何惠萍
摘 要:高中數(shù)學教育教學中,由于數(shù)學知識本身具有較強的邏輯性和一定的難度,學生的數(shù)學知識基礎(chǔ)、學習效果、解題能力的差異,導致學生在解答數(shù)學問題的過程中出現(xiàn)一些錯誤,不利于提升學習能力,不利于形成數(shù)學核心素養(yǎng),以此需要進行反思。本文主要探究高中數(shù)學解題過程中培養(yǎng)學生反思能力的類型和舉措,關(guān)于高中數(shù)學解題過程中的反思類型,可以分為對數(shù)學基礎(chǔ)概念的反思、對數(shù)學思想方法的反思、對數(shù)學題目類型的反思;關(guān)于高中數(shù)學解題過程中培養(yǎng)學生反思能力的舉措分為引導學生進行查缺補漏、提高學生綜合解題能力、有效改進數(shù)學解題方法、更加重視知識遷移運用、整合知識提出創(chuàng)新問題、探究知識規(guī)律進行總結(jié)。教師通過落實這些舉措,能夠更好提高學生的數(shù)學反思能力。
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學;解題過程;反思能力;思想方法;解題策略
高中數(shù)學教育教學中,根據(jù)教學研究和研究資料發(fā)現(xiàn),由于學生知識基礎(chǔ)與認知能力的局限,在做題時常常出現(xiàn)各類錯誤,但是對錯誤內(nèi)容卻不求甚解、不進行反思,繼續(xù)大量做題,導致無法提高解題能力和學習水平,不能主動找出錯誤所在,不能概括數(shù)學思想方法,不能構(gòu)建數(shù)學知識體系。因此,教師應(yīng)該注重培養(yǎng)學生的反思能力,引導學生反思解題過程,思考命題意圖、考察知識點、需要具備的知識和能力、驗證結(jié)論是否合理、是否可以繼續(xù)完善,通過反思這些內(nèi)容可以更好地提高解題效果,能夠提高學生的數(shù)學學習水平。
一、高中數(shù)學解題過程中培養(yǎng)學生反思能力的類型
(一)是對數(shù)學基礎(chǔ)概念的反思。高中學生在學習數(shù)學的過程中,除了理解與掌握函數(shù)、平面向量、立體幾何等知識內(nèi)容,還需要學會數(shù)學思想方法,學會用數(shù)學的眼光看問題。學生在解答數(shù)學問題時,常見的錯誤是基礎(chǔ)概念的錯誤,因此反思的第一類型是對數(shù)學基礎(chǔ)概念的反思,主要是反思數(shù)學基礎(chǔ)概念的邏輯、歷史、關(guān)系等。關(guān)于反思數(shù)列基礎(chǔ)概念的邏輯,關(guān)于數(shù)列的知識分為含義、表示方法、通項公式、分類、特殊數(shù)列,數(shù)列也是一種函數(shù),具有函數(shù)的部分性質(zhì)[1]。關(guān)于反思數(shù)列基礎(chǔ)概念的關(guān)系,其中的概念具有緊密聯(lián)系,與其他數(shù)學知識也具有一些聯(lián)系,比如數(shù)列是定義在自然數(shù)集合上的函數(shù)。
(二)是對數(shù)學思想方法的反思。在解答高中數(shù)學題目時,不僅需要運用基礎(chǔ)概念,而且往往還需要掌握一定的數(shù)學思想,運用一些特定的解題方法,這樣才能更好地解題,如果沒有掌握相關(guān)數(shù)學思想方法,或者在解題時套用錯誤,就會導致出錯。反思數(shù)學思想方法,主要是以函數(shù)這條主線進行反思,根據(jù)高中數(shù)學的代數(shù)和幾何內(nèi)容,反思概念運算是否準確、邏輯推理是否嚴謹、空間想象是否豐富、分析問題是否靈活等。關(guān)于解題方法的反思,主要是反思是否正確運用換元法、配方法、分析法、待定系數(shù)法、歸納法,以及是否進行數(shù)形結(jié)合和化歸等。
(三)是對數(shù)學題目類型的反思。高中數(shù)學題目類型主要分為選擇題、填空題、解答題,學生在解答這些題目時都可能出錯,因此教師也應(yīng)該指導學生根據(jù)數(shù)學題目類型進行反思。選擇題多是基礎(chǔ)題,很多是對基礎(chǔ)知識的變式或者變形,如果學生的數(shù)學基礎(chǔ)知識掌握不牢,就會出現(xiàn)各類錯誤,在做選擇題時應(yīng)該注意解題方法的簡便性,比如可以運用數(shù)形結(jié)合思想和代入法快速解題。填空題也多是對基礎(chǔ)知識考察,總體難度不大,但是錯誤率普遍比選擇提高,學生也不太喜歡做填空題,主要出錯原因是基礎(chǔ)知識掌握不牢、缺乏訓練。解答題的題目有難有易,往往考察綜合知識,題目類型復雜多樣,教師需要指導學生從多個方面反思。
二、高中數(shù)學解題過程中培養(yǎng)學生反思能力的舉措
(一)引導學生進行查缺補漏
在高中數(shù)學解題過程中,教師指導學生進行反思,培養(yǎng)學生反思能力,首先應(yīng)該引導學生根據(jù)相關(guān)錯題進行查缺補漏,看看是否存在審題不明確、忽視隱含條件、概念混淆、套用知識或方法錯誤、考慮不周、計算出錯等問題[2]。同時,教師還應(yīng)該指導學生在解題后注意回歸整個解題過程,驗證結(jié)論是否正確與合理,比如在解答數(shù)學問題時,一些錯誤可以歸結(jié)為:解題結(jié)論比較荒謬,特殊性代替一般性,臆造一些數(shù)學定理和公式,導致判斷和相關(guān)步驟無根據(jù)等。
例如,對于集合與邏輯的內(nèi)容,我一般會總結(jié)出以下順口溜指導學生查缺補漏知識點:集合邏輯互表里,子交并補歸全集;對錯難知開語句,是非分明即命題;縱橫交錯原否逆,充分必要四關(guān)系;真非假時假非真,或真且假運算奇。有這樣一個關(guān)于集合的基礎(chǔ)題目,很多學生往往忽視了互異性,導致解題出錯,題目是:A={1,4,a},B={1,a2},BA,那么請求出a。對于這個題目,很多學生的答案是這樣的:a2=4或者a2=a,得出a=±2,或者a=0,或者a=1。對于這個答案,主要是對集合的基礎(chǔ)概念掌握不牢,忽視了互異性,所以正確答案是應(yīng)該去掉a=1。在指導學生查缺補漏時,主要是讓學生根據(jù)作業(yè)中和考試中的錯題,思考錯誤類型,得出需要補充的基礎(chǔ)知識,并將這些錯題整理到錯題本上,寫上分析過程。
(二)提高學生綜合解題能力
高中數(shù)學知識之間具有很強聯(lián)系性,縱橫交錯,導致在解題時可以靈活多變地運用多種解題方法,進而實現(xiàn)一題多解和多題一解[3]。因此,對于培養(yǎng)學生的數(shù)學反思能力,教師還應(yīng)該注重提高學生的綜合解題能力,以此能夠更好地開拓學生是思路,建立數(shù)學知識體系,掌握數(shù)學解題規(guī)律,權(quán)衡一個問題最優(yōu)解,有效進行更高層次的學習、創(chuàng)造性學習等,在這個過程中可以更為有效地實現(xiàn)反思。
例如,對于一題多解,在看到一道數(shù)學題目時,學生往往會使用最拿手的解法,但是會出現(xiàn)各類問題,比如由于對解題方法掌握不熟悉出現(xiàn)錯誤、耗費大量時間等,因此在知道答案或者考試結(jié)束后,應(yīng)該反思這些問題。通過探究這道問題的其他解法,可以復習不同章節(jié)的數(shù)學知識,學習不同的解題方法與相關(guān)技巧,試著寫出所有的解法,并比較哪一種解法更加簡便、更加合理,以此掌握解題規(guī)律,提高綜合解題能力,以便下一次遇到同類型的題目時直接運用最優(yōu)解法。比如關(guān)于不等式有這樣一道題目:已知a2+b2=1,x2+y2+1,求證ax+by≤1。對于這道題目,解題方法多種多樣,經(jīng)過反思和總結(jié)得出有:一是運用比較法,只要證出1-(ax+by)≥0即可,通過觀察兩式相加等于2可以同時利用兩已知條件;二是運用分析法,根據(jù)所需證明的不等式,結(jié)合已知條件和相關(guān)定理、不等式的性質(zhì)等知識,證明1-(ax+by)≥0,進而證明出原結(jié)論正確,因為分析法是探究命題成立充分條件,所以需要做到步步可逆;三是運用綜合法,好主意是運用不等式性質(zhì)、定理(平均值不等式)、公式等,進行運算和推理,進而證明不等式能夠成立。教師可以講解以上方式,讓學生試著解答,并提出運用三角換元法、數(shù)形結(jié)合法等進行證明,并讓學生分析和試著解答,然后選擇適合自己的解題方法加強訓練。
(三)有效改進數(shù)學解題方法
學生在解答高中數(shù)學題目之后,如果計算正確也需要進行反思,主要是反思是否還有更簡便、更優(yōu)化的解題方法,是否浪費了一些信息,是否多走了一些思維上的回路,是否進行過多的計算等。教師應(yīng)該指導學生摒棄思維定式,不要照搬以往的思維方式和解題方法,在反思時主要推陳出新,通過質(zhì)疑解題過程和不斷改進與優(yōu)化,從而讓解題的過程更加簡便、科學、合理等[4]。
例如,有關(guān)等差數(shù)列有這樣一道題目:如果(z-x)2-4(x-y)(y-z)=0,求證x、y、z成等差數(shù)列。對于這個題目,通過分析可知證明x、y、z成等差數(shù)列,需要讓x-y=y-z,所以得出的解題方案是展開已知條件尋找轉(zhuǎn)換,算出x+z-2y=0,所以有效證明,但是這個方案的計算過程比較多,容易出錯,不夠簡便。通過反思可以得出,根據(jù)已知條件得出x-y,y-z,z-x有著輪換對稱特點,可以通過換元減少原式字母,從而讓計算過程更加直觀和簡便,主要是:設(shè)x-y=a,y-z=b,x-z=a+b,并根據(jù)已知條件轉(zhuǎn)換原式的字母,得出x-y=y-z,進而證明x、y、z成等差數(shù)列。再比如,求證正四面體與正八面體相鄰兩側(cè)的所成二面角互補,一般的解題方案是分別求得兩個多面體二面角的值,然后進行求和,通過反思可以從結(jié)構(gòu)入手,優(yōu)化解題方案。
(四)更加重視知識遷移運用
在高中數(shù)學解題過程中,需要反思這些問題所包含的知識結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)性等,思考能夠探究知識的縱向與橫向內(nèi)容,能否對相關(guān)數(shù)學規(guī)律和思想方法進行遷移運用,能否將一個問題所蘊含的點拓展到知識面等。比如,在反思三角函數(shù)的相關(guān)問題時,教師可以啟發(fā)學生根據(jù)以往所學知識,思考:sin(a+b)=sina+sinb是否成立,以此引導學生積極主動進行探究,根據(jù)新舊知識進行思考與探索,讓學生試著探究它們成立所需的條件,從而幫助學生靈活運用三角函數(shù)的知識。
(五)整合知識提出創(chuàng)新問題
對于高中數(shù)學問題而言,很多問題不是孤立的,它們之間往往具有一定的聯(lián)系,在反思解題過程中,還需要反思問題之前的相互聯(lián)系性。教師應(yīng)該整合相關(guān)數(shù)學知識提出一些創(chuàng)新性的問題,比如:這個條件下為什么會提出這樣的問題?這個問題和哪個問題具有聯(lián)系?關(guān)于這個條件還能夠提出哪些問題?通過提出創(chuàng)新問題,引發(fā)學生進行深入反思,體會數(shù)學學習過程中的樂趣,更好地發(fā)展學生的數(shù)學思維能力,培養(yǎng)高中學生是數(shù)學學科核心素養(yǎng)。
(六)探究知識規(guī)律進行總結(jié)
高中數(shù)學解題過程中的反思,教師還應(yīng)該在學生在反思過程中探究知識規(guī)律,并根據(jù)規(guī)律進行總結(jié),得出一些數(shù)學思想方法,以及識記數(shù)學知識的良好方法。比如對于三角函數(shù)的問題,通過反思多個問題,可以總結(jié)出一些知識規(guī)律,將其總結(jié)成口訣:三角定義比值生,弧度互化實數(shù)融;同角三類善誘導,和差倍半巧變通;解前若能三平衡,解后便有一脈承;角值計算大化小,弦切相逢異化同[5]。
結(jié)束語
綜上所述,本文主要根據(jù)高中數(shù)學基本知識內(nèi)容與教學目標,結(jié)合新時期的教育教學理念,以及培養(yǎng)學生的要求,探究高中數(shù)學解題過程中培養(yǎng)學生反思能力的類型、高中數(shù)學解題過程中培養(yǎng)學生反思能力的舉措,反思的類型一般是反思數(shù)學基礎(chǔ)知識、反思數(shù)學思想方法、反思數(shù)學題目類型,通過提出創(chuàng)新問題和總結(jié)知識規(guī)律,引導學生進行查缺補漏、提高學生綜合解題能力、有效改進數(shù)學解題方法等,促進學生更好實現(xiàn)知識的遷移運用,有效提高學生的反思能力。
參考文獻
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