楊維昆(安徽省合肥市長豐縣第一中學)
數(shù)學問題解決,是個體從題設(shè)的情境開始,用已知的數(shù)學知識,經(jīng)過一系列的認知操作,對問題的各種信息進行加工、改造,以改變問題的初始狀態(tài),使之轉(zhuǎn)化為目標狀態(tài)的通路的探求過程.數(shù)學問題解決,也是一種帶有創(chuàng)造性的思維參與的高級心理活動.結(jié)合中學數(shù)學教學的實際,筆者認為“問題解決”的教學具有綜合的意義.
從教學目標看,它既是數(shù)學知識的學習,讓學生通過實踐活動,在“問題解決”中學習數(shù)學知識;又是一種能力的培養(yǎng),讓學生在問題解決過程中學會“數(shù)學的思維”,培養(yǎng)創(chuàng)造能力;同時還讓學生通過問題解決形成數(shù)學的意識和良好的個性品質(zhì).從教學過程看,它既是教學內(nèi)容,又是一種教學形式,是教學內(nèi)容與形式的統(tǒng)一.從數(shù)學教學的核心——發(fā)展學生的思維能力出發(fā),將“問題解決”引入課堂有重要的意義.“問題解決”是強化數(shù)學意識的極好途徑,是訓練優(yōu)秀思維品質(zhì)的極好手段,是對數(shù)學能力的極好挑戰(zhàn)和檢查.“問題解決”為培養(yǎng)良好的個性品質(zhì)——正確的學習目的、濃厚的學習興趣、頑強的學習毅力、實事求是的科學態(tài)度、獨立思考和勇于創(chuàng)新的精神以及良好的學習習慣創(chuàng)設(shè)了極好的氛圍.將“問題解決”引入數(shù)學課堂教學也有利于體現(xiàn)學生的主體地位.
結(jié)合教學實際,我認為數(shù)學課堂教學中問題解決能力的培養(yǎng)應(yīng)從以下幾個方面著手.
1.數(shù)學問題解決應(yīng)做到以學生為主體
教師在數(shù)學情境設(shè)計、啟迪思維、指導(dǎo)調(diào)控、情感激勵上要發(fā)揮主導(dǎo)作用.學習解題的最好途徑是自己發(fā)現(xiàn),通過做數(shù)學來學數(shù)學.引導(dǎo)學生獨立解決問題,一定是既具有一定的挑戰(zhàn)性,有時經(jīng)過努力可以解決的問題,也就是解決“力所能及”的問題.讓學生提出問題,自主合作探究,不僅僅是一個方式方法問題,更是一種教育觀念的問題,是一種教學質(zhì)量觀的問題,是學生觀的反映.如果我們能營造一個積極寬松和諧的課堂教學氛圍,讓學生成為“問”的主體,成為一個“信息源”,那么,學生學習的積極性和主動性將被大大激發(fā).只有勤于思考、善于思考的學生才能實現(xiàn)問題解決能力的培養(yǎng).比如在講雙曲線時,應(yīng)打破以往的給一個知識點、做一道習題的做法.可以給出方程設(shè)問:①此方程表示雙曲線嗎?②你能添加一個條件求出雙曲線方程嗎?這種開放性問題的設(shè)置給學生創(chuàng)造了較廣泛的思維空間,讓他們有東西可想,有內(nèi)容可說.教師可就學生的回答,與學生共同總結(jié),加深對知識的概括.既體現(xiàn)了學生的主體又體現(xiàn)了教師的主導(dǎo)地位.這樣,整節(jié)課都是學生思考、討論、動筆的過程,很好地調(diào)動了學生的學習積極性,不知不覺中提高學生解決問題的能力.
2.恰當?shù)靥釂?,激發(fā)學生的問題解決興趣
在問題解決學習中,要盡量通過問題的選擇、提法和安排,來激發(fā)學生的興趣,喚起他們的好勝心和創(chuàng)造力.比如在學習“等比數(shù)列”時,我先為學生講述了這樣一個故事:傳說西塔發(fā)明了國際象棋,印度國王非常高興,決定要重賞他.西塔表示他不要什么貴重的賞賜,只要一些麥粒.在棋盤的第1格放1粒,第2格放2粒,第3格放4粒,第4格放8粒,依此類推,后面每格所放麥粒數(shù)是前一格的2倍,一直把棋盤放滿.國王一聽只是要區(qū)區(qū)幾粒麥子,便痛快地答應(yīng)了,讓下人去準備.可是不放不要緊,一放嚇一跳,下人急得滿頭大汗,跑來告訴國王倉庫里的麥子都不夠放.只是一個小小的棋盤,究竟能放多少麥粒呢?請同學們幫忙來計算下,為什么執(zhí)行國王命令的下人會急得滿頭大汗呢?這樣學生會在紙上列式計算1+21+22+23+263+1+21+22+23+24+……+263,學生一時無法算出答案,此時會產(chǎn)生“有沒有一種簡便的算法可以很快算出答案”的沖動,于是積極投入問題的解決當中,這樣將抽象的數(shù)學知識寓于趣味故事中,增強了課堂教學的趣味性,為學生營造了一種輕松、愉悅的教學氛圍,使學生對知識產(chǎn)生了積極求解的心態(tài)與愉悅的情感體驗,利于數(shù)學興趣的激發(fā)與培養(yǎng).
3.利用知識引入,引導(dǎo)學生確立“問題解決”的觀念
數(shù)學教材中幾乎每一個新知識的引出,無不源于生活問題的解決需要.我們應(yīng)充分利用這一資源,要讓學生充分理解人們在日常生活中都自覺不自覺地運用著數(shù)學,生活中許多時候需要數(shù)學地看問題,體會到數(shù)學的發(fā)展就源于現(xiàn)實生活的不斷發(fā)展,突出數(shù)學問題解決的觀念,使學生受到潛移默化的教育.如房屋買賣中的分期付款,生活中的測量問題,生產(chǎn)中的利潤最大化等與我們學習的數(shù)學知識有著密切的聯(lián)系,學生通過對這些問題的探究解決,逐步確立數(shù)學“問題解決”的觀念.
4.加強概念、定理、法則、公式等基礎(chǔ)知識形成過程的教學
課本中的基礎(chǔ)知識對學生來說是未知的,是屬于開放型的問題.因此,如果我們按照“問題解決”的思路把“問題”作為教學的出發(fā)點,不直接展開結(jié)論,而是設(shè)置問題情境,提出帶有啟發(fā)性和具有挑戰(zhàn)性的問題,為學生提供動手、動腦的機會,引導(dǎo)他們運用觀察、分析、綜合、歸納、抽象、概括、類比、猜想等方法去研究、去探索,那么學生就能夠在學到具體知識的同時學會怎樣提出問題、復(fù)習問題、解決問題,進而形成理性知識.我認為,由此得出的按“問題解決”的形式設(shè)計教學過程,是教學中實施“問題解決”的主要途徑,可以形成學生的按“問題解決”的學習模式.例如在引入線面垂直的判定定理時,先讓學生自己動手做一個實驗:拿一張矩形紙片,對折后略為展開,使矩形被折的一邊緊貼在桌面上,教師告訴學生,折痕和桌面是垂直的,這是為什么呢?學生一下子被吸引住了,急切地想知道這是為什么.
5.鼓勵學生大膽猜想
喬治·波利亞《數(shù)學的發(fā)現(xiàn)》一書中曾指出:“在你證明一個數(shù)學定理之前,你必須猜想出這個定理;在你搞清楚證明細節(jié)之前,你必須猜想出證明的主導(dǎo)思想.”猜想,是一種領(lǐng)悟事物內(nèi)部聯(lián)系的直覺思維,常常是證明與計算的先導(dǎo),猜想的東西不一定是真實的,其真實性最后還要靠邏輯證明或?qū)嵺`來判定,但它卻有極大的創(chuàng)造性.在培養(yǎng)學生問題解決能力時,要鼓勵學生大膽猜想,從簡單的、直觀的入手,根據(jù)數(shù)形對應(yīng)關(guān)系或已有的知識,進行主觀猜測或判斷,或者將簡單的結(jié)果進行延伸、擴充,從而得出一般的結(jié)論.
6.創(chuàng)設(shè)質(zhì)疑情境,鼓勵學生“主動探究”
“學起于思,思源于疑”.學生有了疑問才會去進一步思考問題,才會有所發(fā)展,有所創(chuàng)造,蘇霍姆林斯基曾說:“人的心靈深處,總有一種把自己當作發(fā)現(xiàn)者、研究者、探索者的固有需要.”傳統(tǒng)教學中,學生少主動參與,多被動接受;少自我意識,多依附性.學生被束縛在教師、教材、課堂的圈子中,不敢越雷池半步,其創(chuàng)造性個性受到壓抑和扼制.因此,應(yīng)鼓勵學生自主質(zhì)疑,去發(fā)現(xiàn)問題,大膽發(fā)問.創(chuàng)設(shè)質(zhì)疑情境,讓學生由機械接受向主動探索發(fā)展,有利于發(fā)展學生的創(chuàng)造個性.在課堂上創(chuàng)設(shè)一定的問題情境,不僅能培養(yǎng)學生的數(shù)學實踐能力,更能有效地加強學生與生活實際的聯(lián)系,讓學生感受到生活中無處不有數(shù)學知識的存在,從而讓學生懂得學習是為了更好地運用,從而提高問題解決的能力.
7.激活求異思維,培養(yǎng)學生自主探究的獨創(chuàng)性
通過不同的途徑,從不同的角度,用不同的方法解決問題,這樣不僅活躍了學生的思維,開闊了思路,同時也促進學生養(yǎng)成善于求異的習慣,對于培養(yǎng)學生的問題解決能力有著決定性的作用.在教師的教學中,通過表達方式的變異,理解角度的變更,思考方法的變遷,題型設(shè)計的變化等來提供多形態(tài)的知識信息,創(chuàng)造多樣化的思維環(huán)境,接通多方位的解題思路,從而促進內(nèi)容的深化、理解的深入,提高學生思維的變通性和廣闊性.學生在理解知識的過程中,習慣運用某種思維方式,便會產(chǎn)生定勢心理.教師在教學中要不失時機地創(chuàng)設(shè)思維情境,千方百計地為學生提供創(chuàng)新素材和空間.如2012年高考廣東卷中的一道數(shù)列題:設(shè)數(shù)列{an}的前n項和為Sn,滿足2Sn=an+1-2n+1+1,n∈N*且 a1、a2+5、a3成等差數(shù)列.
(Ⅰ)求數(shù)列的值;
(Ⅱ)求數(shù)列的通項公式;
教師在講解第三小問時可以引導(dǎo)學生從多個角度來進行思考,首先學生從不等式放縮出發(fā)給出證明:3n-3n-1=2·3n-1≥2·2n-1=2n,
所以3n-2n≥3n-1,
綜上所述,命題獲證.在探索討論過程中,教師對學生的新想法盡量啟發(fā)、理解,幫助學生完善、表達清楚,對其中的合理成分充分肯定.
8.提供時間空間,深化小組合作學習
學生是學習的主體,他們的認識水平,思維能力,語言表達等各方面都比較接近,通過合理的學習小組劃分,各小組成員在合作中以平等的地位參與,每個學生都能在相互的討論、交流、啟發(fā)、幫助、協(xié)作中,各抒己見,大膽設(shè)想、大膽探索,從中發(fā)現(xiàn)不同的思路和方法.這有利于培養(yǎng)學生的求異思維和探索求新的能力,同時也為不同層次的學生提供了有利的學習條件,為學生創(chuàng)造質(zhì)疑的機會和環(huán)境,達到求知的目的.每個學生都能從別的同學那里看到解決問題的另外一些角度,這有助于培養(yǎng)學生全面考慮問題和善于從別人身上取長補短的習慣,從而達到共識、共享、共進的境界.
“問題解決”的過程不是學生被動地吸收知識,而是主動構(gòu)建知識的過程,是在深層次的參與中,真正學會“數(shù)學的思維”.數(shù)學教學就是要使學生通過數(shù)學的學習活動,逐步認識到數(shù)學知識形成和發(fā)展的思維過程,使學生由不自覺到自覺地學會運用思維方法,善于對問題進行分析、綜合、歸納、類比、抽象和概括.當然,課堂的實驗和嘗試還在繼續(xù),還在教學中不斷地摸索與反思,我堅信,只要我們努力,教育會越來越好.
[1]周春荔、張景斌 數(shù)學學科教育學 首都師范大學出版社2002
[2]梁紅 2012全國高考真題解讀 陜西科學技術(shù)出版社2012