摘 要:以數(shù)學(xué)開放題為載體的教學(xué)已逐漸從“傳授知識”的權(quán)威模式向以“激勵學(xué)習(xí)”為特色的學(xué)生自主學(xué)習(xí)模式轉(zhuǎn)變,本文就數(shù)學(xué)開放題的一些基本特征、構(gòu)建方法和教師具有開放意識進行了評述.
關(guān)鍵詞:高三數(shù)學(xué);復(fù)習(xí)課;課堂教學(xué)模式
數(shù)學(xué)開放題是相對于傳統(tǒng)封閉題而言的,體現(xiàn)在課堂教學(xué)上,便是應(yīng)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個有利于交流的開放活動環(huán)境. 通過合作、探究,讓學(xué)生的思維見解、情感體驗、意志欲望、行為方式受到尊重,引發(fā)他們積極進取和自由探索;同時在問題設(shè)計和討論時保留開放狀態(tài),給學(xué)生創(chuàng)新思維提供更廣闊的數(shù)學(xué)天地,使學(xué)生得到更充分的發(fā)展.筆者結(jié)合這方面的教學(xué)現(xiàn)簡述于下.
教師要形成開放的意識
開放題的突出功能是利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維和創(chuàng)造能力,激發(fā)學(xué)生獨立思考和創(chuàng)新的意識. 作為特殊形式的數(shù)學(xué)問題在培養(yǎng)創(chuàng)造能力方面具有巨大的教育價值.教師應(yīng)主動研究開放題,構(gòu)建數(shù)學(xué)開放題并用之于教學(xué). 教師在這樣的課堂教學(xué)中難以使用“灌輸式”的教學(xué)方法,學(xué)生主動參與解題活動不但成為可能,而且是非常自然和必要的. 一些學(xué)生希望與教師一起分享這種成功的喜悅,這就使課堂教學(xué)自然地走向了以學(xué)生主動參與為主要特征的開放式的教學(xué). 在開放題教學(xué)中,教師除要具備傳統(tǒng)意義上的那些專業(yè)素質(zhì)外,還應(yīng)具有創(chuàng)造能力和自覺反省自身數(shù)學(xué)觀、教育價值觀和教學(xué)觀的意識.
開放題的教學(xué)探討
開放題旨在開放學(xué)生的思路,開放學(xué)生的潛能,開放學(xué)生的創(chuàng)造力. 開放問題的構(gòu)建無論是改造陳題,還是自創(chuàng)新題,編制數(shù)學(xué)開放題都要圍繞使用開放題的目的進行,開放題應(yīng)當(dāng)隨著使用目的和對象的變化而改變,應(yīng)作為常規(guī)問題的補充,適合學(xué)生的開放題應(yīng)具備起點低、入口寬、可拓展性強的特點. 怎樣設(shè)計開放題用于教學(xué)呢?現(xiàn)從四個方面來探討.
1. 條件型開放
條件開放即未知的要素是條件.此類題中往往給出結(jié)論,要求從各種不同的角度去尋求這個結(jié)論成立的條件. 如:已知tan(α-β)=,________,且α,β∈(0,π),求α-2β的值. 由于印刷原因有一條件無法認清,但最后的答案是-π,根據(jù)題意及結(jié)果,請你推測空格處的條件.
簡析:本題是典型的條件開放題,需要執(zhí)果索因,答案較多. 我們可以從結(jié)論逆推而上,得出在結(jié)論成立的前提下此題還缺少的是哪個條件. tanα=或tanβ=-都可以作為條件填入空格處.?搖
2. 結(jié)論型開放
結(jié)論開放即未知的要素是判斷. 這類題就是給出一定的條件,滿足條件的結(jié)論不止一個,具有發(fā)散性、探究性、層次性、創(chuàng)新性等特性. 如:給出一個數(shù)列{an}的前三項1,3,5.
?。?)請你寫出這個數(shù)列的前6項;
?。?)請你構(gòu)造出數(shù)列{an}不少于3個不同的通項公式.
簡析:(1)數(shù)列{an}只有前三項是確定的,實際上從第四項起,各項均可適當(dāng)取值,具有很大自由度,只要保持某種“序”,這一串?dāng)?shù)a1,a2,a3,…,an,…就是數(shù)列,于是我們可根據(jù)1,3,5這三個數(shù)的特征、聯(lián)系和發(fā)展趨勢,去考慮數(shù)列{an}的第4項、第5項、第6項……,得出一些不同的數(shù)列:
①如數(shù)列從第3項起,以后各項都是常數(shù)5,則數(shù)列{an}為1,3,5,5,5,….
②如數(shù)列是周期為三項的周期數(shù)列,則數(shù)列{an}為1,3,5,1,3,5,1,3,5,….
③如數(shù)列是等差數(shù)列,則數(shù)列{an}為1,3,5,7,9,….
?、苋鐢?shù)列除a1=1,從第2項起依次為從小到大排列的奇素數(shù),則數(shù)列{an}為1,3,5,7,11,…. 我們還可以從不同角度給出一些不同的數(shù)列.
?。?)讓我們構(gòu)造數(shù)列{an}的不同的通項公式,設(shè)a1=1,a2=3,a3=5.
?、偃簦幔睿秊榈炔顢?shù)列,則an=2n-1(n=1,2,3,…).
②若數(shù)列從第3項起,以后各項都是常數(shù)5,則數(shù)列an=5(n=3,4,5,…).
?、蹚倪f推角度考慮,{an}中a1=1,a3=3,為使a3=5,可構(gòu)想a3=2a1+a2,從而得an=2an-2+an-1(n=3,4,5,…);若構(gòu)想a3=2a2-a1,就可得an=2an-1-an-2(n=3,4,5,…);若構(gòu)想a3=6a2-13a1,就可得an=6an-1-13an-2(n=3,4,5,…).
本題是典型的結(jié)論開放題,從已知的數(shù)據(jù)推測這些數(shù)據(jù)的變化規(guī)律,這是科學(xué)發(fā)現(xiàn)中非常重要的能力. 在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,樹立學(xué)習(xí)的自信心,凸顯學(xué)生的主體意識,形成獨立的人格和克服困難、勇于探索的意志品質(zhì),培養(yǎng)群體意識、合作精神和創(chuàng)新意識,形成正確的科學(xué)態(tài)度等方面,都具有極大的優(yōu)勢.
策略型開放
?搖策略開放即未知的要素是推理.這類開放題解決問題的方法與思路不唯一,但結(jié)果卻能殊途同歸. 如:已知平面坐標(biāo)系xOy中三點A(0,1),B(2,0),C(-2,0),請你構(gòu)造一些函數(shù)關(guān)系式或曲線方程,使其圖象或方程的曲線經(jīng)過A,B,C三點. 試盡可能多地找出這些圖象或曲線的共同點和不同點.
簡析:可以根據(jù)你的知識水平,發(fā)揮你的想象力,從不同角度去思考,如:二次函數(shù);指數(shù)函數(shù);對數(shù)函數(shù);冪函數(shù);三角函數(shù);圓、橢圓、雙曲線和拋物線;再復(fù)雜的還有分段函數(shù)、帶絕對值符號的菱形方程等. 顯然本題的答案有無窮多個,下面是一些例子:(圖略)
(1)二次函數(shù)y=-x2+1;
(2)圓x2+y+2=;
?。?)橢圓+y2=1;
?。?)雙曲線一支(y-2)2-=1(y≤1);
?。?)余弦曲線y=cosx;
?。?)折線y =+1,x≤0,-+1,x>0等等.
關(guān)于圖象的共同點與不同點,大致可以通過函數(shù)的定義域、值域、單調(diào)性、奇偶性、周期性等方面結(jié)合圖象去探討. 這類題解題思路多種多樣,教學(xué)時應(yīng)充分利用其開放功能,引導(dǎo)學(xué)生多角度地進行分析思考,以培養(yǎng)學(xué)生思維的發(fā)散性、靈活性、創(chuàng)造性. 由于沒有教師的權(quán)威性結(jié)論作為參考,學(xué)生就會仁者見仁,智者見智,一個人很難窮盡所有的答案和解題策略,而又缺乏現(xiàn)成可套用的解題模式,因此除了個人的獨立思考和積極探索以外,還必須有學(xué)生之間、師生之間的群體活動.
綜合型開放
綜合型開放即只給出一定的情況,其條件、解題策略和結(jié)論都要求解題者自己去設(shè)定和尋找. 如:設(shè)α,β是兩個不同的平面,m,n是平面α及β之外的兩條不同直線,給出四個論斷:①m⊥n;②α⊥β;③n⊥β;④m⊥α,以其中三個論斷作為條件,余下一個論斷作為結(jié)論,寫出你認為正確的一個命題. 該題是條件開放,結(jié)論也開放,四個論斷任三個論斷都可作為條件,剩余一個則是結(jié)論,條件和結(jié)論都是不固定的,是可變的.解答該題需要考生去思考、分析、嘗試、猜想、論證,極具挑戰(zhàn)性、探索性,有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識,發(fā)展創(chuàng)新能力.
開放題在考查學(xué)生創(chuàng)新能力方面有獨特作用,近幾年的高考試題中連續(xù)出現(xiàn)具有開放性的題目,開放題的研究已成為數(shù)學(xué)教育的一個熱點,因此從平時的教學(xué)中適當(dāng)引進開放性問題以培養(yǎng)學(xué)生這方面的能力. 數(shù)學(xué)開放題為學(xué)生高層次思維的發(fā)展提供了一種可能,要求學(xué)生有較強的主動參與意識,要求教師有較強的課堂駕馭能力. 只有在教學(xué)實踐中逐步探索,我們教師才能真正有效地體現(xiàn)數(shù)學(xué)開放題的教育價值.
數(shù)學(xué)教學(xué)通訊·高中版2011年12期