丁益民
(江蘇省蘇州實驗中學(xué) 215011)
《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》[1]明確將閱讀自學(xué)作為數(shù)學(xué)教學(xué)活動之一,體現(xiàn)了數(shù)學(xué)閱讀在高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的重要性.為了適應(yīng)學(xué)生學(xué)習(xí)的個性化需求,引導(dǎo)學(xué)生展示數(shù)學(xué)理解力,滿足學(xué)生自主探究的欲望,拓展學(xué)生的數(shù)學(xué)視野,各版教材都安排了有關(guān)數(shù)學(xué)閱讀的素材,這些素材或是以閱讀材料的方式出現(xiàn),或是以探究拓展的方式出現(xiàn),極大豐富了教材的學(xué)材屬性.
江蘇教育出版社的高中數(shù)學(xué)教材(以下簡稱“蘇教版教材”)除了設(shè)置章末閱讀材料外,還設(shè)置了一定量的閱讀題,本文所述閱讀題是指蘇教版教材在習(xí)題“探究·拓展”欄目中設(shè)置與某些知識相關(guān)的閱讀情境,并借助情境中的信息解決問題以達(dá)到理解知識的一類問題,這些題是指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)閱讀的課程資源,也是促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)理解的重要學(xué)材[2].研究閱讀題并用好閱讀題是促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)理解的重要舉措,本文以2019版蘇教版教材必修一、二中的閱讀題為例,對閱讀題進(jìn)行梳理、功能解析并提出一些教學(xué)思考與建議.
必修兩冊教材中出現(xiàn)了15道閱讀題,其分布位置與涉及內(nèi)容如下表:
分布位置涉及內(nèi)容題量必修第一冊第1章P20第15題“笛卡爾乘積”的定義與應(yīng)用第2章P38第6題用含量詞的命題及其否定表述其他學(xué)科中的現(xiàn)象或?qū)嵗?章P42第6題《墨經(jīng)》中“大故”和“小故”的論述第3章P57第11題學(xué)生錯用基本不等式求函數(shù)最值的案例辨析第3章P64第15題一元二次不等式解法拓展與應(yīng)用第4章P88第12題舉物理例闡述對數(shù)在優(yōu)化運算中的應(yīng)用第7章P209第20題介紹泰勒展開式及估值的簡單應(yīng)用7必修第二冊第9章P40第10題直線方向向量的介紹與應(yīng)用第9章P44第25題直線法向量的介紹與簡單應(yīng)用第10章P79第19題介紹切比雪夫多項式及應(yīng)用第11章P95第11題探究“兩邊一對角”型三角形解的個數(shù)第13章P175第17題常見四棱柱概念的辨析與集合包含關(guān)系第13章P195第12題運用類比和極限的思想探究球的表面積公式第14章P212第8題用統(tǒng)計的思想解釋二戰(zhàn)中坦克數(shù)量的準(zhǔn)確性第15章P261第6題介紹樹形圖表示樣本空間8
可以看出,教材中的這些閱讀題均是從數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識出發(fā),以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣、拓寬學(xué)生的知識視野、培養(yǎng)應(yīng)有的數(shù)學(xué)素養(yǎng)為目的,以不同情境引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)閱讀,進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生理解數(shù)學(xué)知識,提升數(shù)學(xué)素養(yǎng).
閱讀題在指導(dǎo)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)、促進(jìn)數(shù)學(xué)理解方面有著重要的作用,按照閱讀題在引導(dǎo)理解、熟練技能、指導(dǎo)學(xué)習(xí),運用知識上的功能,可以將其大致分為以下幾類:
(1)知識補充類
“知識補充類”閱讀題是對相關(guān)章節(jié)知識進(jìn)行必要補充.如“直線方向向量的介紹與應(yīng)用”“直線法向量的介紹與簡單應(yīng)用”便是學(xué)完向量這一章后進(jìn)行的知識補充,是為了體現(xiàn)向量工具屬性的必要補充,為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)選擇性必修相關(guān)內(nèi)容提供知識準(zhǔn)備.此類閱讀題可在學(xué)生學(xué)習(xí)某一內(nèi)容后根據(jù)學(xué)生掌握的實際情況作補充.
(2)概念理解類
“概念理解類”閱讀題是為了幫助學(xué)生突破難以理解的概念而設(shè)計.如第2章邏輯用語中的兩道題就是為了幫助學(xué)生正確理解“含有量詞的命題的否定”“充分條件”“必要條件”等概念而設(shè)計,分別引導(dǎo)學(xué)生從生物學(xué)科和數(shù)學(xué)史的視角對這些概念進(jìn)行理解,拓寬了概念理解的渠道.此類閱讀題可作為知識導(dǎo)入的情境呈現(xiàn),也可作為知識理解的載體介紹.
(3)數(shù)學(xué)探究類
“數(shù)學(xué)探究類”閱讀題是通過創(chuàng)設(shè)情境,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行一定的數(shù)學(xué)探究活動.如第7章中介紹泰勒公式引導(dǎo)學(xué)生借助數(shù)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)學(xué)實驗探究,讓學(xué)生初步感受用一個多項式函數(shù)逼近一個給定的函數(shù)的思想,即盡量使多項式函數(shù)圖象擬合給定的函數(shù)圖象;再如第13章的閱讀題運用類比和極限的思想去探究球的表面積公式,這些探究題無不蘊含著從有限到無限的極限思想.此類閱讀題可作為引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組合作探究的素材.
(4)方法拓展類
“方法拓展類”閱讀題是為了拓展學(xué)生研究或解決問題時的方法,開拓學(xué)生的方法視野.如第3章中一元二次不等式的解法拓展,引導(dǎo)學(xué)生從方程的根以及因式的符號特性中去解二次不等式和分式不等式,體現(xiàn)用一個方法解決一類問題;再如第15章的閱讀題介紹了樹形圖的方法,這是一種既直觀又樸素的探求樣本空間的方法,豐富了學(xué)生的計數(shù)方式.此類閱讀題可在解決具體問題時作相應(yīng)的補充與拓展.
(5)知識應(yīng)用類
“知識應(yīng)用類”閱讀題是為了突出知識的應(yīng)用性.如第4章的閱讀題介紹了對數(shù)用于處理物理中的有關(guān)計算,目的是讓學(xué)生感受到引入對數(shù)對簡化運算的作用;再如第10章通過兩角和差的公式推導(dǎo)n倍角公式(即契比雪夫多項式),是兩角和差公式的深入應(yīng)用,也揭示了本章公式生長的“公理化”特征.此類閱讀題適合在單元復(fù)習(xí)時進(jìn)行專題研究.
當(dāng)然,有些閱讀題可能兼有上述分類中兩個或多個,這樣的多重性更突出了閱讀題的教學(xué)價值.
課標(biāo)倡導(dǎo)要“創(chuàng)設(shè)合適的教學(xué)情境,啟發(fā)學(xué)生思考,引導(dǎo)學(xué)生把握數(shù)學(xué)內(nèi)容的本質(zhì)”[1].由于數(shù)學(xué)概念的抽象性,學(xué)生在進(jìn)行數(shù)學(xué)表征時會出現(xiàn)迷失于某個局部或側(cè)面的情況,加上有些概念的理解需要一個螺旋上升的過程,學(xué)生并不能立刻正確理解知識的本質(zhì),有些閱讀題就是為了幫助學(xué)生進(jìn)一步理解數(shù)學(xué)知識的本質(zhì)而設(shè)計,引導(dǎo)學(xué)生對數(shù)學(xué)概念進(jìn)行“再學(xué)習(xí)”,促進(jìn)學(xué)生理解數(shù)學(xué)概念的本源.比如第13章“常見四棱柱概念的辨析與集合包含關(guān)系”,教材通過演變圖直觀演繹了常見四棱柱的“形成”過程,再嚴(yán)格給出這些幾何體的定義,最后引導(dǎo)學(xué)生用集合的語言表征這些對象之間的關(guān)系.整個學(xué)習(xí)過程中的直觀演繹、抽象表征等活動對理解“四棱柱”真正本質(zhì)起關(guān)鍵作用.
為擺脫當(dāng)前重“練”輕“悟”的教學(xué)現(xiàn)狀,在教學(xué)過程中要特別重視學(xué)生對數(shù)學(xué)價值的深層次認(rèn)識,尤其是對知識的科學(xué)價值進(jìn)行理性認(rèn)識和深度思考.如在第4章《對數(shù)》的學(xué)習(xí)中,為了讓學(xué)生充分理解對數(shù)在優(yōu)化運算方面起到的作用,以物理學(xué)中“聲強”的計算為例,讓學(xué)生感悟“對數(shù)可以縮短計算時間”這一歷史需求和科學(xué)價值.又如第14章《統(tǒng)計》中,在帶有講故事性質(zhì)的閱讀題后提出本章(或?qū)W習(xí)統(tǒng)計)的核心問題:“為什么統(tǒng)計估值比情報估值更準(zhǔn)確呢?”這一問題直接指向?qū)W習(xí)統(tǒng)計不是為了應(yīng)付考試而是要學(xué)會用統(tǒng)計的思維和觀念去分析和解決現(xiàn)實世界中遇到的問題,進(jìn)而認(rèn)識到統(tǒng)計思想在信息時代的巨大價值.
數(shù)學(xué)知識的傳遞是一種文化傳承,是人類發(fā)展的必然要求.數(shù)學(xué)知識在傳遞過程中,必然觸及到人對知識的感知、識記、理解、內(nèi)化等一系列心智過程,這是“化人”“育人”的過程,數(shù)學(xué)文化的育人價值已逐漸成為一線教師普遍認(rèn)可的共識[3].有些閱讀題的設(shè)計就是力求滲透數(shù)學(xué)文化,從數(shù)學(xué)文化中去尋找概念理解的力量.比如《墨經(jīng)》中的“小故”和“大故”就是我國墨辯邏輯的用語,其分別對應(yīng)了數(shù)學(xué)邏輯中的“必要條件”和“充分條件”,體現(xiàn)了我國古代在邏輯學(xué)上研究的卓越成就.再如泰勒展開式、切比雪夫多項式等蘊含著豐富數(shù)學(xué)史知識的閱讀題,都可以基于學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)進(jìn)行數(shù)學(xué)閱讀及探究活動.通過閱讀題進(jìn)行文化滲透,不僅拉近了學(xué)生與數(shù)學(xué)文本的距離,更重要的是提升了學(xué)生的數(shù)學(xué)文化觀.
在上述15道閱讀題中有近半數(shù)是對本節(jié)或本章所學(xué)內(nèi)容的必要補充與銜接.如第9章中直線的方向向量和法向量的知識介紹與簡單應(yīng)用,這既是對教材正文部分向量內(nèi)容的補充,又為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)選擇性必修課程中的“空間向量與立體幾何”時運用方向向量和法向量處理空間立體幾何中的相關(guān)問題提供認(rèn)知基礎(chǔ).這樣的設(shè)計體現(xiàn)了“整體把握教學(xué)內(nèi)容,促進(jìn)數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)連續(xù)性和階段性發(fā)展”[1]的教學(xué)要求,引導(dǎo)學(xué)生從整體上把握課程,實現(xiàn)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的形成和發(fā)展.
有些閱讀題帶有濃厚的高等數(shù)學(xué)味,將那些符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的且具有高等數(shù)學(xué)背景的知識呈現(xiàn)給他們,讓他們了解數(shù)學(xué)知識的高等背景與思想源頭,這有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,有利于學(xué)生進(jìn)一步理解數(shù)學(xué)本質(zhì),有利于開拓學(xué)生視野和提升核心素養(yǎng).比如第13章中運用類比和極限思想推導(dǎo)球的表面積,其中蘊含的微積分思想正是學(xué)生進(jìn)入高校后要重點學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容,也是近代數(shù)學(xué)發(fā)展的標(biāo)桿內(nèi)容,這些都將激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí).
對學(xué)生而言,有些知識在短時間內(nèi)確實難以理解,為了幫助學(xué)生突破認(rèn)知障礙,化解認(rèn)知難點,一些閱讀題可幫助學(xué)生解決這樣的認(rèn)知困難,是幫助學(xué)生理解知識的載體.如在第11章設(shè)置了探究“兩邊一對角”型三角形解的個數(shù)的閱讀題,學(xué)生可按照提供的方案進(jìn)行自主探究從而化解難點.特別引人注意的是在第3章設(shè)計了“對話式”閱讀題,這種閱讀題在心理層面拉近了學(xué)生與文本之間的距離,似乎是學(xué)生與教材編者之間的對話,又如兩個同學(xué)在進(jìn)行無聲的辯解,其中“甲同學(xué)”的錯誤恰恰代表了一部分學(xué)生在學(xué)習(xí)“基本不等式”時的認(rèn)知缺陷,通過這樣的方式幫助學(xué)生突破難點,留下深刻的印象.
事實表明,很多教師對教材中學(xué)材功能的研究與開發(fā)不夠重視,僅僅將閱讀題視為普通的練習(xí)題,并沒有發(fā)揮出應(yīng)有的教學(xué)功能.即使有教師在教學(xué)中有所重視,但也沒有把握好教學(xué)的尺度,要么挖得過深,要么一帶而過.筆者認(rèn)為,在處理閱讀題時應(yīng)該遵循以下原則:
在講評閱讀題時要明確想達(dá)到的目標(biāo),是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性?還是拓寬學(xué)生的知識面?是為了解決知識的某個難點?還是介紹知識的產(chǎn)生背景?等等.教學(xué)應(yīng)始終明確這些題是“探究·拓展”部分的內(nèi)容,不能以統(tǒng)一的目標(biāo)定位去面向全體學(xué)生,應(yīng)結(jié)合班級學(xué)生的實際情況進(jìn)行開發(fā)利用,而且在教學(xué)中不能就題論題,也不能喧賓奪主,要讓學(xué)生解決閱讀題后在數(shù)學(xué)理解上有所獲益.
就文字信息量而言,閱讀題往往篇幅比較長、信息比較多,甚至有時理解起來較為復(fù)雜.因此,在教學(xué)中要結(jié)合閱讀題的特點及承載的教學(xué)功能靈活選擇合適的教學(xué)方法.比如可通過研究性學(xué)習(xí)活動解決拓展性問題,通過數(shù)學(xué)實驗的方法解決探索性問題,通過網(wǎng)絡(luò)資源、文獻(xiàn)查詢學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)文化類的問題,通過數(shù)學(xué)寫作的方式進(jìn)行知識價值認(rèn)可類的閱讀題學(xué)習(xí)等等.
把握好閱讀題教學(xué)的“度”是發(fā)揮其教學(xué)功能的必要條件.就題論題,學(xué)生會不以為然,認(rèn)為只是一道普通的題目;挖掘過深,學(xué)生可能缺乏主體參與,甚至還需要補充其它知識,這反而將削弱閱讀題本身的教學(xué)功能.因此,閱讀題的教學(xué)應(yīng)在明確題目定位的前提下充分考慮學(xué)生的認(rèn)知水平、知識結(jié)構(gòu)以及理解能力等.
在教學(xué)中,教師要明晰閱讀題的設(shè)計意圖,這些題并不是增加學(xué)生負(fù)擔(dān),教學(xué)中應(yīng)恰到好處地把握閱讀題教學(xué)的難度、深度與廣度.應(yīng)根據(jù)閱讀題的特點,因材施教,因生而異,不可生搬硬套,照本宣科.而且,應(yīng)把握好教學(xué)的時機,既可在相關(guān)知識的教學(xué)中穿插教學(xué),也可在講相關(guān)知識整合后選講.
比如“直線的方向向量與法向量”,既可以就處理選擇性必修課程中有關(guān)“角”與“距離”的計算問題時進(jìn)行補充,也可以在選擇性必修課程中的“空間向量與立體幾何”單元中系統(tǒng)講解,將其視為“空間直線的方向向量與平面法向量”的先行組織者材料.
最后值得說明的是,由于這些知識基本屬于閱讀性或工具性知識,從應(yīng)試角度來看,高考中不會單獨考查,在教學(xué)過程中不可花過多精力對此進(jìn)行過深與過難的教學(xué)拓展,否則會加重學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān).總而言之,要通過研究教材,發(fā)揮閱讀題這一學(xué)材的教學(xué)價值,讓閱讀題真正促進(jìn)學(xué)生理解數(shù)學(xué)知識的本質(zhì).