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內(nèi)容提要:本文著重闡述了中學(xué)數(shù)學(xué)素質(zhì)教學(xué)中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方法的探索從數(shù)學(xué)教學(xué)的角度、數(shù)學(xué)本身的角度、數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的角度、數(shù)學(xué)內(nèi)容的性質(zhì)角度等四個方面如何實施數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)談?wù)勛约旱恼J(rèn)識。
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)學(xué)法角度探索
近幾年來,旨在教會學(xué)生會學(xué)習(xí)、提高學(xué)生自學(xué)能力的學(xué)法指導(dǎo)的研究和實踐已是基礎(chǔ)教育改革的一個熱門課題。這一課題的提出和研究,不僅對當(dāng)前提高基礎(chǔ)教育質(zhì)量、實施素質(zhì)教育具有現(xiàn)實意義,而且對培養(yǎng)未來社會發(fā)展所需要的人才、促進(jìn)科教興國具有歷史意義。隨著社會、經(jīng)濟(jì)、科技的高速發(fā)展,數(shù)學(xué)的應(yīng)用越來越廣,地位越來越高,作用越來越大。不僅如此,數(shù)學(xué)教育的實踐和歷史還表明,數(shù)學(xué)作為一種文化,對人的全面素質(zhì)的提高具有巨大的影響。因此,提高基礎(chǔ)教育中的數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量,就顯得尤為重要。可目前由于受“應(yīng)試教育”的影響,數(shù)學(xué)教學(xué)中違背教育規(guī)律的現(xiàn)象和做法時有發(fā)生,為此更新數(shù)學(xué)教學(xué)思想、完善數(shù)學(xué)教學(xué)方法就顯得更加迫切。在數(shù)學(xué)教學(xué)中,開展學(xué)法指導(dǎo),正是改革數(shù)學(xué)教學(xué)的一個突破口。
一、對數(shù)學(xué)教學(xué)如何實施數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo),人們進(jìn)行了許多有益的探索和實驗。首先是通過觀察、調(diào)查,歸納總結(jié)了中學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中存在的問題,如“學(xué)習(xí)懶散,不肯動腦;不訂計劃,慣性運(yùn)轉(zhuǎn);忽視預(yù)習(xí),坐等上課;不會聽課,事倍功半;死記硬背,機(jī)械模仿;不懂不問,一知半解;不重基礎(chǔ),好高騖遠(yuǎn);趕做作業(yè),不會自學(xué);不重總結(jié),輕視復(fù)習(xí)”等等。針對這些問題,提出了相應(yīng)的數(shù)學(xué)學(xué)法指導(dǎo)的途徑和方法,如數(shù)學(xué)全程滲透式(將學(xué)法指導(dǎo)滲透于制訂計劃、課前預(yù)習(xí)、課堂學(xué)習(xí)、課后復(fù)習(xí)、獨(dú)立作業(yè)、學(xué)結(jié)、課外學(xué)習(xí)等各個學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)之中);建立數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)常規(guī)(課堂常規(guī)———情境美,參與高,求卓越,求效率;課后常規(guī)———認(rèn)真讀書,整理筆記,深思熟慮,勇于質(zhì)疑;作業(yè)常規(guī)———先復(fù)習(xí),后作業(yè),字跡清楚,表述規(guī)范,計算正確,填好《作業(yè)檢測表》,重做錯題)等等。誠然,這對于端正學(xué)習(xí)態(tài)度、養(yǎng)成學(xué)習(xí)習(xí)慣、提高學(xué)業(yè)成績、優(yōu)化學(xué)習(xí)品質(zhì),采勸對癥下藥”的策略,開展對學(xué)習(xí)常規(guī)的指導(dǎo),無疑會收到較好的效果。但是,數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo),決不能忽視數(shù)學(xué)所特有的學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)。可以說,這才是數(shù)學(xué)學(xué)法指導(dǎo)之內(nèi)核和要害。也就是說,數(shù)學(xué)學(xué)法指導(dǎo)應(yīng)該著重指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會理解數(shù)學(xué)知識、學(xué)會解決數(shù)學(xué)問題、學(xué)會數(shù)學(xué)地思維、學(xué)會數(shù)學(xué)交流、學(xué)會用數(shù)學(xué)解決實際問題等。有鑒于此,筆者主要從“數(shù)學(xué)”、“數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)”出發(fā),來闡釋數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方法,論述數(shù)學(xué)學(xué)法指導(dǎo)。
二、從數(shù)學(xué)的角度出發(fā),就是要考察。關(guān)數(shù)學(xué)的特點(diǎn)于數(shù)學(xué)的特點(diǎn),雖仍有爭議,但傳統(tǒng)或者說比較科學(xué)的提法仍是3條:高度的抽象性、邏輯的嚴(yán)謹(jǐn)性和應(yīng)用的廣泛性。
1.?dāng)?shù)學(xué)研究的對象本來是現(xiàn)實的,但由于數(shù)學(xué)僅從空間形式與數(shù)量關(guān)系方面來反映客觀現(xiàn)實,所以數(shù)學(xué)是逐級抽象的產(chǎn)物。比如三角形形狀的實物模型隨處可見,多種多樣,名目繁多,但數(shù)學(xué)中的“三角形”卻是一種抽象的思維形式(概念),撇開了人們常見的各種三角形形狀實物的諸多性質(zhì)(如天然屬性、物理性質(zhì)等)。因此,學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)首當(dāng)其沖的是要學(xué)習(xí)抽象。而抽象又離不開概括,也離不開比較和分類,可以說比較、分類、概括是抽象的基礎(chǔ)和前提。比如,要從已經(jīng)過抽象得出的物體運(yùn)動速度v=v0+at、產(chǎn)品的成本m=m0+at、金屬加熱引起的長度變化l=l0+at中再次抽象出一次函數(shù)f(x)=ax+b,顯然要經(jīng)過比較(它們的異同)和概括(它們的共同特征)。根據(jù)數(shù)學(xué)高度抽象性的特點(diǎn),數(shù)學(xué)學(xué)法指導(dǎo)要強(qiáng)調(diào)比較、分類、概括、抽象等思維方法的指導(dǎo)。
2.?dāng)?shù)學(xué)結(jié)論的可靠性有其嚴(yán)格的要求,觀察和實驗不能作為論證的依據(jù)和方法,而是要經(jīng)過邏輯推理(表現(xiàn)為證明或計算),方能得以承認(rèn)。比如,“三角形內(nèi)角和為180°”這個結(jié)論,通過測量的方法是不能確立的,唯有在歐氏幾何體系中經(jīng)過數(shù)學(xué)證明才能肯定其正確性(確定性)。在數(shù)學(xué)中,只有通過邏輯證明和符合邏輯的計算而得到的結(jié)論,才是可靠的。事實上,任何數(shù)學(xué)研究都離不開證明和計算,證明和計算是極其主要的數(shù)學(xué)活動,而通常所說的“數(shù)學(xué)思想方法往往是數(shù)學(xué)中證明和計算的方法。探求數(shù)學(xué)問題的解法也就是尋找相應(yīng)的證明或計算的具體方法。從這一點(diǎn)上來說,證明或計算是任何一種數(shù)學(xué)思想方法的組成部分,又是任何一種數(shù)學(xué)思想方法的目標(biāo)和表述形式”。又由于證明和計算主要依靠的是歸納與演繹、分析與綜合,所以根據(jù)數(shù)學(xué)邏輯的嚴(yán)謹(jǐn)性特點(diǎn),數(shù)學(xué)學(xué)法指導(dǎo)要重視歸納法、演繹法、分析法、綜合法的指導(dǎo)。
3.由于任何客觀對象都有其空間形式和數(shù)量關(guān)系,因而從理論上說以空間形式與數(shù)量關(guān)系為研究對象的數(shù)學(xué)可以應(yīng)用于客觀世界的一切領(lǐng)域,即可謂宇宙之大、粒子之微、火箭之速、化工之巧、地球之變、生物之謎、日用之繁,無處不用數(shù)學(xué)。應(yīng)用數(shù)學(xué)解決問題,不但首先要提出問題,并用明確的語言加以表述,而且要建立數(shù)學(xué)模型,還要對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行數(shù)學(xué)推導(dǎo)和論證,對數(shù)學(xué)結(jié)果進(jìn)行檢驗和評價。也就是說,數(shù)學(xué)之應(yīng)用,它不僅表現(xiàn)為一種工具,一種語言,而且是一種方法,是一種思維模式。根據(jù)數(shù)學(xué)應(yīng)用的廣泛性特點(diǎn),數(shù)學(xué)學(xué)法指導(dǎo)還要指導(dǎo)學(xué)生建立和操作數(shù)學(xué)模型,以及進(jìn)行檢驗和評價。
三從數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的角度出發(fā),就是要通過對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程的考察,引申出數(shù)學(xué)學(xué)法指導(dǎo)的內(nèi)容和策略。關(guān)于數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的過程,比較新穎的觀點(diǎn)是:“在原有行為結(jié)構(gòu)與認(rèn)知結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,或是將環(huán)境對象納入其間(同化),或是因環(huán)境作用而引起原有結(jié)構(gòu)的改變(順應(yīng)),于是形成新的行為結(jié)構(gòu)與認(rèn)知結(jié)構(gòu),如此不斷往復(fù),直到達(dá)成相對的適應(yīng)性平衡”。通過對這一認(rèn)識的分析和理解,就數(shù)學(xué)學(xué)法指導(dǎo)而言,可概括出以下3點(diǎn):
1.行為結(jié)構(gòu)既是學(xué)習(xí)新知的目的和結(jié)果,又是學(xué)習(xí)新知的基礎(chǔ),因而在數(shù)學(xué)教學(xué)中亦需注重外部行為結(jié)構(gòu)形成的指導(dǎo)。由于這種外部行為主要包括外部實物操作和外部符號(主要是語言)活動,所以在數(shù)學(xué)學(xué)法指導(dǎo)中,一要重視學(xué)具的操作(可要求學(xué)生盡可能多地制作學(xué)具,操作學(xué)具);二要重視學(xué)生的言語表達(dá)(給學(xué)生盡可能多地提供言語交流的機(jī)會,可以是教師與學(xué)生間的交流,也可以是學(xué)生與學(xué)生之間的交流)。
2.認(rèn)知結(jié)構(gòu)同樣既是學(xué)習(xí)新知的目的和結(jié)果,也是學(xué)習(xí)新知的基礎(chǔ),故而數(shù)學(xué)教學(xué)要加強(qiáng)數(shù)學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)形成的指導(dǎo)。所謂數(shù)學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu),是指學(xué)生頭腦中的知識結(jié)構(gòu)按自己的理解深度、廣度,結(jié)合自己的感覺、知覺、記憶、思維等認(rèn)知特點(diǎn),組合成的一個具有內(nèi)部規(guī)律的整體結(jié)構(gòu)。因此,對于學(xué)生形成數(shù)學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的指導(dǎo),關(guān)鍵在于不斷地提高所呈現(xiàn)的數(shù)學(xué)知識和經(jīng)驗的結(jié)構(gòu)化程度。在數(shù)學(xué)學(xué)法指導(dǎo)中,須注意如下幾點(diǎn):①加強(qiáng)數(shù)學(xué)知識間聯(lián)系的教學(xué)。無論是新知識的引入和理解,還是鞏固和應(yīng)用,尤其是知識的復(fù)習(xí)和整理,都要從知識間的聯(lián)系出發(fā)。②重視數(shù)學(xué)思想的挖掘和滲透。由于數(shù)學(xué)思想是對數(shù)學(xué)的本質(zhì)的認(rèn)識,因而數(shù)學(xué)思想是數(shù)學(xué)知識結(jié)構(gòu)建立的基礎(chǔ)。常見的數(shù)學(xué)思想有:符號思想、對應(yīng)思想、數(shù)形結(jié)合思想、歸納思想、公理化思想、模型化思想等等。③注重數(shù)學(xué)方法的明晰教學(xué)。數(shù)學(xué)方法作為解決問題的手段,是建立數(shù)學(xué)知識結(jié)構(gòu)的橋梁。常見的數(shù)學(xué)方法有:化歸法、構(gòu)造法、參數(shù)法、變換法、換元法、配方法、反證法、數(shù)學(xué)歸納法等。
3.在原有行為結(jié)構(gòu)與認(rèn)知結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,無論是通過同化,還是通過順應(yīng)來獲得新知,必須是在一種學(xué)習(xí)機(jī)制的作用下方能實現(xiàn)。而這種學(xué)習(xí)機(jī)制主要就是對學(xué)習(xí)新知過程的監(jiān)控和調(diào)節(jié),即所謂的元學(xué)習(xí)。實質(zhì)上,能否會學(xué),關(guān)鍵就在于這種學(xué)習(xí)是否建立起來。于是,元學(xué)習(xí)的指導(dǎo)又成為數(shù)學(xué)方法指導(dǎo)的重要內(nèi)容。為此,在數(shù)學(xué)學(xué)法指導(dǎo)中,需要注意:①要傳授程序性知識和情境性知識。程序性知識即是對數(shù)學(xué)活動方式的概括,如遇到一個數(shù)學(xué)證明題該先干什么,后干什么,再干什么,就是所謂的程序性知識。情境性知識即是對具體數(shù)學(xué)理論或技能的應(yīng)用背景和條件的概括,如掌握換元法的具體步驟,獲得換元技能,懂得在什么條件下應(yīng)用換元法更有效,就是一種情境性知識。②盡可能讓學(xué)生了解影響數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)(數(shù)學(xué)認(rèn)知)的各種因素。比如,學(xué)習(xí)材料的呈現(xiàn)方式是文字的、字母的,還是圖形的;學(xué)習(xí)任務(wù)是計算、證明,還是解決問題,等等。這些學(xué)習(xí)材料和學(xué)習(xí)任務(wù)方面的因素,都對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)產(chǎn)生影響。③要充分揭示數(shù)學(xué)思維的過程。比如,揭示知識的形成過程、思路的產(chǎn)生過程、嘗試探索過程和偏差糾正過程。④幫助學(xué)生進(jìn)行自我診斷,明確其自身數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的特征。比如:有的學(xué)生擅長代數(shù),而認(rèn)知幾何較差;有的學(xué)生記憶力較強(qiáng)而理解力較弱;還有的學(xué)生口頭表達(dá)不如書面表達(dá)等。⑤指導(dǎo)學(xué)生對學(xué)習(xí)活動進(jìn)行評價。如評價問題理解的正確性、學(xué)習(xí)計劃的可行性、解題程序的簡捷性、解題方法的有效性等諸多方面。⑥幫助學(xué)生形成自我監(jiān)控的意識。如監(jiān)控認(rèn)知方向意識、認(rèn)知過程意識和調(diào)節(jié)認(rèn)知策略意識等等。
四根據(jù)數(shù)學(xué)內(nèi)容的性質(zhì),數(shù)學(xué)教學(xué)一般可分為概念教學(xué)、命題(主要有定理、公式、法則、性質(zhì))教學(xué)、例題教學(xué)、習(xí)題教學(xué)、總結(jié)與復(fù)習(xí)等5類。相應(yīng)地,數(shù)學(xué)學(xué)法指導(dǎo)的實施亦需分別落實到這5類教學(xué)之中。這里僅就例題教學(xué)中如何實施數(shù)學(xué)學(xué)法指導(dǎo)談?wù)勛约旱恼J(rèn)識。
1.根據(jù)學(xué)生的學(xué)情安排例題。如前所述,學(xué)習(xí)新知必須建立在已有的基礎(chǔ)之上,從內(nèi)容上講,這個基礎(chǔ)既包括知識基礎(chǔ),又包括認(rèn)知水平和認(rèn)知能力,還包括學(xué)習(xí)興趣、認(rèn)知意識,乃至學(xué)習(xí)態(tài)度等有關(guān)學(xué)習(xí)動力系統(tǒng)方面的準(zhǔn)備。因此,無論是選配例題,還是安排例題,都要考慮到學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,尤其是要考慮激發(fā)學(xué)生認(rèn)知興趣和認(rèn)知需求的原則(稱之為動機(jī)原則)。在例題選配和安排中,可采取增、刪、調(diào)的策略,力求既突出重點(diǎn),又符合學(xué)生的學(xué)情。所謂增,即根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知缺陷增補(bǔ)鋪墊性例題,或者為突破某個難點(diǎn)增加過渡性例題。所謂刪,即根據(jù)學(xué)生情況,刪去比較簡單的例題或要求過高的難題。所謂調(diào),即根據(jù)學(xué)生的實際水平,將后面的例題調(diào)至前面先教,或者將前面的例題調(diào)到后面后教。
2.根據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)和任務(wù)精選例題。例題的作用是多方面的,最基本的莫過于理解知識,應(yīng)用知識,鞏固知識;莫過于訓(xùn)練數(shù)學(xué)技能,培養(yǎng)數(shù)學(xué)能力,發(fā)展數(shù)學(xué)觀念。為發(fā)揮例題的這些基本作用,就要根據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)和任務(wù)選配例題。具體的策略是:增、刪、并。這里的增,即為突出某個知識點(diǎn)、某項數(shù)學(xué)技能、某種數(shù)學(xué)能力等重點(diǎn)內(nèi)容而增補(bǔ)強(qiáng)化性例題,或者根據(jù)聯(lián)系社會發(fā)展的需要,增加補(bǔ)充性例題。這里的刪,即指刪去那些作用不大或者過時的例題。所謂并,即為突出某項內(nèi)容把單元內(nèi)前后的幾個例題合并為一個例題,或者為突出知識間的聯(lián)系打破單元界限而把不同內(nèi)容的例題綜合在一起。
3.根據(jù)解題的心理過程設(shè)計例題教學(xué)程序。按照波利亞的解題理論,一般把解題過程分為弄清問題、擬定計劃、實現(xiàn)計劃、回顧等4個階段。這是針對解題過程本身而言的。但就解題教學(xué)來說,還應(yīng)當(dāng)增加一個步驟,也是首要環(huán)節(jié),即要使學(xué)生“進(jìn)入問題情境”,讓學(xué)生產(chǎn)生一種認(rèn)知的需要。對于“進(jìn)入問題情境”環(huán)節(jié),要求教師用簡短的語言,在承上啟下中,提出學(xué)習(xí)目標(biāo),明確學(xué)習(xí)任務(wù),激起認(rèn)知沖突。而對其余4個環(huán)節(jié),教師的行為可按波利亞的“怎樣解題表”中的要求去構(gòu)思。一般教師和學(xué)生都能夠注意做到做好前3個環(huán)節(jié),卻容易忽視“回顧”環(huán)節(jié)。嚴(yán)格說來,回顧環(huán)節(jié)對解題能力的提高,對例題教學(xué)目的的實現(xiàn)起著不可替代的作用。對回顧環(huán)節(jié)來講,除波利亞提出的幾條以外,更為主要的是對解題方法的概括和反思,并使其能遷移到其它問題的解決之中。
4.根據(jù)數(shù)學(xué)方法指導(dǎo)的目的和內(nèi)容適度調(diào)整例題。通常,人們根據(jù)問題的條件(A)、解決的過程(B)及問題的結(jié)論(C)的情況把數(shù)學(xué)題劃分為標(biāo)準(zhǔn)題和非標(biāo)準(zhǔn)題兩大類:如果條件和結(jié)論都明確,學(xué)生也熟知解題過程(即A、B、C三要素全已知),這種題為標(biāo)準(zhǔn)題(記為ABC);A、B、C三要素中缺少一個或兩個要素的題則為非標(biāo)準(zhǔn)題。如果分別用X、Y、Z表示對應(yīng)于A、B、C的未知成分,則非標(biāo)準(zhǔn)題的題型(計6種)可表示為:ABZ,AYC,XBC,AYZ,XBZ,XYC。數(shù)學(xué)教材中的例題大多數(shù)是ABC型和ABZ型,有部分的AYC型和極少數(shù)的AYZ型。由于數(shù)學(xué)學(xué)法指導(dǎo)的一項重要任務(wù)是教學(xué)生會抽象、概括、歸納、演繹,會數(shù)學(xué)地思考和交流,會分析問題和解決問題,因而例題教學(xué)要特別注重教材中缺少的幾種類型題的教學(xué)。其中最為重要的是“開放性題”(ABZ型和AYZ型例題中,Z不唯一)和“數(shù)學(xué)問題解決”中所指出的“數(shù)學(xué)應(yīng)用題”(AYC型及AYZ型中所涉及的主題是數(shù)學(xué)以外的內(nèi)容)。對于“開放性題”,由于它的結(jié)論不唯一,對培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)思維有著至關(guān)重要的作用。對于“數(shù)學(xué)應(yīng)用題”,則由于它的解決要用數(shù)學(xué)模型法,因而對培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用分析問題和解決問題的方法是十分重要的。從數(shù)學(xué)學(xué)法指導(dǎo)的角度來說,適度調(diào)整例題很有必要。調(diào)整的策略有二:一是改,即將已有的題型變換為別的題型;二是增,即增加與知識點(diǎn)有關(guān)的“開放性題”和“數(shù)學(xué)應(yīng)用題”。
5.注重對例題的全方位反思。例題的作用是多方面的,除上文提到的幾點(diǎn)外,例題教學(xué)還具有傳授新知識,積累數(shù)學(xué)經(jīng)驗,完善數(shù)學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)
數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力的探索(1)-
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摘要:數(shù)學(xué)教學(xué)重要的是培養(yǎng)學(xué)生的思維能力,而創(chuàng)造性思維又是數(shù)學(xué)思維的品質(zhì),是未來的高科技信息社會中,具有開拓、創(chuàng)新意識的開創(chuàng)性人才所必須具有的思維品質(zhì)。本文就如何在數(shù)學(xué)教學(xué)中,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力提出了一些見解。一、在數(shù)學(xué)教學(xué)中,要精心設(shè)計,創(chuàng)設(shè)一定的思維情境,巧設(shè)懸念,使學(xué)生對所要解決的問題產(chǎn)生濃厚的興趣,誘發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造欲。二、要啟迪學(xué)生的直覺思維,學(xué)生大膽猜想,發(fā)現(xiàn)結(jié)論,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造機(jī)智。三、通過數(shù)學(xué)教學(xué)中的一題多解、一題多變,多題歸一等變式訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維,提高學(xué)生的創(chuàng)造思維能力。
關(guān)鍵詞:創(chuàng)造性思維、直覺思維、發(fā)散思維
數(shù)學(xué)教學(xué)不僅是傳授知識,更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。“數(shù)學(xué)是思維的體操,是智力的磨刀石?!睌?shù)學(xué)思維能力是數(shù)學(xué)能力的核心,數(shù)學(xué)中的創(chuàng)造性思維又是數(shù)學(xué)思維的品質(zhì)。創(chuàng)造性思維具有思維的廣闊性、靈活性、敏捷性之外,其最為顯著的特點(diǎn)是具有求異性、變通性和獨(dú)創(chuàng)性。這里的“獨(dú)創(chuàng)”,不只是看創(chuàng)造的結(jié)果,主要是看思維活動是否有創(chuàng)造性態(tài)度。創(chuàng)造性思維是未來的高科技信息社會中,能適應(yīng)世界新技術(shù)革命的需要,具有開拓、創(chuàng)新意識的開創(chuàng)性人才所必須具有的思維品質(zhì)。因此,在數(shù)學(xué)教學(xué)中,如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力,是一個非常值得探討的問題。本文結(jié)合自己十幾年教學(xué)實踐,談?wù)勗跀?shù)學(xué)教學(xué)中對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力的途徑和方法。
一、創(chuàng)設(shè)思維情境,誘發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造欲
在數(shù)學(xué)教學(xué)中,學(xué)生的創(chuàng)造性思維的產(chǎn)生和發(fā)展,動機(jī)的形成,知識的獲得,智能的提高,都離不開一定的數(shù)學(xué)情境。所以,精心設(shè)計數(shù)學(xué)情境,是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維的重要途徑。
亞里士多德曾精辟地闡述:“思維從問題、驚訝開始”,數(shù)學(xué)過程是一個不斷發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的動態(tài)化過程。好的問題能誘發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)、啟迪思維、激發(fā)求知欲和創(chuàng)造欲。學(xué)生的創(chuàng)造性思維往往是由遇到要解決的問題而引起的,因此,教師在傳授知識的過程中,要精心設(shè)計思維過程,創(chuàng)設(shè)思維情境,使學(xué)生在數(shù)學(xué)問題情境中,新的需要與原有的數(shù)學(xué)水平發(fā)生認(rèn)知沖突,從而激發(fā)學(xué)生數(shù)學(xué)思維的積極性。
例如,在復(fù)數(shù)的引入時,可先讓學(xué)生解這樣的一個命題:
已知:a+=1求a2+的值
學(xué)生很快求出:a2+=(a+)2-2=-1但又感到迷惑不解,因為a2>0,>0,為什么兩個正數(shù)的和小于0呢?這時,教師及時指出,因為方程a+=1沒有實數(shù)根,同學(xué)們學(xué)習(xí)了復(fù)數(shù)的有關(guān)知識后就會明白。這樣,使學(xué)生急于想了解復(fù)數(shù)到底是怎樣的一種數(shù),使學(xué)生有了追根求源之感,求知的熱情被激發(fā)起來。
又如,在講解“等比數(shù)列求和公式”時,先給學(xué)生講了一個故事:從前有一個財主,為人刻薄吝嗇,常??劭嗽谒掖蚬さ娜说墓ゅX,因此,附近村民都不愿到他那里打工。有一天,這個財主家來了一位年輕人,要求打工一個月,同時講了打工的報酬是:第一天的工錢只要一分錢,第二天是二分錢,第三天是四分錢,......以后每天的工錢數(shù)是前一天的2倍,直到30天期滿。這個財主聽了,心想這工錢也真便宜,就馬上與這個年輕人簽訂了合同??墒且粋€月后,這個財主卻破產(chǎn)了,因為他付不了那么多的工錢。那么這工錢到底有多少呢?由于問題富有趣味性,學(xué)生們頓時活躍起來,紛紛猜測結(jié)論。這時,教師及時點(diǎn)題:這就是我們今天要研究的課題——等比數(shù)列的求和公式。同時,告訴學(xué)生,通過等比數(shù)列求和公式可算出,這個財主應(yīng)付給打工者的工錢應(yīng)為230-1(分)即1073741824分≈1073(萬元),學(xué)生聽到這個數(shù)學(xué),都不約而同地“啊”了一聲,非常驚訝。這樣巧設(shè)懸念,使學(xué)生開始就對問題產(chǎn)生了濃厚的興趣,啟發(fā)學(xué)生積極思維。
以上兩個例子說明,在課堂數(shù)學(xué)中,創(chuàng)設(shè)問題情境,設(shè)置懸念能充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,使學(xué)生迫切地想要了解所學(xué)內(nèi)容,也為學(xué)生發(fā)現(xiàn)新問題,解決新問題創(chuàng)造了理想的環(huán)境,這是組織數(shù)學(xué)的常用方法。
二、啟迪直覺思維,培養(yǎng)創(chuàng)造機(jī)智
任何創(chuàng)造過程,都要經(jīng)歷由直覺思維得出猜想,假設(shè),再由邏輯思維進(jìn)行推理、實驗,證明猜想、假設(shè)是正確的。直覺思維是指不受固定的邏輯規(guī)則的約束,對于事物的一種迅速的識別,敏銳而深入的洞察,直接的本質(zhì)理解和綜合的整體判斷,也就是直接領(lǐng)悟的思維或認(rèn)知。布魯納指出:直覺思維的特點(diǎn)是缺少清晰的確定步驟。它傾向于首先就一下子以對整個問題的理解為基礎(chǔ)進(jìn)行思維,獲得答案(這個答案可能對或錯),而意識不到他賴以求答案的過程。許多科學(xué)發(fā)現(xiàn),都是由科學(xué)家們一時的直覺得出猜想、假設(shè),然后再由科學(xué)家們自己或幾代人,經(jīng)過幾年,幾十年甚至上百年不懈的努力研究而得以證明。如有名的“哥德巴赫猜想”“黎曼猜想”等等。因此,要培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造思維,就必須培養(yǎng)好學(xué)生的直覺思維和邏輯思維的能力,而直覺對培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力有著極其重要的意義,在教學(xué)中應(yīng)予以重視。
教師在課堂教學(xué)中,對學(xué)生的直覺猜想不要隨便扼殺,而應(yīng)正確引導(dǎo),鼓勵學(xué)生大膽說出由直覺得出的結(jié)論。
例如,有一位老師上了一堂公開課。他剛在黑板上寫上下面的題目:平面上有兩個點(diǎn)(t+,t-)(t>0)與(1,0),當(dāng)這兩點(diǎn)距離最短時,t=____。有一位同學(xué)小聲說道:t=1,老師問他為什么?那位學(xué)生只是吞吞吐吐,詞不達(dá)意,說不出所以然。那位老師讓他坐下,并批評了他。實際上,那位學(xué)生憑的是直覺,首先直覺到:距離最短→t+有最小值→t=1。這時老師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生去仔細(xì)推敲,找出理論依據(jù)。其實“追蹤還原”出事物本來面目,便可解釋為:如圖所示,因為t+≥2,所以動點(diǎn)P(t+,t-)位于直線x=2的右則,(含直線x=2本身),t=1時,對應(yīng)點(diǎn)P′的坐標(biāo)為(2,0),恰好是Q(1,0)在直線x=2上的射影,P′Q的長即為直線x=2的右半面上所有點(diǎn)到點(diǎn)Q的距離的最小值。
同時,還可以從深一層意義“還原”下去:設(shè)動點(diǎn)為(t+,t-),將方程x=t+,y=t-兩邊平方后相減,可得方程x2-y2=4(x≥2),故點(diǎn)Q與雙曲線的右項點(diǎn)P’(2,0)距離最小,所以│PQ│min=2-1=1,這時,t+=2,t-=0,即t=1。
如果這樣講,不僅保護(hù)和鼓勵了學(xué)生的直覺思維的積極性,還可以激活課堂氣氛。
由此可見,直覺思維以已有的知識和經(jīng)驗為基礎(chǔ)的,因此,在教學(xué)中要抓好“三基”教學(xué),同時要保護(hù)學(xué)生在教學(xué)過程中反映出來的直覺思維,鼓勵學(xué)生大膽猜想發(fā)現(xiàn)結(jié)論,為杜絕可能出現(xiàn)的錯誤,應(yīng)“還原”直覺思維的過程,從理論上給予證明,使學(xué)生的邏輯思維能力得以訓(xùn)練,從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造機(jī)智。
三、培養(yǎng)發(fā)散思維,提高創(chuàng)造思維能力
任何一個富有創(chuàng)造性活動的全過程,要經(jīng)過集中、發(fā)散、再集中、再發(fā)散多次循環(huán)才能完成,在數(shù)學(xué)教學(xué)中忽視任何一種思維能力的培養(yǎng)都是錯誤的。
發(fā)散思維是一種不依常規(guī)、尋求變異、多方面尋求答案的一種思維方式,是創(chuàng)造性思維的核心。發(fā)散思維富于聯(lián)想,思路寬闊,善于分解組合和引申推廣,善于采用各種變通方法。發(fā)散思維具有三個特征:流暢性、變通性和獨(dú)創(chuàng)性。
加強(qiáng)對學(xué)生發(fā)散思維的培養(yǎng),對造就一代開拓型人才具有十分重要的意義。在數(shù)學(xué)教學(xué)中可通過典型例題的解題教學(xué)及解題訓(xùn)練,尤其是一題多解、一題多變、一題多用及多題歸一等變式訓(xùn)練,達(dá)到使學(xué)生鞏固與深化所學(xué)知識,提高解題技巧及分析問題、解決問題的能力,增強(qiáng)思維的靈活性、變通性和獨(dú)創(chuàng)性的目的。
初三數(shù)學(xué)幾何定理的運(yùn)用(1)-
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摘要:教師在教學(xué)時經(jīng)常需要面對不同的學(xué)生,如何根據(jù)不同的情況采取相應(yīng)的措施顯得非常必要。一些學(xué)生到了初三仍對幾何證明題書寫感到困難,思考時沒有明確的目的。本文針對這些情況,充分重視了“定理教學(xué)”,采取了先集中講授再平時滲透的方法,提出了從定理的基本要求出發(fā),通過建立表象、組合定理、聯(lián)想定理等教學(xué)對策,從而使學(xué)生具備“用定理”的意識。
關(guān)鍵詞:建立表象、組合定理、聯(lián)想定理
教師在教途上并不是一帆風(fēng)順的,尤其在農(nóng)村中學(xué),有時由于教學(xué)上的需要,往往到了初三,也會出現(xiàn)面對陌生學(xué)生的情況。筆者今年就遇到了尷尬:幾何證明題學(xué)生會證的,卻不會書寫或書寫不完整;知道步驟的原因和結(jié)論,但講不出定理的內(nèi)容;更多的學(xué)生面對幾何題在證明時憑感覺。面對著時間緊、任務(wù)重,怎么辦呢?經(jīng)過一番苦思冥想,針對學(xué)生基礎(chǔ)差、底子薄,決定狠抓“定理教學(xué)”。通過一段時間的復(fù)習(xí),學(xué)生普遍反映在證題和書寫時有了“依靠”,也發(fā)現(xiàn)了定理的價值,基本樹立了“用定理”的意識。
那么,學(xué)生在證題時到底是由哪些原因造成思維受阻,產(chǎn)生解題的困惑呢?我們把它歸納為以下幾點(diǎn):
⑴不理解定理是進(jìn)行推理的依據(jù)。其實如果我們把一道完整的幾何證明題的過程進(jìn)行分解,發(fā)現(xiàn)它的骨干是由一個一個定理組成的。而學(xué)生書寫的不完整、不嚴(yán)密,就因為缺乏對定理必要的理解,不會用符號語言表達(dá),從而不能嚴(yán)謹(jǐn)推理,造成幾何定理無法具體運(yùn)用到習(xí)題中去。
⑵找不到運(yùn)用定理所需的條件,或者在幾何圖形中找不出定理所對應(yīng)的基本圖形。具體表現(xiàn)在不熟悉圖形和定理之間的聯(lián)系,思考時把定理和圖形分割開來。對于定理或圖形的變式不理解,圖形稍作改變(或不是標(biāo)準(zhǔn)形),學(xué)生就難以思考。
⑶推理過程因果關(guān)系模糊不清。
針對以上的原因,我們在教學(xué)中采取了一些自救對策。
一、教學(xué)環(huán)節(jié)
對幾何定理的教學(xué),我們在集中講授時分5個環(huán)節(jié)。第1、2環(huán)節(jié)是理解定理的基本要求;第3環(huán)節(jié)是基本推理模式,第4環(huán)節(jié)是定理在推理過程中的呈現(xiàn)方式,提出了“模式+定理”的書寫方法;第5環(huán)節(jié)是定理在解題分析時的導(dǎo)向作用,提出了“圖形+定理”的思考方法。程序圖設(shè)計如下:
基本要求→重新建立表象→推理模式→組合定理→聯(lián)想定理
二、操作分析和說明
⒈定理的基本要求
我們認(rèn)為,能正確書寫證明過程的前提是學(xué)會對幾何定理的書寫,因為幾何定理的符號語言是證明過程中的基本單位。因而在教學(xué)中我們采取了“一劃二畫三寫”的步驟,讓學(xué)生盡快熟悉每一個定理的基本要求,并重新整理了初中階段的定理(見附頁,此只列出與本文有關(guān)的定理),集中展示給學(xué)生。
例如定理43:直角三角形被斜邊上的高線分成的兩個直角三角形和原三角形相似。
一劃:就是找出定理的題設(shè)和結(jié)論,題設(shè)用直線,結(jié)論用波浪線,要求在劃時突出定理的本質(zhì)部分。
如:“直角三角形”和“高線”、“相似”。
二畫:就是依據(jù)定理的內(nèi)容,能畫出所對應(yīng)的基本圖形。
如:
三寫:就是在分清題設(shè)和結(jié)論的基礎(chǔ)上,能用符號語言表達(dá),允許采用等同條件。
如:∵△ABC是Rt△,CD⊥AB于D(條件也可寫成:∠ACB=90°,∠CDB=90°等)∴△ACD∽△BCD∽△ABC。
學(xué)生在書寫時果然出現(xiàn)了一些問題:
①不理解每個定理的條件和結(jié)論。學(xué)生在書寫時往往漏掉條件(如定理19漏掉垂直,定理46漏掉高、中線等);對條件太簡單的不會寫(如定理3);或者把條件當(dāng)成結(jié)論(如定理12把三線都當(dāng)成結(jié)論)。
②還表現(xiàn)在思維偏差。我們的要求是會用定理,而有些學(xué)生把定理重新證明一遍(如定理5、6);或者在一個定理中出現(xiàn)∵××,又∵××,∴××的錯誤。
③更多的是沒有抓住本質(zhì)。具體表現(xiàn)在把非本質(zhì)的條件當(dāng)成本質(zhì)條件(如定理7出現(xiàn)∵∠1和∠2是同位角,∴AB∥CD);條件重復(fù)(如定理49,結(jié)論∠APO=∠BPO已經(jīng)包括過圓心O,學(xué)生在條件中還加以說明);圖形過于特殊(如把定理1的圖畫成射影定理的基本圖形);文字過多(一些定理譯不出符號語言,用文字代替)等。
⒉重新建立表象
從具體到抽象,由感性到理性已成為廣大數(shù)學(xué)教師傳授知識的重要原則?!氨硐蟆本褪侨藗儗^去感知過的客觀世界中的對象或?qū)ο笤陬^腦中留下來的可以再現(xiàn)出來的形象,具有一定的鮮明性、具體性、概括性和抽象性。由于幾何的每一個定理都對應(yīng)著一個圖形,這給我們在教學(xué)中提供了一定的便利。我們要求學(xué)生對定理的表象不能只停留在實體的形象上,而是讓學(xué)生有意識的記圖形,想圖形,以形成和喚起表象。我們認(rèn)為,這對于理解、鞏固和記憶幾何定理起著重大的作用。
教給學(xué)生想形象的基本方法后,我們接下去的步驟是用實例引導(dǎo)學(xué)生,下面是一段經(jīng)整理后的課堂教學(xué)主要內(nèi)容:
⑴問:聽了老師的介紹后,你怎樣回憶垂徑定理的形象?
答:垂徑定理我在想的時候,腦子里留下“兩條等弧、兩條相等的線段、一個直角”在一閃一閃的,以后看到弧相等或其他兩個條件之一,腦子里就會浮現(xiàn)出垂徑定理。
目的:建立單個定理的表象,要求能想到非標(biāo)準(zhǔn)圖形。
繼續(xù)問:看到弧相等,你們只想到了垂徑定理,其他的定理就沒有想起來嗎?
答:想到了圓心角相等、圓周角相等、弦相等……
甚至有學(xué)生想到了兩條平行弦……
目的:通過表象,進(jìn)行聯(lián)想,使學(xué)生理解定理間的聯(lián)系。
⑵問:從定理21開始,你能找出和它有聯(lián)系的定理嗎?
答:有定理22(擦短使平行直線變成線段),定理25(特殊化成菱形),定理27……
目的:一般化或特殊化或圖形的平移、旋轉(zhuǎn)等變化,加深定理間的聯(lián)系。
⑶下面的步驟,我們讓學(xué)生自主思考。學(xué)生在不斷嘗試的過程中,通過比較、分析、判斷,進(jìn)一步熟悉定理的三種語言、定理之間的聯(lián)系和區(qū)別。從學(xué)生思考的角度看,他們主要是在尋找基本圖形,由于定理之間有一定的聯(lián)系,在一個基本圖形中往往存在著另一個殘缺的基本圖形,所以學(xué)生大多通過連線、延長、作圓、平移、旋轉(zhuǎn)等手段,也有通過特殊化、找同結(jié)論等途徑把不同的定理聯(lián)系起來。
下面摘錄的是學(xué)生自主思考后,得到的富有創(chuàng)意性的結(jié)論。
①定理16(延長中線成矩形)→定理24(作矩形的外接圓)→定理34。
②定理51(一線過圓心,且兩線垂直)→定理36(一線平移成切線)→定理47、48(繞切點(diǎn)旋轉(zhuǎn))→定理50。
③如下圖,把EF向下平移(或繞A點(diǎn)旋轉(zhuǎn)),使定理37和50聯(lián)系起來(有同結(jié)論∠α=∠D):
⒊推理模式
從學(xué)生各方面的反饋情況看,多數(shù)學(xué)生覺得幾何抽象還在于幾何推理形式多樣、過程復(fù)雜而又摸不定,往往聽課時知道該如何寫,而自己書寫時又漏掉某些步驟。怎樣將形式多樣的推理過程讓學(xué)生看得清而又摸得著呢?為此,我們在二步推理的基礎(chǔ)上,經(jīng)過歸納整理,總結(jié)了三種基本推理模式。
具體教學(xué)分三個步驟實施:
⑴精心設(shè)計三個簡單的例題,讓學(xué)生歸納出三種基本推理模式。
①條件→結(jié)論→新結(jié)論(結(jié)論推新結(jié)論式)
②新結(jié)論(多個結(jié)論推新結(jié)論式)
③新結(jié)論(結(jié)論和條件推新結(jié)論式)
⑵通過已詳細(xì)書寫證明過程的題目讓學(xué)生識別不同的推理模式。
⑶通過具體習(xí)題,學(xué)生有意識、有預(yù)見性地練習(xí)書寫。
這一環(huán)節(jié)我們的目的是讓學(xué)生先理解證明題的大致框架,在具體書寫時有一定的模式,有效地克服了學(xué)生書寫的盲目性。但教學(xué)表明學(xué)生仍然出現(xiàn)不必要的跳步,這是什么原因呢?我們把它歸結(jié)為對推理的因果關(guān)系不明確、定理是推理的依據(jù)和單位不明白。因而我們根據(jù)需要,又設(shè)計了以下一個環(huán)節(jié)。
⒋組合定理
基本推理模式中的骨干部分還是定理的符號語言。因而在這一環(huán)節(jié),我們讓學(xué)生在證明的過程中找出單個定理的因果關(guān)系、多個定理的組合方式,然后由幾個定理組合后構(gòu)造圖形,進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生“用定理”的意識。
下面通過一例來說明這一步驟的實施。
例1:已知如圖,四邊形ABCD外接⊙O的半徑為5,對角線AC與BD相交于E,且AB=AE·AC,BD=8。求△BAD的面積。(2001年嘉興市質(zhì)量評估卷六)
證明:連結(jié)OB,連結(jié)OA交BD于F。
學(xué)生從每一個推測符號中找出所對應(yīng)的定理和隱含的主要定理:
比例基本性質(zhì)→S/AS/證相似→相似三角形性質(zhì)→垂徑定理→勾股定理→三角形面積公式
由于學(xué)生自己主動找定理,因而印象深刻。在證明過程中確實是由一個一個定理連結(jié)起來的,也讓學(xué)生體會到把定理(不排除概念、公式等)鑲嵌在基本模式中,就能形成嚴(yán)密的推理過程。此時,可順勢布置以下的任務(wù):給出勾股定理,你能再結(jié)合一個或多個定理,構(gòu)造圖形,并編出證明題或計算題嗎?
實踐表明:經(jīng)過“模式+定理”書寫方法的熏陶后,學(xué)生基本具備了完整書寫的意識。
⒌聯(lián)想定理
分析圖形是證明的基礎(chǔ),幾何問題給出的圖形有時是某些基本圖形的殘缺形式,通過作輔助線構(gòu)造出定理的基本圖形,為運(yùn)用定理解決問題創(chuàng)造條件。圖形固然可以引發(fā)聯(lián)想(這也是教師分析幾何證明題、學(xué)生證題的基本方法之一),但對于識圖或想象力較差的學(xué)生來說,就比較困難,他們往往存有疑問:到底怎樣才能分解出基本圖形呢?在復(fù)雜的圖形中怎樣找到所需要的基本圖形呢?因而我們從另一側(cè)面,即證明題的“已知、求證”上給學(xué)生以支招,即由命題的題設(shè)、結(jié)論聯(lián)想某些定理,以配合圖形想象。
例:如圖,⊙O1和⊙O2相交于B、C兩點(diǎn),AB是⊙O1的直徑,AB、AC的延長線分別交⊙O2于D、E,過B作⊙O1的切線交AE于F。求證:BF∥DE。
討論此題時,啟發(fā)學(xué)生由題設(shè)中的“AB是⊙O的直徑”聯(lián)想定理“直徑所對的圓周角是90°”,因而連結(jié)BC;“過B作⊙O的切線交AE于F”聯(lián)想定理“切線的性質(zhì)”,得出∠ABF=90°。從而構(gòu)造出基本圖形②③。
由命題的結(jié)論“BF∥DE”聯(lián)想起“同位角相等,兩直線平行”定理,構(gòu)造出基本圖形④。將上述基本圖形②③④的性質(zhì)結(jié)合在一起,學(xué)生就易于思考了。
這一環(huán)節(jié)我們的引導(dǎo)語有:“由已知中的哪一個條件,你能聯(lián)想起什么定理?”、“條件組合后能構(gòu)成哪個定理?”、“有無對應(yīng)的基本圖形?”、“能否構(gòu)造出基本圖形?”等。目的是讓學(xué)生樹立起“圖形+定理”的思考方法,把以前的無意識思考變成有目的、有意識的思考。
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