張建明
[摘? 要] 波利亞認為:“數(shù)學(xué)解題的成敗取決于解題思路的正確與否,因此我們要從可以接近它的方向去逐層突破[1].”解題教學(xué)作為高中教學(xué)的重中之重,對發(fā)展學(xué)生的思維與核心素養(yǎng)具有深遠的影響. 文章認為,解題教學(xué)的基本策略有:創(chuàng)設(shè)情境,激發(fā)情感;示范解題,優(yōu)化方法;合作探究,提升能力;變式應(yīng)用,發(fā)散思維.
[關(guān)鍵詞] 解題教學(xué);思維;合作探究;變式
數(shù)學(xué)知識與技能的掌握程度,一般體現(xiàn)在解題中. 解題雖不是教學(xué)的最終目的,卻是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)思想方法的最佳手段,它對提升學(xué)生的數(shù)學(xué)思維與核心素養(yǎng)具有重要的促進作用. 解題就是將理論的學(xué)習(xí)體現(xiàn)在實踐之中,有很多因素會影響著學(xué)生解題能力的發(fā)展. 因此,筆者針對解題教學(xué)的基本策略談幾點拙淺的看法.
[?]創(chuàng)設(shè)情境,激發(fā)情感
情因境生,境為情設(shè). 良好的教學(xué)環(huán)境是促進課堂有效生成的關(guān)鍵,情境作為特殊的教學(xué)環(huán)境,能有效地支撐學(xué)生的學(xué)習(xí),促使學(xué)生對學(xué)習(xí)產(chǎn)生積極的情感. 學(xué)生一旦對教學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生了探究欲,就會啟發(fā)思維,探索新知,學(xué)有所獲. 那么,如何在解題教學(xué)中創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境呢?實踐證明,情境創(chuàng)設(shè)要合理、有趣、生活化,且具有挑戰(zhàn)性,如此能有效地激發(fā)學(xué)生的探究欲.
問題情境是解題教學(xué)最常見的情境,是指在賦予問題以生命力的基礎(chǔ)上,將學(xué)生的思維帶入相應(yīng)的問題中. 創(chuàng)設(shè)符合學(xué)生最近發(fā)展區(qū)的問題,能啟發(fā)學(xué)生的思維,讓學(xué)生進行大膽猜想,并探索新的解題方法,實現(xiàn)解題能力與創(chuàng)新能力的提升.
例1 數(shù)列的開篇教學(xué).
本章節(jié)的開篇教學(xué),以一段精彩的魔術(shù)視頻,成功地吸引了學(xué)生的注意力. 此時,教師讓學(xué)生猜想該魔術(shù)的奧秘,由此成功地引出斐波那契數(shù)列. 為了深化學(xué)生對數(shù)列的理解,教師又展示了與數(shù)列相關(guān)的一系列圖片,讓學(xué)生說一說觀察圖片后的感受與發(fā)現(xiàn).
學(xué)生在觀察圖片后,一致認為,這些現(xiàn)象并非偶然發(fā)生的,細細琢磨,會發(fā)現(xiàn)存在一定的規(guī)律性. 通過觀察與思考,學(xué)生切身感受到數(shù)列就是刻畫離散過程的基本數(shù)學(xué)模型,因此大家一致認為數(shù)列研究是一項有意義的學(xué)習(xí).
由一個魔術(shù)開啟本章節(jié)的教學(xué),有趣又有料,再用圖片激發(fā)學(xué)生深思,使得學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)數(shù)列學(xué)習(xí)的意義. 這些源于生活的情境,給學(xué)生帶來了一種別樣的感官體驗,學(xué)生在觀察、聯(lián)想、推理中逐步實現(xiàn)對知識的認識與理解,寓教于樂的教學(xué)方式,也使得解題教學(xué)得以順利展開.
[?]示范解題,優(yōu)化方法
不論是教材,還是教師的教學(xué),都會對解題進行示范. 這種示范,并非直接揭露正確答案,而是將思維過程以及容易出現(xiàn)的錯誤等暴露給學(xué)生,讓學(xué)生解題時少走彎路[2]. 俗話說,“授人以魚不如授人以漁”,解題示范就是授人以漁的過程,讓學(xué)生在觀察與思考中,獲得相應(yīng)的解題方法與數(shù)學(xué)思想,為獨立解題奠定堅實的基礎(chǔ).
例2 已知α,β都是銳角,且cosα=,cos(α+β)=-,求sinβ的值.
解題示范:因為α,β均為銳角,已知cosα=,因此sinα=. 根據(jù)cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβ,假設(shè)sinβ=x,則cosβ=,-x=-. 要解該方程,過程煩瑣冗長,要經(jīng)過移項、平方,之后才能求出x的值. 因此,筆者鼓勵學(xué)生進行交流,一起來思考有沒有更簡便的解題方法.
學(xué)生經(jīng)過交流后,認為可用以下方法進行解題:
因為α,β均為銳角,cos(α+β)=-,所以sin(α+β)=. 由sinβ=sin[(α+β)-α]=sin(α+β)cosα-cos(α+β)·sinα,計算可得sinβ=.
教師在解題示范過程中,故意引出容易出錯的解題方法,以激起學(xué)生思考. 當學(xué)生對此問題產(chǎn)生了探索欲時,鼓勵學(xué)生進行交流,讓學(xué)生在交流中釋放自己的思維,汲取同伴的經(jīng)驗,獲得解題問題的辦法.
此過程不僅解釋了遇到解題困難時,該怎樣思考突破方法,還充分暴露了解題的整個思維過程. 學(xué)生從“失敗”的解題示范中探索出了解決問題的辦法,同時,每個學(xué)生經(jīng)歷解題的坎坷后,激起了思維的浪花,獲得了成就感,為解題能力的提升奠定了基礎(chǔ).
[?]合作探究,提升能力
隨著高考制度的改革,綜合性考題的質(zhì)量越來越高,這讓學(xué)生感到解題障礙重重. 學(xué)生在步步設(shè)伏的問題中,一不小心就中了埋伏,導(dǎo)致各種錯誤發(fā)生. 因此,教師可以利用合作探究的方式激發(fā)學(xué)生的思考,鼓勵學(xué)生在獨立思考中嘗試解決問題的辦法.
合作探究是指在學(xué)生自主學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,加強合作交流,通過學(xué)習(xí)與探索主動建構(gòu)新知的一種模式. 此方式提倡:“在凸顯學(xué)生主體性地位的同時,決不可忽視教師的主導(dǎo)作用,課堂需要在教師的引導(dǎo)下逐漸深入.”學(xué)生通過獨立思考與合作探究,實現(xiàn)優(yōu)勢互補,在取長補短中獲得思維的提升.
例3 觀察圖1,并思考:
(1)以這種形式拼搭成1,2,3個正方形,各需要多少根小棒?
(2)以這種形式拼搭10個正方形,需要小棒多少根?
(3)以這種形式拼搭100個正方形,需要多少根小棒?怎么計算的?
(4)若依照此形式拼搭n個正方形,需要多少根小棒?
教師將準備好的小棒分發(fā)給學(xué)生,讓大家按照圖1的模式,親自搭建小正方形,自主思考并討論問題的答案. 第(1)問對于學(xué)生而言非常簡單,學(xué)生通過簡單的操作就獲得了準確答案,此問讓所有的學(xué)生都在動手操作中,快速獲得了良好的直觀體驗.
隨著問題的逐漸深入,學(xué)生探索正方形的個數(shù)與小棒之間的關(guān)系時,產(chǎn)生了不一樣的想法. 因此,筆者鼓勵學(xué)生用小組合作學(xué)習(xí)的模式進行探究,將各組獲得的規(guī)律以符號的形式進行表達,幫助學(xué)生建立符號感.
合作探究中,組內(nèi)成員積極地表達了自己的看法與觀點,因為沒有思想包袱,所以學(xué)生樂于表達自己的想法,這種方式有效地打破了傳統(tǒng)課堂被少部分學(xué)生占領(lǐng)的尷尬情況. 如此,可使得每個學(xué)生都能獲得表達的機會,促進了全體成員的共同成長.
[?]變式應(yīng)用,發(fā)散思維
解題教學(xué)并非例題講得越多越好,而應(yīng)根據(jù)學(xué)生的認知與題目的特點,進行深度教學(xué)[3]. 傳統(tǒng)的教學(xué)觀念認為,解題越多,覆蓋面越廣,學(xué)生積累的經(jīng)驗越豐富. 但“題海戰(zhàn)術(shù)”帶給學(xué)生的只有枯燥、乏味的體驗,甚至因缺乏自己的想法,而成了刷題機器. 為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生,新課標特別強調(diào)變式訓(xùn)練在解題教學(xué)中的重要性.
變式訓(xùn)練可以用一道題為題根,逐漸深入地靈活變化出多題;可以是多題一解,也可以鼓勵學(xué)生自主編題、變題等. 總之,就是將一個知識點不斷地變化、拓展、延伸,以深化學(xué)生的認識,激活學(xué)生的思維,完成以一通百的解題目的. 學(xué)生在變式訓(xùn)練中不僅能達到舉一反三的解題能力,還能形成良好的創(chuàng)新意識與探索精神. 因此,充分展現(xiàn)變式的魅力,對培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維具有決定性的作用.
例4 y=+的值域是多少?
看到此題,學(xué)生先想到的就是用函數(shù)的單調(diào)性來解決:本題呈現(xiàn)的函數(shù)的定義域為[5,+∞),若x=5,y=1,因此可確定待求的值域為[1,+∞).
若此題到此為止,那就是典型的“就題解題”. 想要通過解一道題,通一片題,達到解一百道題的目標,就需要在此基礎(chǔ)上,對此題進行變形,以拓寬學(xué)生的思維,強化學(xué)生的解題能力.
變式1:y=-的值域是多少?
這是一個典型的減函數(shù),可選擇與題根類似的解法,對于大部分學(xué)生而言,這個變式?jīng)]有什么難度,基本起到“小試牛刀”的作用.
變式2:y=+的值域是多少?
本題與題根、變式1相比,難度稍微遞增了一些. 教師可以鼓勵學(xué)生自主探索. 學(xué)生經(jīng)過思考后,提出:分析此函數(shù),可確定其定義域為[4,5],設(shè)x=sin2α+40≤α
≤,可得y=sinα+cosα=2sin
+α. 因為≤α+≤,所以1≤2sin
+α≤2,因此1≤y≤2.
變式的提出,學(xué)生的思維隨著題目難度的增加而逐層遞進. 通過兩個變式的訓(xùn)練,既避免了“題海戰(zhàn)術(shù)”帶來的枯燥感,又幫助學(xué)生全面地理解了相關(guān)知識,且減輕了學(xué)生的負擔(dān),達到了真正意義上的減負高效的狀態(tài). 因此,變式練習(xí)不僅能加強學(xué)生對知識的理解程度,更重要的是能促進學(xué)生發(fā)散性思維的成長.
總之,解題教學(xué)是師生共同參與、多元互動的教學(xué)過程,此過程應(yīng)凸顯學(xué)生的主體性地位,教師起到引導(dǎo)與調(diào)控的作用. 解題教學(xué)中,學(xué)生不僅要獲得相應(yīng)的解題能力,更重要的是要獲得良好的數(shù)學(xué)思想和數(shù)學(xué)素養(yǎng).
參考文獻:
[1]? G·波利亞. 怎樣解題[M]. 涂泓,馮承天,譯. 上海:上??萍冀逃霭嫔?,2007.
[2]? 韓龍淑,黃王珍. 數(shù)學(xué)教學(xué)中如何引導(dǎo)學(xué)生進行解題學(xué)習(xí)的反思[J]. 數(shù)學(xué)教學(xué)研究,2006(03):7-9.
[3]? 馬復(fù). 設(shè)計合理的數(shù)學(xué)教學(xué)[M]. 北京:高等教育出版社,2003.