張育麗
摘要:讓學(xué)生更好地思考數(shù)學(xué)問題,是數(shù)學(xué)教學(xué)中的一門藝術(shù),其方法與形式是多種多樣的,學(xué)生思考問題的質(zhì)量如何,反映了其數(shù)學(xué)素質(zhì)的一個(gè)重要方面。在教學(xué)中,應(yīng)教會(huì)學(xué)生對(duì)問題進(jìn)行全面分析與思考,使學(xué)生獲得系統(tǒng)的數(shù)學(xué)知識(shí),掌握解決實(shí)際問題的技能,培養(yǎng)學(xué)生的思維能力??梢詮乃膫€(gè)方面入手:依托例題尋找最佳途徑,快捷解決問題;變單一思維為多向發(fā)展,提高分析能力;借助題目變式教學(xué),拓寬邏輯思維空間;抓住習(xí)題本質(zhì)強(qiáng)化探究,走出思維盲區(qū)。
關(guān)鍵詞:習(xí)題;關(guān)鍵點(diǎn);數(shù)學(xué)思維;思考力
在教學(xué)中我發(fā)現(xiàn),有些學(xué)生只會(huì)跟著教師的節(jié)奏走,只懂得教師講過的類型題,不懂得如何靈活運(yùn)用這些類型題里所涵蓋的知識(shí)解決新問題。為什么會(huì)出現(xiàn)這樣現(xiàn)象?其原因是多方面的,而不會(huì)對(duì)問題進(jìn)行全面分析與思考是其中的重要原因之一。要解決這個(gè)問題,教師需要注意以下三點(diǎn):一是使學(xué)生獲得系統(tǒng)的數(shù)學(xué)知識(shí),二是掌握解決實(shí)際問題的技能,三是注意培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。要教會(huì)學(xué)生思考問題的方法,使學(xué)生形成數(shù)學(xué)意識(shí)。
《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》提出的十大核心概念基本上是融合在數(shù)學(xué)思考內(nèi)容里的,這充分體現(xiàn)了培養(yǎng)學(xué)生思考問題方法的重要性。讓學(xué)生更好地思考數(shù)學(xué)問題,這是數(shù)學(xué)教學(xué)中的一門藝術(shù),其方法與形式是多種多樣的,學(xué)生思考問題的質(zhì)量如何,反映了其數(shù)學(xué)素質(zhì)的一個(gè)重要方面。在教學(xué)過程中,教師既要鼓勵(lì)學(xué)生勤于思考,還要引導(dǎo)他們善于思考,教給他們一些思考問題的方法。數(shù)學(xué)思考的培養(yǎng)應(yīng)該融合于知識(shí)與技能、解決問題之中,侵潤于數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的每一個(gè)環(huán)節(jié)中。
一、依托例題尋找最佳途徑,快捷解決問題
在講解例題時(shí),應(yīng)著重分析為什么這樣做,而不是只滿足讓學(xué)生知道怎么做。特別是講解幾何證明題時(shí),教師要講清證明思路,讓學(xué)生知道為什么這樣做,這種方法是如何想出來的,為什么會(huì)這樣想,為什么不是從其他方面想,若從其他方面想,又可能會(huì)產(chǎn)生什么樣結(jié)果。思考問題的方法是數(shù)學(xué)的核心和靈魂,只有掌握了正確的數(shù)學(xué)方法,才能在看似錯(cuò)綜復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題前從容不迫,得心應(yīng)手,并且進(jìn)行深入地探索與研究。正如著名數(shù)學(xué)家笛卡爾說的那樣:“沒有正確的方法,即使有眼睛的博學(xué)者也會(huì)像沒有眼睛一樣盲目摸索?!庇纱丝梢?,把思考問題的方法教給學(xué)生,進(jìn)而選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)方法進(jìn)行解題是至關(guān)重要的。
如圖1,AE是ΔABC的外接圓O的直徑,AD⊥BC于D。求證:ΔADC?ΔABE。
在講解此題時(shí),可引導(dǎo)學(xué)生從求證的問題出發(fā),結(jié)合相似三角形的判定定理,至少有三種方式去解決ΔADC~ΔABE:兩角對(duì)應(yīng)相等;兩邊對(duì)應(yīng)成比例且夾角相等;三邊對(duì)應(yīng)成比例等??梢詮纳鲜鋈N方法選擇合適的一種求證即可。
接著,可以引導(dǎo)學(xué)生觀察所給的幾何圖形和已知條件,要證明上面三種情況之一成立,證明哪一種情況成立較為簡便。這個(gè)題目分析到這里,大部分學(xué)生很快就能判斷出證明第一種情況成立較為方便簡單。因?yàn)轭}目所給圖形和已知條件中,不難發(fā)現(xiàn):∠E=∠C,∠ADC=∠ABE=90° 。在充分分析下,學(xué)生選擇最佳方案,教師再進(jìn)行總結(jié)提升,寫出規(guī)范的證明過程,完善整個(gè)思維過程。
本題的思考方法是演繹推理分析法,教師在教學(xué)時(shí)若能充分注意分析與綜合,就可以啟發(fā)學(xué)生去積極思考,培養(yǎng)他們分析問題和解決問題的能力。如果學(xué)生在學(xué)習(xí)中能運(yùn)用分析法和綜合法,很容易就能找到解題的途徑,避免盲目摸索。因此,教師必須把分析法和綜合法作為演繹推理中的有機(jī)部分,隨時(shí)滲透到教學(xué)中。分析法和綜合法雖然是兩種相反的思維方法,但是在解題時(shí)經(jīng)常把兩者有機(jī)融合,避免造成思路單一的情況,這種方法就是綜合分析法。本例題就體現(xiàn)了轉(zhuǎn)化(化歸)的分析綜合法:由弧相等轉(zhuǎn)化成圓周角相等。 在整個(gè)初中數(shù)學(xué)教學(xué)中,轉(zhuǎn)化(化歸)方法一直貫穿其中。它是把一個(gè)未知(待解決)的問題化為已解決的或易于解決的問題來解決,如化繁為簡、化難為易,化未知為已知,化高次為低次等,是解決問題的一種最基本的方法,也是數(shù)學(xué)基本思想方法之一。
二、變單一思維為多向發(fā)展,提高分析能力
學(xué)生的認(rèn)知水平是逐漸上升的,在數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)課的教學(xué)中,除了讓學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)要進(jìn)行查漏補(bǔ)缺外,還需要“讓學(xué)生再一次發(fā)展”。在教學(xué)中,要讓學(xué)生把所學(xué)的知識(shí)結(jié)構(gòu)化,在學(xué)科系統(tǒng)內(nèi)有機(jī)融合、整體構(gòu)建、創(chuàng)新方式、有效推進(jìn),這需要教師智慧地整合教學(xué)資源,把已學(xué)知識(shí)串成“線”,織成“網(wǎng)”。如果說新授課是數(shù)學(xué)教學(xué)的“畫龍”之作,那么復(fù)習(xí)課則是“點(diǎn)睛”之處。以復(fù)習(xí)課“實(shí)數(shù)運(yùn)算”為例,可以將整個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)得圖文并茂、形象直觀,創(chuàng)設(shè)各種問題情境,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,進(jìn)而更好地發(fā)展和提升數(shù)學(xué)思考力。
如圖2,一張長方形紙片,長為2,寬為1。
問題1:長方形紙片的周長是多少?
問題2:長方形紙片的面積是多少?
問題3:將長方形紙片按圖2,折出一個(gè)邊長為 1 的正方形,則正方形的面積是多少?
問題4:如果將上述邊長為1的兩個(gè)同樣的正方形拼成一個(gè)的新正方形。此新正方形的邊長是多少?
通過問題組的設(shè)計(jì),可以將運(yùn)算的視角引入到乘方運(yùn)算,讓學(xué)生感受乘方與開平方是互為逆運(yùn)算。這樣,既降低了對(duì)開方運(yùn)算的認(rèn)識(shí)難度,又讓學(xué)生感受了數(shù)學(xué)中的某些規(guī)則具有一致性、相容性、和諧性。同樣的,還可以得到開立方運(yùn)算,立方根的概念。在問題4中,如果學(xué)生不會(huì)求新正方形的邊長,可啟發(fā)他們從兩個(gè)方向入手,一是通過追問:拼成的新正方形的面積可求嗎?進(jìn)而讓學(xué)生通過新正方形的面積求出邊長。二是直接利用勾股定理,得:邊長=[12+12=2]。讓無理數(shù)登場(chǎng),以便學(xué)生更深層次地理解無理數(shù)、研究無理數(shù)。
通過以上的回憶與思考,還可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步探究。
如圖3,如果我們沿所得邊長為1的正方形的對(duì)角線剪出一個(gè)等腰直角三角形,記為ΔABC。沿CE折疊ΔABC紙片,使A點(diǎn)落在BC邊上的D點(diǎn)處。
問題5:求BD的長度。
問題6:如圖4,繼續(xù)折疊,使點(diǎn)B與點(diǎn)D重合,折痕為FQ,請(qǐng)你求出此時(shí)線段DQ 的長度,并比較此時(shí)的DQ的值與[12]的大小關(guān)系。
問題7:對(duì)于an=b,若給出a、n,求b,是乘方運(yùn)算;若給出b、n,求a,則是開方運(yùn)算;若給出a、b,求 n,這又是一種什么新的運(yùn)算呢?
此活動(dòng)中,如果學(xué)生不會(huì)對(duì)[12]([2]-1)進(jìn)行估算,可啟發(fā)他們對(duì)[12]([2]-1)進(jìn)行估算,關(guān)鍵是要對(duì)哪一個(gè)數(shù)進(jìn)行估算,合理選擇比較大小的方法,對(duì)學(xué)生進(jìn)行“算理”的再教育。
在這個(gè)設(shè)計(jì)中,由“形”出發(fā),從互為逆運(yùn)算的角度,重溫?cái)?shù)系的發(fā)展進(jìn)程,讓學(xué)生感受了數(shù)學(xué)六種運(yùn)算的發(fā)展過程。重走發(fā)現(xiàn)之路,基于算理,回歸估算,讓學(xué)生感受到要研究這種運(yùn)算的必要性和可能性,體驗(yàn)思維推理活動(dòng)。問題7則讓不同的學(xué)生在數(shù)學(xué)上都能得到良好的發(fā)展,延續(xù)了本節(jié)課研究運(yùn)算的一般方法與規(guī)律,讓他們有研究運(yùn)算的意識(shí)呈現(xiàn),有怎樣定義運(yùn)算的方法傾向,有研究問題的經(jīng)驗(yàn)積累,而這也是初高中知識(shí)銜接的重要方式之一,是教學(xué)的價(jià)值所在。
三、借助題目變式教學(xué),拓寬邏輯思維空間
學(xué)生具有合理的邏輯習(xí)慣和較強(qiáng)的思維能力,不但有助于透徹地理解和系統(tǒng)地掌握數(shù)學(xué)知識(shí),而且有助于提高運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。數(shù)學(xué)教學(xué)不應(yīng)該以知識(shí)的密度來代替對(duì)學(xué)生思維能力、思想方法的考查,而是應(yīng)將合理推理和演繹推理巧妙地融合其中,從根本上提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。對(duì)于內(nèi)涵豐富的題型,若能深入挖掘,加以變化,往往能舉一反三,達(dá)到以例代類的效果。即能通過做一道題達(dá)到會(huì)一類,甚至知一片的目的。
如圖5,點(diǎn)E是△ABC的邊AC延長線上的一點(diǎn),點(diǎn)D為邊AB上一點(diǎn),BD=CE,連結(jié)DE,交BC于F,DF=EF,求證:AC=AB。
解法一:在線段BF上截取GF=FC,連結(jié)DG;
解法二:過點(diǎn)D,作DG[?]CE交BC于點(diǎn)G;
解法三:延長FC至P,使得FG=BF,連結(jié)EG;
解法四:過點(diǎn)E作EG[?]BD交BC的延長線于點(diǎn)P。
同一個(gè)題目,從不同的角度去分析研究,可以得到不同的啟發(fā),要引導(dǎo)學(xué)生延伸思維的觸角,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,從而提高思維的廣闊性、靈活性和深刻性,使其更具有思考力。還可以把題目再進(jìn)行變式訓(xùn)練。
【變式訓(xùn)練1】如圖5,ΔABC中,AB=AC,延長AC到E,使得CE=BD,DE交BC于F。求證:DF=EF。
啟發(fā)學(xué)生多種方法去思考:利用全等三角形,利用中位線,利用平行四邊形性質(zhì),進(jìn)而類比相似三角形的知識(shí)。
【變式訓(xùn)練2】如圖6,BD=CE,求證:AC·EF=AB·DF。
有了以上兩題的圖形模型,結(jié)合相似三角形的有關(guān)知識(shí),欲證等積式,只須證比例式[ACAB=DFEF]即可。從圖6中可知,AC與AB不在同一直線上,而DE與EF在同一直線上,聯(lián)想到有關(guān)證明比例式的內(nèi)容不外乎平行或相似得到比例式, DE與EF在同一直線上啟發(fā)我們可過E點(diǎn)作AB的平行線。這樣,就符合要求了。
“變一變,天塹變通途,換一換,陌生成熟悉。”教學(xué)中通過對(duì)例題、習(xí)題做多角度、多方面的發(fā)展,尋求問題的增長點(diǎn),有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生通過一題多解、一題多變等訓(xùn)練,不斷摸索結(jié)解題的捷徑,能夠使學(xué)生思維的廣闊性得到發(fā)展,思維能力得到提升。
四、抓住習(xí)題本質(zhì)強(qiáng)化探究,走出數(shù)學(xué)思維盲區(qū)
學(xué)生錯(cuò)題的原因是多樣的,包括:隱含條件分不清,漏條件,分類不當(dāng)或不分類造成邏輯上的混亂,由于思路不清晰造成計(jì)算、推理上的漏洞,主觀臆斷、消極定勢(shì)而“誤入歧途”等。這些都體現(xiàn)了學(xué)生思維的單一化、表面化、無序化盲區(qū)。要走出這些思維的盲區(qū),應(yīng)對(duì)他們的學(xué)習(xí)活動(dòng)進(jìn)行觀察,選擇“典型”例題進(jìn)行剖析,精心引導(dǎo),強(qiáng)化訓(xùn)練,并要運(yùn)用變通性的動(dòng)態(tài)思考。
如有這樣一個(gè)題目:
已知關(guān)于x、y的二元一次方程組[4x-my=162x+ny=12]的解為[x=6y=1],則關(guān)于于x、y的二元一次方程組[4(2x+y)-m(2x-y)=162(2x+y)+n(2x-y)=12]的解是。
在本題的解答中,很多學(xué)生往往是沒有對(duì)兩個(gè)方程組的構(gòu)造進(jìn)行比較研究,而是按部就班地將x、y的值代入第一個(gè)方程組,求出m、n,再把它們代入第二個(gè)方程組。這個(gè)方法也是正確的,但是整個(gè)計(jì)算過程比較繁冗,還容易產(chǎn)生計(jì)算錯(cuò)誤。作為填空題題型,這樣的題目對(duì)于學(xué)生來說失分率頗高。我們知道,對(duì)于同一類方程(組),方程的解取決于它所含的系數(shù),而與它采用的字母無關(guān)。此題中兩個(gè)方程組雖然表面不一,但只要把第二個(gè)方程組的(2x+y)、(2x-y)分別看成兩個(gè)整體換元,那么它與第一個(gè)方程組的系數(shù)就相同,因而它的解也應(yīng)該相同,即有[2x+y=62x-y=1]。這樣就抓住了習(xí)題的本質(zhì),運(yùn)用了解方程的思想進(jìn)行了處理。在平時(shí)教學(xué)中,應(yīng)使知識(shí)的發(fā)生過程與結(jié)論渾然一體,以強(qiáng)化探究的教學(xué)方式去克服學(xué)生數(shù)學(xué)思維的盲區(qū),使學(xué)生的思考力得到更進(jìn)一步的發(fā)展。
美國數(shù)學(xué)家波利亞認(rèn)為,中學(xué)數(shù)學(xué)教育的根本目的是“教會(huì)學(xué)生思考”。我們應(yīng)當(dāng)明確,數(shù)學(xué)教育的目的不是培養(yǎng)知識(shí)的記憶者,而是培養(yǎng)積極的思考者。教師的角色起著關(guān)鍵性的作用,特別是要準(zhǔn)確把握習(xí)題的關(guān)鍵點(diǎn),精心設(shè)計(jì)習(xí)題,組織學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)、觀察現(xiàn)象、提出猜想、推理論證等,引導(dǎo)其靈活、多角度地思考,有效提升思考力。
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(責(zé)任編輯:楊強(qiáng))