劉立波
(吉林省長(zhǎng)春市第十七中學(xué),吉林 長(zhǎng)春 130021)
高中數(shù)學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)指出:教學(xué)中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)基本概念和基本思想的理解和掌握,對(duì)一些核心概念和基本思想要貫穿高中數(shù)學(xué)教學(xué)的始終,幫助學(xué)生逐步加深理解。由于數(shù)學(xué)高度抽象的特點(diǎn),注重體現(xiàn)基本概念的來(lái)龍去脈。在教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷從具體實(shí)例抽象出數(shù)學(xué)概念的過(guò)程,在初步運(yùn)用中逐步理解概念的本質(zhì)。
長(zhǎng)期以來(lái),由于受應(yīng)試教育的影響,不少教師重解題、輕概念,造成數(shù)學(xué)概念與解題脫節(jié)的現(xiàn)象,不能很好地理解和運(yùn)用概念,嚴(yán)重影響了學(xué)生的解題質(zhì)量。如何搞好新課標(biāo)下的高中數(shù)學(xué)概念教學(xué)?筆者結(jié)合參加新課程的學(xué)習(xí)和教學(xué)中的實(shí)踐,談一些粗淺的看法。
每一個(gè)概念的產(chǎn)生都有著豐富的知識(shí)背景,舍棄這些背景,直接拋給學(xué)生一連串的概念是傳統(tǒng)教學(xué)模式中司空見(jiàn)慣的做法,這種做法常常會(huì)使學(xué)生感到茫然。 由于概念教學(xué)在整個(gè)數(shù)學(xué)教學(xué)中起著舉足輕重的作用,我們應(yīng)重視在數(shù)學(xué)概念教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。引入是概念教學(xué)的第一步,也是形成概念的基礎(chǔ)。概念引入時(shí)教師要鼓勵(lì)學(xué)生猜想,即讓學(xué)生依據(jù)已有的知識(shí)和材料作出符合事實(shí)的推測(cè)性想象,讓學(xué)生經(jīng)歷數(shù)學(xué)家發(fā)現(xiàn)新概念的最初階段。牛頓曾說(shuō):“沒(méi)有大膽的猜想,就做不出偉大的發(fā)現(xiàn)?!辈孪胱鳛閿?shù)學(xué)想象表現(xiàn)形式的最高層次,屬于創(chuàng)造性想象,是推動(dòng)數(shù)學(xué)發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力,因此,在概念引入時(shí)培養(yǎng)學(xué)生敢于猜想的習(xí)慣,是發(fā)展數(shù)學(xué)思維,獲得數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)的基本素質(zhì),也是培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的重要因素。
比如在 立體幾何“異面直線的距離”概念 的教學(xué)中 ,傳統(tǒng)的教學(xué)方法是給出異面直線公垂線的概念,然后指出兩垂足間的線段長(zhǎng)就叫做兩條異面直線的距離。這樣做并不能讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到距離這個(gè)概念的本質(zhì)。教學(xué)中可以先讓學(xué)生回顧一下過(guò)去學(xué)過(guò)的有關(guān)距離的概念,如兩點(diǎn)之間的距離,點(diǎn)到直線的距離,兩條平行線之間的距離,引導(dǎo)學(xué)生思考這些距離有什么特點(diǎn)?;仡欀蟀l(fā)現(xiàn)共同的特點(diǎn)是最短與垂直。然后,啟發(fā)學(xué)生思索在兩條異面直線上是否也存在這樣的兩點(diǎn),它們之間的距離是否是最短的?如果存在,應(yīng)當(dāng)有什么特征?于是經(jīng)過(guò)共同探索、猜想,如果連結(jié)這兩點(diǎn)的線段和兩條異面直線都垂直,則其長(zhǎng)是否是最短的呢?最后通過(guò)實(shí)物模型演示確認(rèn)這樣的線段存在,且其長(zhǎng)是最短的。在此基礎(chǔ)上,自然地給出異面直線距離的概念。這樣做,不僅使學(xué)生得到了概括能力的訓(xùn)練,還嘗到了數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)的滋味,認(rèn)識(shí)到距離這個(gè)概念的本質(zhì)。
新概念的引入,是對(duì)已有概念的繼承、發(fā)展和完善。有些概念由于其內(nèi)涵豐富、外延廣泛等原因,很難一步到位,需要分成若干個(gè)層次,逐步加深提高。如三角函數(shù)的定義,經(jīng)歷了以下三個(gè)循序漸進(jìn)、不斷深化的過(guò)程:(1)用直角三角形邊長(zhǎng)的比刻畫的銳角三角函數(shù)的定義;(2)用點(diǎn)的坐標(biāo)表示的銳角三角函數(shù)的定義;(3)任意角的三角函數(shù)的定義。由此概念衍生出:(1)三角函數(shù)的值在各個(gè)象限的符號(hào);(2)三角函數(shù)線;(3)同角三角函數(shù)的基本關(guān)系式;(4)三角函數(shù)的圖象與性質(zhì);(5)三角函數(shù)的誘導(dǎo)公式等??梢?jiàn),三角函數(shù)的定義在三角函數(shù)教學(xué)中可謂重中之重,是整個(gè)三角部分的奠基石,它貫穿于與三角有關(guān)的各部分內(nèi)容并起著關(guān)鍵的作用。
數(shù)學(xué)中有許多概念都有著密切的聯(lián)系,如平行線段與平行向量,平面角與空間角,方程與不等式,映射與函數(shù)等等,在教學(xué)中應(yīng)善于尋找,分析其聯(lián)系與區(qū)別,有利于學(xué)生掌握概念的本質(zhì)。再如,函數(shù)概念有兩種定義,一種是初中給出的定義,是從運(yùn)動(dòng)變化的觀點(diǎn)出發(fā),其中的對(duì)應(yīng)關(guān)系是將自變量的每一個(gè)取值,與唯一確定的函數(shù)值對(duì)應(yīng)起來(lái);另一種是高中給出的定義,是從集合、映射的觀點(diǎn)出發(fā),其中的對(duì)應(yīng)關(guān)系是將原象集合中的每一個(gè)元素與象的集合中唯一確定的元素對(duì)應(yīng)起來(lái)。從歷史上看,初中給出的定義來(lái)源于物理公式,而函數(shù)是描述變量之間依賴關(guān)系的重要數(shù)學(xué)模型,函數(shù)可用圖象、表格、解析式等表示,所以高中用集合與映射的語(yǔ)言來(lái)刻畫函數(shù),抓住了函數(shù)的本質(zhì)屬性,更具有一般性。認(rèn)真分析兩種函數(shù)定義,其定義域與值域的含義完全相同,對(duì)應(yīng)關(guān)系本質(zhì)也一樣,只不過(guò)敘述的出發(fā)點(diǎn)不同,所以兩種函數(shù)的定義,本質(zhì)是一致的。
數(shù)學(xué)概念形成之后,通過(guò)具體例子,說(shuō)明概念的內(nèi)涵,認(rèn)識(shí)概念的“原型”,引導(dǎo)學(xué)生利用概念解決數(shù)學(xué)問(wèn)題和發(fā)現(xiàn)概念在解決問(wèn)題中的作用,是數(shù)學(xué)概念教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié),此環(huán)節(jié)操作的成功與否,將直接影響學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)概念的鞏固以及解題能力的形成。例如,當(dāng)我們學(xué)習(xí)完“向量的坐標(biāo)”這一概念之后,進(jìn)行向量的坐標(biāo)運(yùn)算,提出問(wèn)題:已知平行四邊形的三個(gè)頂點(diǎn) A 、 B 、 C 的坐標(biāo) ,試求頂點(diǎn) D 的坐標(biāo)。學(xué)生展開(kāi)充分的討論,不少學(xué)生運(yùn)用平面解析幾何中學(xué)過(guò)的知識(shí)(如兩點(diǎn)間的距離公式、斜率、直線方程、中點(diǎn)坐標(biāo)公式等),結(jié)合平行四邊形的性質(zhì),提出了各種不同的解法,有的學(xué)生應(yīng)用共線向量的概念給出了解法,還有一些學(xué)生運(yùn)用學(xué)過(guò)的向量坐標(biāo)的概念,把點(diǎn)的坐標(biāo)和向量的坐標(biāo)聯(lián)系起來(lái),巧妙地解答了這一問(wèn)題。學(xué)生通過(guò)對(duì)問(wèn)題的思考,盡快地投入到新概念的探索中去,從而激發(fā)了學(xué)生的好奇心以及探索和創(chuàng)造的欲望,使學(xué)生在參與的過(guò)程中產(chǎn)生內(nèi)心的體驗(yàn)和創(chuàng)造。除此之外,教師通過(guò)反例、錯(cuò)解等進(jìn)行辨析,也有利于學(xué)生鞏固概念。
總之,在概念教學(xué)中,要根據(jù)新課標(biāo)對(duì)概念教學(xué)的具體要求,創(chuàng)造性地使用教材。對(duì)教材中干擾概念教學(xué)的例子要更換,對(duì)脫離學(xué)生實(shí)際的概念運(yùn)用問(wèn)題要大膽刪去,優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì),真正使學(xué)生在參與的過(guò)程中產(chǎn)生內(nèi)心的體驗(yàn)和創(chuàng)造,達(dá)到認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)思想和本質(zhì)的目的, 培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,以及培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維和空間想象的能力。這樣使我們?cè)诮虒W(xué)時(shí)會(huì)目的明確,方法對(duì)頭,既不會(huì)造成為概念而教學(xué),也不會(huì)在數(shù)學(xué)教學(xué)時(shí)顧此失彼。