摘 要:概念是高中數(shù)學(xué)教學(xué)的基本單位,學(xué)生對(duì)概念的理解直接關(guān)系到數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的結(jié)果. 數(shù)學(xué)概念的形成過程不是教師講、學(xué)生接受的過程,而是學(xué)生根據(jù)自己的認(rèn)知去主動(dòng)建構(gòu)的過程. 數(shù)學(xué)概念的構(gòu)建中,需要有豐富的事例,需要豐富的數(shù)學(xué)思維方法. 認(rèn)知方式的差異甚至是缺陷,會(huì)影響學(xué)生認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)概念.
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學(xué);數(shù)學(xué)概念;建構(gòu)過程
從學(xué)生角度看高中數(shù)學(xué)概念的學(xué)習(xí),會(huì)發(fā)現(xiàn)研究概念在學(xué)生頭腦中的形成過程非常重要.因?yàn)閭鹘y(tǒng)認(rèn)識(shí)中,教師講授什么樣的概念,學(xué)生就接受什么樣的概念,只要這個(gè)過程不出錯(cuò),學(xué)生就應(yīng)該能夠順利地掌握數(shù)學(xué)概念. 加上數(shù)學(xué)概念在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中起著最基本的作用,從難度上來說似乎并不大,因此學(xué)生就更應(yīng)當(dāng)順利地理解數(shù)學(xué)概念了. 事實(shí)顯然又不完全如此,因?yàn)椴簧賹W(xué)生數(shù)學(xué)成績(jī)較差的原因恰恰在于數(shù)學(xué)概念理解不透. 那么,為什么會(huì)出現(xiàn)事實(shí)與想象不一致的情形呢?這還得從學(xué)生在概念學(xué)習(xí)過程中的思維特點(diǎn)開始談起. 本文試以“數(shù)列”概念為例,談?wù)劰P者的觀點(diǎn).
[?] 數(shù)學(xué)概念是學(xué)生自主建構(gòu)的結(jié)果
從數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)的角度來看,概念屬于數(shù)學(xué)知識(shí)的基石,而從學(xué)生建構(gòu)知識(shí)的角度來看,概念卻是學(xué)生認(rèn)知作用的結(jié)果. 一個(gè)數(shù)學(xué)概念在學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)中要想有效形成,需要學(xué)生認(rèn)知的全面參與. 現(xiàn)以“數(shù)列”概念為例,來加以說明.
數(shù)列是高中數(shù)學(xué)的基本概念,在蘇教版高中數(shù)學(xué)教材中安排在必修5的第二章.教材是這樣引入的:
考察下面的問題:某劇場(chǎng)有30排座位,第一排有20個(gè)座位,從第二排起,后一排都比前一排多2個(gè)座位,那么各排的座位數(shù)依次為20,22,24,26,28,…;人們?cè)?740年發(fā)現(xiàn)了一顆彗星,并推算出這顆彗星每隔83年出現(xiàn)一次,那么從發(fā)現(xiàn)的那次算起,這顆彗星出現(xiàn)的年份依次為1740,1823,1906,1989,2072,….類似于此的事例一共有6個(gè),然后提出問題:這些問題有什么共同的特點(diǎn)?在總結(jié)出特點(diǎn)之后,給出數(shù)列的概念并進(jìn)行這樣的定義:像這樣按照一定次序排列的一列數(shù)稱為數(shù)列. 接著給出“項(xiàng)”的定義以及有窮數(shù)列和無窮數(shù)列的定義.
在這樣的安排中,“考察問題”與尋找這些問題的“共同的特點(diǎn)”成為學(xué)生學(xué)習(xí)的兩個(gè)主要環(huán)節(jié). 那么,學(xué)生在這兩個(gè)環(huán)節(jié)中思維活動(dòng)是什么樣的呢?分析可以發(fā)現(xiàn),“考察問題”需要學(xué)生對(duì)這6個(gè)問題進(jìn)行分析比較,只有當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)每個(gè)例子中所形成的數(shù)據(jù)存在著一定的規(guī)律時(shí),學(xué)生才會(huì)感覺到這些數(shù)存在一定的意義,而也正是這些規(guī)律,學(xué)生才有可能發(fā)現(xiàn)它們共同的特點(diǎn). 因此,通過學(xué)生原先已經(jīng)形成的分析綜合能力,并通過比較去發(fā)現(xiàn)規(guī)律,是建構(gòu)數(shù)列概念的基礎(chǔ).而事實(shí)上在這個(gè)過程中,學(xué)生的分析綜合能力是不一致的,比較能力也是有差異的,再加上給出數(shù)列定義之后學(xué)生的理解水平也是不一樣的,因此不同學(xué)生對(duì)數(shù)列概念的理解就是不同的.
理解了學(xué)生的這一思維過程,那數(shù)列概念教學(xué)就要注意更多的細(xì)節(jié).
[?] 基于學(xué)生思維過程進(jìn)行概念教學(xué)
在上述分析的基礎(chǔ)上,筆者對(duì)數(shù)列概念的教學(xué)提出如下需要注意的細(xì)節(jié):
第一,給出的事例要豐富.教材給出了6個(gè)例子,給出如此之多的例子,目的在于為學(xué)生構(gòu)建數(shù)列概念奠定量的基礎(chǔ),并通過量變?nèi)ヒ鹳|(zhì)變.事實(shí)上,學(xué)生對(duì)第一、二兩個(gè)例子的分析可以發(fā)現(xiàn),相鄰兩個(gè)數(shù)據(jù)之差是一個(gè)定值,因此盡管此時(shí)等差數(shù)列的概念還沒有出現(xiàn),但學(xué)生已經(jīng)具備了理解等差數(shù)列的基礎(chǔ);而第三、四兩個(gè)例子則為等比數(shù)列的模型,學(xué)生理解起來也沒有困難. 問題在于,此時(shí)教師需要幫學(xué)生建立分類的意識(shí),以讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到類似于此的“一列數(shù)”,可能存在著多種多樣的關(guān)系.總之,只有分析對(duì)象的數(shù)量足夠,學(xué)生才有可能積累足夠的感性認(rèn)識(shí).
第二,分析的過程要詳細(xì). 對(duì)于分析的過程,要強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)思維方法的運(yùn)用,上面提到的分析與綜合以及比較等,都是典型且基本的數(shù)學(xué)思維方法,第一、二兩個(gè)事例相似,第三、四兩個(gè)事例相似,都是分析、比較的結(jié)果,而第一、二與第三、四兩個(gè)事例的相異,同樣也是分析比較的結(jié)果. 判斷學(xué)生能不能成功地運(yùn)用比較及分析綜合的思路來解決問題,較好的方法是讓學(xué)生根據(jù)事例的特點(diǎn)去自己發(fā)現(xiàn)事例,如果能夠?qū)ふ业脚c這些事例相似的事例,就說明學(xué)生的方法運(yùn)用是成功的,也說明學(xué)生已經(jīng)理解了這些事例. 通過學(xué)生的舉例,既豐富了感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ),也把握住了學(xué)情.
第三,數(shù)學(xué)的表達(dá)要清晰. 對(duì)于學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果,教師不要急著用教材上數(shù)列的定義去概括,而應(yīng)當(dāng)先讓學(xué)生去總結(jié)自己的發(fā)現(xiàn). 如果不出意外,學(xué)生總會(huì)先直接描述事例的特點(diǎn),如事例1中相鄰兩數(shù)之差為2,然后會(huì)結(jié)合例2將描述上升為相鄰兩個(gè)數(shù)據(jù)之差為定值,這樣不斷遞進(jìn)的描述,實(shí)際上是不斷地從事例的個(gè)性上升為數(shù)列的共性. 事實(shí)上對(duì)于數(shù)列定義中“一定次序”的理解正是建立在學(xué)生描述的基礎(chǔ)之上,如果忽視了學(xué)生的這一思維過程,那“一定次序”在學(xué)生的思維中只可能是抽象的,而在建立概念的過程中這一基本理解都是抽象的,怎么可能指望學(xué)生建構(gòu)出具體的數(shù)列概念呢?
一般來說,有了上面三步基本的步驟,那學(xué)生在理解數(shù)學(xué)概念時(shí)就既有豐富的素材支撐,又有豐富的方法參與,還有自己的個(gè)性理解基礎(chǔ). 最后,數(shù)學(xué)概念的構(gòu)建就不會(huì)有太大的問題.
[?] 認(rèn)知差異使得概念建構(gòu)可能出錯(cuò)
但這并不能概括所有學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn),事實(shí)上有部分學(xué)生無論教師怎樣教,其都會(huì)在一些數(shù)學(xué)概念的理解上出現(xiàn)問題,這又是什么原因呢?分析可知,這是學(xué)生的認(rèn)知方式有缺陷造成的結(jié)果.
就拿數(shù)列概念來說,就有少數(shù)學(xué)生無法舉一反三,即使在教師指出了例一和例二的共同特點(diǎn)之后,他們?nèi)匀徊徽J(rèn)為這是什么規(guī)律. 這樣的認(rèn)知缺陷實(shí)際上是學(xué)生歸納和演繹能力太弱造成的,這類學(xué)生就是我們常常所說的“學(xué)得較死”的學(xué)生,他們的思維老是鎖定在某個(gè)事例上,由此及彼思維方式的缺乏,使得這類學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中問題多多;還有一種情形就是學(xué)生不善于內(nèi)化理解,不善于自我構(gòu)建事例. 上面提到,通過自己發(fā)現(xiàn)的規(guī)律去發(fā)現(xiàn)新的事例,實(shí)際上是促進(jìn)學(xué)生概念理解的重要途徑,可是有少數(shù)學(xué)生就是無法有效完成這一過程,這類學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中也常常捉襟見肘.
而要改變這一類學(xué)生,僅僅依靠數(shù)學(xué)教學(xué)努力是不夠的,聯(lián)合其他學(xué)科及生活中的一些具體事例,去培養(yǎng)他們的基本思維能力,是促進(jìn)他們概念理解的可能途徑.