摘 要: 反思是數(shù)學(xué)思維活動(dòng)的核心和動(dòng)力。在習(xí)題課教學(xué)實(shí)踐中,引導(dǎo)學(xué)生從知識(shí)脈絡(luò)、解題思路、解題過程、錯(cuò)解根源和變式拓展等五個(gè)方面進(jìn)行反思性學(xué)習(xí)訓(xùn)練,有利于學(xué)生夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí),提高審題能力,掌握解題方法,優(yōu)化思維能力,把握解題規(guī)律,提升解題能力。
關(guān)鍵詞: 數(shù)學(xué)教學(xué) 反思訓(xùn)練 解題能力
荷蘭著名數(shù)學(xué)家、數(shù)學(xué)教育家弗賴登塔爾指出:“反思是數(shù)學(xué)思維活動(dòng)的核心與動(dòng)力?!庇纱丝梢姺此荚跀?shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的重要性。在習(xí)題講解過程中采取各種有效措施對(duì)學(xué)生進(jìn)行反思性數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)訓(xùn)練,促使學(xué)生由被動(dòng)反思轉(zhuǎn)為主動(dòng)反思,由不會(huì)反思變成善于反思,是提高學(xué)生解題能力的有效途徑。在數(shù)學(xué)教學(xué)中,我從以下幾方面引領(lǐng)學(xué)生學(xué)會(huì)反思。
一、反思知識(shí)脈絡(luò),夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)
習(xí)題訓(xùn)練的目的是對(duì)已學(xué)知識(shí)進(jìn)行鞏固,進(jìn)而熟練運(yùn)用。因此,在反思過程中,教師要引導(dǎo)學(xué)生理清題干中的知識(shí)點(diǎn)及知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系,并加以鞏固。如:
例1:已知圓的方程x+y-6x-4y+12=0,求在y軸上的截距為1,且與圓相切的直線方程。
教師講解解題過程后,通過一系列設(shè)問,引導(dǎo)學(xué)生一步步反思知識(shí)點(diǎn),總結(jié)題型結(jié)構(gòu)。學(xué)生通過反思,應(yīng)總結(jié)出的知識(shí)點(diǎn)有:
?。?)圓心坐標(biāo)公式(-,-);
?。?)半徑公式:r=;
?。?)直線方程:點(diǎn)斜式y(tǒng)-y=k(x-x),斜截式y(tǒng)=kx+b;
(4)點(diǎn)到直線距離公式:d=;
?。?)直線與圓的位置關(guān)系的判別方法:
距離法:相交:d<r相切:d=r相離:d>r
判別式法:相交:Δ>0相切:Δ=0相離:Δ<0
如果學(xué)生能堅(jiān)持這樣進(jìn)行反思,對(duì)于考試的知識(shí)脈絡(luò)將了然于心,夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)就不會(huì)是一句空話了。
二、反思解題思路,提高審題能力
解題思路就是將理解題意時(shí)所獲信息和頭腦中的信息結(jié)合起來,進(jìn)行加工、重組與再生,使思維向目標(biāo)靠近,實(shí)現(xiàn)問題解決的過程。因此,反思解題思路的形成過程就是對(duì)信息加工、重組與再生的反思,探索如何實(shí)現(xiàn)從初始狀態(tài)到目標(biāo)狀態(tài)的轉(zhuǎn)化,選擇哪條途徑,解題關(guān)鍵在哪里,看是否可用一般原理代替許多步驟,提高思維層次。結(jié)合例1,教師可以這樣引導(dǎo)學(xué)生反思解題思路。
教師:本題解題過程中,核心環(huán)節(jié)是什么?
學(xué)生:圓心到切線的距離等于半徑,即d=r。
教師:求圓心到直線的距離需要哪些條件?
學(xué)生:圓心坐標(biāo)與直線方程。
教師:很好!由此,我們可以總結(jié)出本題的解題步驟了,本題可以分為幾個(gè)步驟來解答?
學(xué)生:四個(gè)步驟。第一步,設(shè)出直線方程;第二步,求圓心坐標(biāo)與半徑;第三步,求圓心到直線的距離,并代入公式d=r;第四步,化簡(jiǎn)求值得出結(jié)論。
教師:由此,我們可以得出如下解題規(guī)律:欲求切線方程,關(guān)鍵在于求出圓心到直線的距離,此時(shí)需要圓心坐標(biāo)、半徑及直線方程三個(gè)基本條件。
通過這樣的反思,解題思路就會(huì)比較自然、有條理,從而大大地提高了思維層次,審題能力也會(huì)上一個(gè)新臺(tái)階。
三、反思解題過程,掌握解題方法
建構(gòu)主義認(rèn)為,學(xué)習(xí)并非學(xué)生對(duì)于教師所授予知識(shí)的被動(dòng)接受,而是依據(jù)其已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)所作的主動(dòng)建構(gòu)。解題過程反思是對(duì)解題活動(dòng)的反思,它是對(duì)解題活動(dòng)的深層次的再思考,不僅僅是對(duì)數(shù)學(xué)解題學(xué)習(xí)的一般性回顧或重復(fù),更重要的是深究數(shù)學(xué)解題活動(dòng)中涉及的知識(shí)、方法、思路、策略等。因此在總結(jié)知識(shí)脈絡(luò)、反思解題思路之后,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生回顧解題過程,分析破題關(guān)鍵,理清解題步驟,拓展解題思路,優(yōu)化思維方式。特別是引導(dǎo)學(xué)生嘗試從不同的角度尋求解決問題的方法,通過探求一題多解,鑒別不同方法之間的作用、特征及差異,挖掘解決問題的核心問題與共同本質(zhì),最后升華為解題方法。如:
例2:求證=tanθ
證法1:(運(yùn)用二倍角公式統(tǒng)一角度)
左邊===右邊
證法2:(逆用半角公式統(tǒng)一角度)
左邊===右邊
證法3:(運(yùn)用萬能公式統(tǒng)一函數(shù)種類)設(shè)tanθ=t
左邊===t=右邊
證法4:可用變更論證法。只要證下式即可。
(1-cos2θ+sin2θ)sin2θ=(1-cos2θ)(1+cos2θ+sin2θ)
證法5:由正切半角公式tanθ==,利用合分比性質(zhì),則命題得證。
這樣,學(xué)生從不同的側(cè)面、多角度地思考體會(huì)探索的方法、策略,在不斷反思中,加深了對(duì)知識(shí)的理解,掌握解決問題的多種方法,溝通了知識(shí)與能力間的縱橫關(guān)系,訓(xùn)練和培養(yǎng)了發(fā)散思維能力,提高了綜合解題能力。
四、反思錯(cuò)解根源,優(yōu)化思維能力
美國心理學(xué)家R.bainbrdge說:“差錯(cuò)人皆有之,作為教師不利用則是不能原諒的。沒有大量的錯(cuò)誤作為臺(tái)階就不能攀登上正確的寶座。”因此,面對(duì)在數(shù)學(xué)解題過程中,學(xué)生往往會(huì)出現(xiàn)形形色色的錯(cuò)誤,教師除了糾正學(xué)生的錯(cuò)誤,提出正確解法之外,還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生反躬自省,挖掘錯(cuò)解根源,探尋突破迷局的路徑,從而在探求新知的過程中加深對(duì)知識(shí)本質(zhì)的理解和掌握,提高數(shù)學(xué)思維能力。
例3:求函數(shù)y=sin2α++(α∈0,)的最小值。
學(xué)生解答1:y≥2+=
學(xué)生解答2:y=sin2α+++
顯然,會(huì)有學(xué)生對(duì)這兩種解法提出質(zhì)疑:等號(hào)取不到。最后經(jīng)過積極論證,學(xué)生發(fā)現(xiàn)了下面解法:
y=sin2α+++
≥?2++
=++=2
這樣本題迎刃而解。但如果此時(shí)師生立即停止探究,則學(xué)生僅僅了解了本題的錯(cuò)誤之外,收獲并不大?;蛟S學(xué)生還會(huì)存在這樣的疑惑,這樣的分拆是否唯一?再次碰到類似的問題,怎樣分拆才合理呢?面對(duì)這樣的疑惑,教師應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行反思。
反思1:除了上述分拆方法,還有別的合理分拆方法嗎?
y=sin2α+-+
≥2-+
=2-+=2
反思2:這兩種合理分拆方法有什么共同的特征?
顯然,這兩種合理分拆都滿足“當(dāng)sin2α=1時(shí),y取最小值”,所以肯定會(huì)分拆出sin2α+的模塊,這也說明兩種分拆本質(zhì)是一樣的。
反思3:為什么當(dāng)sin2α=1時(shí),y取最小值?
教師引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)造出函數(shù)y=++1在(0,2]上遞減,在[2,+∞)上遞增,而x=sin2α∈(0,1),故當(dāng)sin2α=1時(shí),y取最小值。所以上述兩種合理分拆其實(shí)是一致的。
通過這樣不斷引導(dǎo)學(xué)生反思,學(xué)生才真正明白了怎樣去分拆變形,同時(shí)也引入了解決最值問題的另一種有效的解法——利用函數(shù)的單調(diào)性,這比利用基本不等式更具一般性。教師還可引導(dǎo)學(xué)生再進(jìn)一步探究形如函數(shù)y=ax+(a>0,b>0)的最值或值域,會(huì)收到更好的效果。在這一反思過程中,學(xué)生的數(shù)學(xué)知識(shí)與技能得以鞏固,數(shù)學(xué)思想方法得以有效滲透,數(shù)學(xué)思維能力得以優(yōu)化和發(fā)展。
五、反思變式拓展,提煉解題規(guī)律
數(shù)學(xué)習(xí)題浩如煙海,但一些數(shù)學(xué)習(xí)題必然存在著共同的特點(diǎn)、共同的解決方法,對(duì)這類問題有通法可套用。這就要求學(xué)生在反思過程中,通過對(duì)題目的條件進(jìn)行變換,或是對(duì)原題的結(jié)論進(jìn)行拓寬引申,設(shè)計(jì)出新題并進(jìn)行求解。這樣有助于學(xué)生全面認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)知識(shí)間的相互聯(lián)系,把握問題的本質(zhì),提煉出同一題型的解題規(guī)律和技巧,達(dá)到舉一反三的效果。如:
例4:在等差數(shù)列{a}中,已知a+a+a+a=40,求S的值。
分析:本題只需根據(jù)公式得出a+a=a+a=a+a=20,代入前n項(xiàng)和公式,即可求解。
在學(xué)生得出正確解法后,教師可“借題發(fā)揮”,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)變換,開闊學(xué)生視野。
變換1:在等差數(shù)列{a}中,已知a=10,求S的值。
變換2:在等差數(shù)列{a}中,已知S=90,求a+a的值。
變換3:在等差數(shù)列{a}中,已知S=90,求a+a+a+a的值。
變換4:在等差數(shù)列{a}中,已知S=90,求a的值。
教師通過引導(dǎo)學(xué)生反思幾種變換,指導(dǎo)學(xué)生把與這種題型相關(guān)的問題研究透徹,把握解題規(guī)律,避免“題海戰(zhàn)術(shù)”,有效提高學(xué)習(xí)效率。同時(shí),通過演變,可使學(xué)生思維活躍,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,啟發(fā)學(xué)生的思維,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)解題能力。
總之,引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生的反思意識(shí)和反思能力是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)中的重要內(nèi)容之一。教師應(yīng)通過多種途徑培養(yǎng)學(xué)生的反思的習(xí)慣,鼓勵(lì)學(xué)生自覺反思,讓學(xué)生在反思中感悟,在反思中不斷成長(zhǎng)。
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