■曹 勇
《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標準》(2011 年版)指出,教學(xué)活動中應(yīng)當引導(dǎo)學(xué)生運用數(shù)學(xué)的思維方式進行思考,增強學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出問題的能力、分析和解決問題的能力。在初中階段,師生、生生之間的課堂問題研討是提高學(xué)生思維能力的主要方式。對于數(shù)學(xué)微專題,以問題研討的形式開展教學(xué),更有利于培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力。本文以“函數(shù)的圖像與性質(zhì)”微專題為例,基于問題研討,引領(lǐng)學(xué)生進行高階思維的探索,讓學(xué)生在“提問→探索→合作→交流→創(chuàng)新→歸納”的研討過程中,不斷提升思維能力與品質(zhì),從而達到培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力的目的。
問題研討就是針對一個問題進行研究或者討論。在課堂教學(xué)中,尤其是微專題教學(xué)中,我們常常會以一個問題為主線,圍繞這個問題展開討論,最終通過解決問題實現(xiàn)課堂教學(xué)目標。問題研討法遵循和體現(xiàn)的主要教學(xué)原則是學(xué)生主體性原則、啟發(fā)性原則、循序漸進性原則以及和諧性原則。問題研討的方式要有利于創(chuàng)設(shè)師生、生生之間的平等和諧的教學(xué)環(huán)境,有利于形成教學(xué)相長的境界。
高階思維是指發(fā)生在較高認知水平層次的心智活動或認知能力。發(fā)展學(xué)生的高階思維是數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的重要目標,也是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的重要任務(wù)與有力抓手。數(shù)學(xué)高階思維具有嚴謹性、深刻性、問題性、批判性、獨創(chuàng)性、靈活性等特點。
師:(1)在下面兩個平面直角坐標系中,分別畫出函數(shù)y=2x-2與的圖像(如圖1、圖2)。
師:(2)根據(jù)圖1、圖2,請分別提出與之有關(guān)的數(shù)學(xué)問題。
設(shè)計意圖:學(xué)生通過動手操作,畫一次函數(shù)、反比例函數(shù)的圖像,直觀形象地回憶函數(shù)的知識。讓學(xué)生自主提問,目的是提高學(xué)生提出問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維能力。
學(xué)生設(shè)計問題。教師結(jié)合函數(shù)的相關(guān)性質(zhì),歸納問題,理清知識。
教師對一次函數(shù)的問題從以下4 個方面進行歸納:(1)一次函數(shù)的圖像特征;(2)一次函數(shù)的性質(zhì),即增減性問題;(3)一次函數(shù)與圖形結(jié)合,產(chǎn)生的幾何問題;(4)一次函數(shù)與方程、不等式結(jié)合,產(chǎn)生的數(shù)形結(jié)合問題。
反比例函數(shù)的問題也可以從4 個方面來歸納:(1)反比例函數(shù)的圖像特征;(2)反比例函數(shù)的性質(zhì),即增減性與對稱性;(3)反比例函數(shù)的比例系數(shù)k 的幾何意義;(4)反比例函數(shù)與方程、不等式結(jié)合,產(chǎn)生的數(shù)形結(jié)合問題。
設(shè)計意圖:通過對單個圖像的提問,提高學(xué)生運用已學(xué)知識提出問題的能力。教師進一步對問題進行把握、歸納,使學(xué)生學(xué)會整理函數(shù)相關(guān)知識的方法,從而更好地理解函數(shù)知識。
師:先獨立思考,再分小組討論。組長將經(jīng)過甄選的優(yōu)質(zhì)問題記錄下來。
教師利用投影儀,展示每組學(xué)生所提的問題。
師:熟悉各小組的不同的問題,嘗試將這些問題進行歸類。
設(shè)計意圖:這里讓學(xué)生經(jīng)歷3 個過程(獨立思考、小組討論、問題歸類),一方面保證部分學(xué)習能力較弱的學(xué)生也能參與其中,提出一些基本的問題,并且參與研討過程;另一方面保證基礎(chǔ)較好的學(xué)生有深入研究的機會,思維的火花在交流中碰撞,讓學(xué)生形成批判性思維,從而更深刻地理解知識。
師:(2)如何來研究這類函數(shù)問題?
結(jié)合前面的m=2時的方法與結(jié)論,可以取m=1,m=-1 時,研究函數(shù)的圖像等有什么變化并根據(jù)圖像提出問題。
師:(3)一般情況下,研究這兩個函數(shù),你能提出哪些問題?
設(shè)計意圖:通過將特殊的函數(shù)表達式改變成一般的表達式,在變化后又利用特殊值來研究它的規(guī)律,明確變化中的不變性;另外,通過交點橫坐標的不變性,可以發(fā)現(xiàn)所分的自變量的區(qū)間是固定的,這樣就可以比較兩個函數(shù)的大小關(guān)系。學(xué)生從中明確了解決函數(shù)問題的一般方法,掌握了借助圖像來研究函數(shù)性質(zhì)的技巧,也就掌握了研究函數(shù)的規(guī)律,思維得到了明顯的升華。
(1)教師出示例題。
如圖4,在平面直角坐標系中,已知一次函數(shù)y1=mx-m(m≠0)與反比例函數(shù)相交于點A、B。
(Ⅰ)連結(jié)OA、OB,當△AOB 的面積為3 時,求m的值。
(Ⅱ)當y1≥y2時,求x的取值范圍。
(Ⅲ)平面內(nèi)是否存在一點C,使得以點O、A、B、C 為頂點的四邊形為菱形?若存在,求出點C的坐標和m的值;若不存在,說明理由。
設(shè)計意圖:通過之前的復(fù)習與探索,教師呈現(xiàn)完整的例題,既可以檢測學(xué)生本節(jié)課的學(xué)習效果,也可以讓學(xué)生明白從特殊到一般,再到特殊的研究問題的方法。
(2)學(xué)生獨立思考,解決問題并展示出不同的解題方法。學(xué)習小組之間相互質(zhì)疑,得到最優(yōu)的解法。
設(shè)計意圖:培養(yǎng)學(xué)生獨立思考問題的能力、勇于表達的習慣和提出不同見解的批判性思維能力。尋求最優(yōu)解法有助于提高學(xué)生的思維層次,達到事半功倍的效果。
師:你能說說研究函數(shù)圖像與性質(zhì)的一般方法是什么嗎?在小組的問題研討過程中,你對小組有什么樣的貢獻?
設(shè)計意圖:這里讓學(xué)生反思課堂學(xué)習行為與思維過程,提煉出研究函數(shù)圖像與性質(zhì)的一般方法,即從特殊到一般,從個性到共性。第二個問題主要讓學(xué)生反思在合作過程中是否形成平等和諧的小組環(huán)境,發(fā)展學(xué)生合作與溝通的能力。
微專題教學(xué)要求的知識點范圍較小。問題太過于發(fā)散會使學(xué)生無從下手,打擊學(xué)生的學(xué)習自信心。因此,微專題的課堂最好聚焦于一個問題,可以圍繞這個問題的產(chǎn)生過程、解決方法,逐步引申,拓展提高,促進學(xué)生高階思維能力逐級躍升。
“知之者不如好之者,好之者不如樂之者?!苯處熕岢龅难杏憜栴}如果能充分激發(fā)學(xué)生興趣,引發(fā)學(xué)生的深入思考,就會提高課堂效率。啟發(fā)學(xué)生積極參與研討活動,也能讓學(xué)生主動地吸收知識。尤其是具有創(chuàng)造性的問題,可以喚起學(xué)生的求知欲望,將學(xué)生帶入與問題有關(guān)的情境中,更有利于他們的高階思維的生長。
保護學(xué)生的好奇心,提倡一題多解,展開課堂問題研討,可以培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維。專題課中問題的分析、解決方法的多樣化、教師提供的多種解題思路和資源,可以鼓勵學(xué)生不斷深入探索,從而使不同能力水平的學(xué)生都能在自身認識范圍內(nèi)尋找到合適的解決辦法,得到各種層次水平的結(jié)論,真正提高高階思維能力。