表格,发现利用二次函数图象可以获得一元二 次方程的解,同样也可以非常直观地得到一元二次不等式的 解. 过程三:由二次函数图象寻找方程的近似解. 问题:利用二次函数的图象求一元二次方程x2+x-1=0的 近似解. 通过提问“在构造函数时还有不同的方法吗?”引导学生将方程x2+x-1=0变形,如变形为x2=-x+1,这样方程的解 可以看成是二次函数y=x2和一次函数y=-x+1交点的横坐标. 也可以变形为x2-1=-x或变形为x2+x=1. 教师引导学生 比较,发现第二种方法对于画图更方便一些. 巩固提高:判断方程x3-2x2-x+1=0的解的个数. (该题 针对有能力的同学) 教师通过过程一完成了从方程到函数的一个转换,是一 个数形结合的过程. 在过程二的问题解决中,“函数思想” 起到了关键的作用,是它把方程、函数和不等式联系起来. 同 时,在这个过程中学生体会到了初中数学学习中的一些重要 的数学思想:如方程思想,分类思想、转化思想和数形结合 思想等等. 通过过程三,学生发现利用函数图象可以近似地 求出方程的解,也就完成了从函数到方程的一个转换,也是 一个数形结合的过程. 函数和方程互相转化,由二次函数做桥梁把方程和不等 式联系起来,帮助学生由已有的成功实践逐步总结出一般的 方法或模式,在以后类似的情况下,这些方法或模式就可起 到启发和指导的作用. 三、教学思考 参考文献:
[1] 中华人民共和国教育部.义务教育数学课程标准 (2011年版)[S].北京:北京师范大学出版社,2012:2. [2] 喻平.正确处理数学教学中的基本矛盾(上)[J]. 教育理论与实践,2009(9):41-45. [3] 余文森.有效教学十讲[M].上海:华东师范大学出 版社,2013:176. [4] 李祎.数学教学方法论[M].福州:福建教育出版社, 2010. [5] 施良方.课程理论——课程的基础、原理与问题[M]. 北京:教育科学出版社,1996:89-95.