【摘 要】新高考命題聚焦對學(xué)生關(guān)鍵能力的考查,特別強(qiáng)調(diào)要使學(xué)生在深刻理解的基礎(chǔ)上對知識融會(huì)貫通、靈活運(yùn)用。在課堂教學(xué)中,通過導(dǎo)問,以問題串的形式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行主動(dòng)探究和深層次學(xué)習(xí),有助于學(xué)生深刻領(lǐng)會(huì)概念的內(nèi)涵與外延,在自主建構(gòu)概念的過程中提升創(chuàng)新思維能力,在自主解決問題的過程中養(yǎng)成科學(xué)思維的習(xí)慣,在自主發(fā)問中形成批判性思維意識。
【關(guān)鍵詞】導(dǎo)問;創(chuàng)新思維;科學(xué)思維;批判思維
【中圖分類號】G633.6? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? 【文章編號】1005-6009(2022)67-0011-04
【作者簡介】朱曉祥,江蘇省木瀆高級中學(xué)(江蘇蘇州,215101)教師,高級教師。
高中數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)以發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向,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)。導(dǎo)問式教學(xué)是以“導(dǎo)問”為特征的一種課堂教學(xué)活動(dòng),是以“問題鏈”的形式,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中層層交流、深入思考,進(jìn)而能主動(dòng)發(fā)問。導(dǎo)問式教學(xué)設(shè)計(jì)的問題應(yīng)該具有以下三個(gè)特點(diǎn):一是具有引導(dǎo)意義的問題情境;二是有目的地發(fā)展學(xué)生的認(rèn)知策略;三是讓學(xué)生感知數(shù)學(xué)方法論的出發(fā)點(diǎn)。因此,導(dǎo)問式教學(xué)方式有助于發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維能力,培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)精神,樹立敢于質(zhì)疑、善于思考的批判性思維意識。下面,筆者以具體的教學(xué)實(shí)例,談一談如何設(shè)計(jì)基于“導(dǎo)問”的高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)。
一、以“問”導(dǎo)“建”,在自主建構(gòu)概念中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力
數(shù)學(xué)概念是揭示現(xiàn)實(shí)世界空間形式與數(shù)量關(guān)系本質(zhì)屬性的思維形式,是數(shù)學(xué)知識的基本單元。因此,在概念教學(xué)中,通過“導(dǎo)問”引導(dǎo)學(xué)生積極參與數(shù)學(xué)概念的建構(gòu)過程,有利于學(xué)生更好地理解其實(shí)質(zhì),也有利于對學(xué)生科學(xué)思維能力的培養(yǎng)。筆者在執(zhí)教人教A版高中數(shù)學(xué)必修第二冊第六章第一節(jié)“平面向量的概念”時(shí),進(jìn)行了以下探索和思考,與同行們交流。
筆者認(rèn)為,本節(jié)課的目標(biāo)主要有三個(gè):一是讓學(xué)生抽象出向量的基本概念、基本表示、研究特殊向量之間的基本關(guān)系;二是理解平面向量的幾何意義和代數(shù)意義,體會(huì)數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想;三是讓學(xué)生體驗(yàn)研究新概念的基本思路和內(nèi)容,即通過類比、抽象、概括、歸納、實(shí)踐等途徑,研究一個(gè)新概念的定義、表示、關(guān)系和應(yīng)用。因此,在設(shè)計(jì)“問題鏈”時(shí),應(yīng)該設(shè)置有引導(dǎo)意義的問題情境,通過啟發(fā)式的引問幫助學(xué)生建立認(rèn)知結(jié)構(gòu)。
【教學(xué)片段一】
問題1:如圖1,若小正方形的邊長為1m,一只螞蟻沿直線從A爬行到B,再從B爬行到C。螞蟻爬行的距離和位移分別是多少?
問題2:距離和位移有什么不同?
問題3:位移作為一個(gè)物理量,它同時(shí)包含大小和方向兩個(gè)要素,請列舉生活中的位移。
問題4:這一類對象的共同屬性是什么?你能用數(shù)學(xué)的語言概括“向量”的概念嗎?
問題5:在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的過程中,我們有沒有學(xué)過既有大小、又有方向的量?
問題6:我們學(xué)過類比數(shù)、集合、函數(shù)的研究方法,接下來我們應(yīng)該從哪些方面研究向量這一新的概念?
問題1從實(shí)際生活中的情境出發(fā),引導(dǎo)學(xué)生感悟兩個(gè)不同的概念,引出向量概念的原型;問題2培養(yǎng)學(xué)生的抽象概括能力和語言表達(dá)能力;問題3引導(dǎo)學(xué)生觀察、概括,得到概念的本質(zhì)屬性;問題4引導(dǎo)學(xué)生自主生成概念;問題5將物理模型數(shù)學(xué)化;問題6在問題5的基礎(chǔ)上層層設(shè)問,讓學(xué)生體會(huì)研究概念的基本途徑,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。
基于問題解決取向的教學(xué)模式,強(qiáng)調(diào)在教學(xué)過程中利用“問題鏈”將學(xué)生的概念表象與原有經(jīng)驗(yàn)聯(lián)系起來,在設(shè)置導(dǎo)問和問題解決過程中給學(xué)生更多的獨(dú)立空間。在教學(xué)中,處于中心地位的應(yīng)該是通過問題解決的過程發(fā)展學(xué)生的元認(rèn)知策略、認(rèn)知結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的學(xué)習(xí)態(tài)度。
二、以“問”導(dǎo)“思”,在自主解決問題中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維方式
美國心理學(xué)家紐厄爾與西蒙(Newell & Simon)提出:問題是這樣一個(gè)情境,個(gè)體想做某件事,但不能即刻知道做這件事所需采取的一系列行動(dòng)。[1]當(dāng)學(xué)生遇到難度較大的數(shù)學(xué)題時(shí),需要有適切的解決問題的策略和合理而科學(xué)的思考過程。在這個(gè)過程中,教師通過“導(dǎo)問”提出具有探究性的問題,將突破點(diǎn)設(shè)置在學(xué)生的思維最近發(fā)展區(qū),調(diào)動(dòng)其解決問題的欲望,這有助于培養(yǎng)學(xué)生的自主意識和創(chuàng)新意識。
數(shù)學(xué)問題解決的過程應(yīng)該分為以下五個(gè)階段。(1)理解問題:什么是未知的?什么是給出的?(2)問題表征:代數(shù)表征和幾何表征是什么?(3)拆分成子問題。(4)實(shí)施:確定計(jì)算和推理過程。(5)反思:問題的內(nèi)涵和外延。
在人教A版高中數(shù)學(xué)選擇性必修第一冊第二章“直線和圓的方程”的學(xué)習(xí)中,學(xué)生遇到這樣一個(gè)問題:已知a>0,過點(diǎn)P(a,[3]a)的直線l與x軸、y軸交于A,B兩點(diǎn),且△AOB面積為8[3],這樣的直線有4條,求a的取值范圍。
這道題對學(xué)生來說有一定的難度,其難度來自兩個(gè)方面:一是與學(xué)生既定狀態(tài)已掌握的知識和技能的聯(lián)系較少;二是題目的表征形式的一般化程度不高,具有一定的抽象性。基于這樣的情況,筆者設(shè)置了以下導(dǎo)問路徑。
【教學(xué)片段二】
問題1:已知條件是什么?求什么?
問題2:過一點(diǎn)的直線由什么元素確定?
問題3:怎樣從代數(shù)的角度表達(dá)“這樣的直線有4條”?
問題4:(追問)你能夠構(gòu)建解題過程嗎?
問題5:怎樣從幾何的角度表達(dá)“這樣的直線有4條”?
問題6:同學(xué)們是否記得在之前的學(xué)習(xí)過程中我們做過這樣一道題:過點(diǎn)P(2,2[3])的直線l與x軸、y軸的正半軸交于A,B兩點(diǎn),求△AOB面積的最小值及此時(shí)直線的斜率。
問題7:我們能否將點(diǎn)P一般化,得到一般性結(jié)論?
在這個(gè)問題鏈中,問題1、2是提出問題,問題3是代數(shù)表征,問題5是幾何表征,問題4是選擇解決問題的一個(gè)策略,問題6是局部啟發(fā),問題7是反思和應(yīng)用。本教學(xué)環(huán)節(jié)以問題為起點(diǎn),以探究為路徑,創(chuàng)造適合學(xué)生思考的合作環(huán)境,從而喚起學(xué)生對問題及其本質(zhì)的探究欲望。
三、以“問”導(dǎo)“問”,在自主發(fā)問中培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維意識
在數(shù)學(xué)教學(xué)中,我們不僅要讓學(xué)生成為“問題解決者”,還要讓學(xué)生成為“問題發(fā)現(xiàn)者”,讓學(xué)生主導(dǎo)問題的提出、問題的分析、問題的解決三個(gè)課堂環(huán)節(jié)。
1.引導(dǎo)學(xué)生追因索果,由疑生問
在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中,我們希望學(xué)生對所學(xué)的知識和方法,不僅要知其然,更要知其所以然。因此,在教學(xué)過程中,要讓學(xué)生學(xué)會(huì)多問為什么,努力激發(fā)學(xué)生提問的意識。
在處理這個(gè)問題的過程中,生1的方法通過多項(xiàng)式乘法原理解決問題,其實(shí)是對二項(xiàng)式定理的認(rèn)知,體現(xiàn)了較強(qiáng)的元認(rèn)知能力和批判性思維能力。學(xué)生2改編的變式題拓寬了“三項(xiàng)”向“二項(xiàng)”轉(zhuǎn)換的途徑,體現(xiàn)了較強(qiáng)的創(chuàng)新意識。學(xué)生在自主發(fā)問和反思中探究了這一類問題的本質(zhì)——“三項(xiàng)”轉(zhuǎn)換為“二項(xiàng)”。
2.引導(dǎo)學(xué)生自編習(xí)題,由問生思
問題解決是一個(gè)發(fā)現(xiàn)、探索和創(chuàng)新的過程,包括提出問題、建構(gòu)模型、設(shè)計(jì)方法、檢驗(yàn)反思等。學(xué)生作為課堂的主體,應(yīng)成為問題的發(fā)起點(diǎn)和終結(jié)點(diǎn),讓學(xué)習(xí)真正發(fā)生。在課堂上引導(dǎo)學(xué)生自主發(fā)問甚至是自主編題,有利于培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力和批判性思維。
【教學(xué)片段四】
在“直線和圓的方程”單元復(fù)習(xí)課中,筆者編制了這樣一道復(fù)習(xí)題:過點(diǎn)P(3,1)作圓C:(x-1)2+y2=1的兩條切線,切點(diǎn)分別為A,B,求切線PA的長。
師:以此為條件,你認(rèn)為我們可以研究哪些問題?請你把問題編寫完整,并嘗試解答。
生1:求線段AB的長。
生2:可以從角度看,求∠APB的大小。
生3:還可以從面積的角度探究,求四邊形PACB的面積。
生4:求[PA]·[PB]的值。
師:總結(jié)一下,剛才四位同學(xué)分別從幾何圖形中的線段長度、角度大小、面積大小、向量數(shù)量積四個(gè)方面編制了四個(gè)題目,請同學(xué)們課后自行完成這四個(gè)題目。這是一個(gè)幾何圖形中的定態(tài)問題,有沒有同學(xué)可以將這道題目改編成動(dòng)態(tài)狀態(tài)下的取值范圍問題?
生5:可以將點(diǎn)改成動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)P為直線x+y-4=0上的動(dòng)點(diǎn),過P點(diǎn)作圓C:(x-1)2+y2=1的兩條切線,切點(diǎn)分別為A、B。
師:非常好,以下是老師編寫的幾道習(xí)題,請同學(xué)們思考并完成。從線段長度的角度:(1)求切線PA的最小值;(2)求線段AB的最小值。從角度大小的角度:(1)求∠APB的最大值;(2)圓C上存在點(diǎn)N,使∠CPN=30°,求此時(shí)P點(diǎn)橫坐標(biāo)的取值范圍;(3)當(dāng)∠APB=60°時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo)。從面積的角度:求四邊形PACB面積的最小值。從向量的角度:求[PA]·[PB]的最小值。
(學(xué)生完成練習(xí))
師:點(diǎn)P是一個(gè)動(dòng)點(diǎn),它使得圖形中一些幾何元素的取值發(fā)生了變化,從而產(chǎn)生了以上一些有關(guān)取值范圍問題。同學(xué)們能否探究一下,當(dāng)點(diǎn)P在直線上移動(dòng)時(shí),幾何圖形中是否有確定的量或者幾何元素?編制一道定點(diǎn)定值的習(xí)題。
生6:可以探究直線AB是否過定點(diǎn)以及△PAB的外接圓是否過定點(diǎn)。
在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,要徹底理解一個(gè)數(shù)學(xué)問題,就要弄清楚它的“來龍去脈”。在平常教學(xué)過程中,尤其是章節(jié)復(fù)習(xí)課和習(xí)題課中,教師首先應(yīng)留時(shí)間給學(xué)生,鼓勵(lì)學(xué)生大膽嘗試,增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)信心和發(fā)問意識;其次是要把握好問題的“發(fā)問點(diǎn)”,精心挑選題干,讓學(xué)生有題可編,有問可發(fā),從而使學(xué)生的發(fā)問意識、批判意識在數(shù)學(xué)課上得到鍛煉和提升。
新課程強(qiáng)調(diào)對學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中,教師要關(guān)注與創(chuàng)新相關(guān)的能力和素養(yǎng)的培養(yǎng),比如獨(dú)立思考的能力、發(fā)散性思維、逆向思維等,關(guān)注學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和批判性思維的能力,培養(yǎng)學(xué)生探索新方法、積極主動(dòng)解決問題的能力,擺脫思維定式,勇于創(chuàng)新。通過“導(dǎo)問式”的課堂模式,引導(dǎo)學(xué)生思考,培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵能力和核心素養(yǎng)。
【參考文獻(xiàn)】
[1]鐘啟泉,徐斌艷.數(shù)學(xué)教育展望[M].上海: 華東師范大學(xué)出版社,2001:10.
[2]教育部.普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)[S].北京: 人民教育出版社,2020:5.
[3]李紅婷.數(shù)學(xué)問題解決教學(xué)設(shè)計(jì)及其實(shí)施策略[J]. 數(shù)學(xué)通報(bào),2007(6):34-37.
[4]趙士元.導(dǎo)問:讓思維成長——以一道高三數(shù)學(xué)難題的教學(xué)為例[J]. 江蘇教育,2018(35):39-42.