作者:李樹臣
全日制義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)》(以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》)在“基本理念”中,強(qiáng)調(diào)“數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)必須……向?qū)W生提供充分從事數(shù)學(xué)活動(dòng)的機(jī)會(huì),幫助他們……獲得廣泛的數(shù)學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)”.在“設(shè)計(jì)思路”中,不僅使用了“了解(認(rèn)識(shí))、理解、掌握、靈活運(yùn)用”等刻畫知識(shí)技能的目標(biāo)動(dòng)詞,而且使用了“經(jīng)歷(感受)、體驗(yàn)(體會(huì))、探索”等刻畫數(shù)學(xué)活動(dòng)水平的過程性目標(biāo)動(dòng)詞.這些“動(dòng)向”表明,數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)實(shí)現(xiàn)過程化.所謂數(shù)學(xué)教學(xué)過程化,就是在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中,通過創(chuàng)設(shè)一定的問題情境,引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷數(shù)學(xué)知識(shí)的形成和發(fā)展過程.為此,教師應(yīng)把數(shù)學(xué)概念的建立過程、運(yùn)算法則及定律的歸納過程、數(shù)學(xué)命題的發(fā)現(xiàn)過程、解(證)數(shù)學(xué)題目時(shí)思路的分析過程等充分“暴露”給學(xué)生,以避免教學(xué)中過于注重結(jié)果的傾向.只有這樣,才能真正使學(xué)生從“被動(dòng)地接受”轉(zhuǎn)向“主動(dòng)地建構(gòu)”.在此,本文就數(shù)學(xué)教學(xué)過程化的實(shí)施策略問題做以探討,以期與同仁探討.
策略1:讓學(xué)生經(jīng)歷概念形成的過程
決定數(shù)學(xué)教學(xué)效果的首要因素、基礎(chǔ)因素和貫穿始終的因素,就是要明確概念.曹才翰先生曾說:
“概念是思維的細(xì)胞”.由于受學(xué)習(xí)內(nèi)容、時(shí)間等多方面因素的影響,教材中不可能把每個(gè)數(shù)學(xué)概念的形成過程都一一展現(xiàn)出來,許多概念都是以精煉的定義的形式呈現(xiàn)的,而略去了其“精彩”的形成過
程,僅為學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)提供了基本線索、基本內(nèi)容和主要的數(shù)學(xué)活動(dòng)機(jī)會(huì).因此,教學(xué)中,教師應(yīng)抓住一些典型的基本概念,關(guān)注它們的實(shí)際背景與形成過程,并充分地展現(xiàn)給學(xué)生,以幫助學(xué)生理解概念的“來龍去脈”,在經(jīng)歷概念的形成過程中加深對(duì)概念的理解,使學(xué)生記憶深刻、理解到位、應(yīng)用靈活.
案例1“銳角三角函數(shù)的概念”的教學(xué).
“銳角三角函數(shù)的概念”這節(jié)課的內(nèi)容,對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和探索精神是很好的素材,教師應(yīng)把三角函數(shù)概念的產(chǎn)生過程充分地展示給學(xué)生.
(1)在計(jì)算“比值”的過程中,剖析概念的本質(zhì),明確概念的外延.
對(duì)概念的深化,必須從概念的內(nèi)涵和外延人手,深入進(jìn)行剖析,抓住概念的本質(zhì)特征.對(duì)于三角函數(shù),可抓住正弦函數(shù)進(jìn)行重點(diǎn)剖析:正弦函數(shù)涉及比的定義、角的大小、點(diǎn)的坐標(biāo)、距離公式、相似三角形、函數(shù)概念等知識(shí);正弦函數(shù)的值在本質(zhì)上是一個(gè)“比值”,為了突出這個(gè)比值,教師可結(jié)合圖1做如下引導(dǎo).
①正弦函數(shù)是一個(gè)比;
、谶@個(gè)比是∠α的終邊上任意一點(diǎn)的縱坐標(biāo)),與這一點(diǎn)到原點(diǎn)的距離r的比值;
③這個(gè)比值隨∠α的確定而確定,與點(diǎn)在∠α的終邊上的位置無關(guān)(這一點(diǎn)可以利用相似三角形的原理來說明);
、躭yl≤r,所以這個(gè)比值不會(huì)超過1.
以上就是正弦函數(shù)概念的本質(zhì)屬性.教師在啟發(fā)學(xué)生認(rèn)識(shí)、理解上述本質(zhì)屬性的同時(shí),要引導(dǎo)學(xué)生通過探索、交流發(fā)現(xiàn):∠α的終邊上的一點(diǎn)P(x,y)一旦確定,就涉及x、y、r這三個(gè)量,任取其中兩個(gè)量就可以確定一個(gè)比值,這樣的比值有且只有6個(gè).因此,基本三角函數(shù)只有6個(gè),這便是三角函數(shù)的外延,在初中,我們僅學(xué)習(xí)其中的4個(gè).
(2)引導(dǎo)學(xué)生探索得到“比值就是函數(shù)”的結(jié)論.
緊扣函數(shù)這一概念,讓學(xué)生找出上述“比值”中的自變量、函數(shù)以及它們的對(duì)應(yīng)規(guī)律(這時(shí),自變量是α,函數(shù)是“比”.之所以將這個(gè)“比”叫做∠α的函數(shù),是因?yàn)閷?duì)于[僅的每一個(gè)確定的值,都有一個(gè)確定的比值與之相對(duì)應(yīng)).有了這樣的一些認(rèn)識(shí),學(xué)生對(duì)正弦函數(shù)的理解就比較深刻了.
(3)展示三角函數(shù)概念的產(chǎn)生過程.
我們知道,數(shù)學(xué)概念是用定義來敘述的,定義是揭示概念內(nèi)涵的邏輯方法.任何定義都由被定義項(xiàng)、定義項(xiàng)和定義聯(lián)項(xiàng)(是,叫做等)組成.屬加種差定義是數(shù)學(xué)概念最普遍和最常用的一種定義方式,其一般形式可用以下公式表示:
被定義項(xiàng)=鄰近的屬+種差.
例如,矩形可以用屬加種差的方式定義為:
有一個(gè)角是直角的平行四邊形叫做矩形.
種差屬被定義項(xiàng)
發(fā)生定義是一種常見的特殊的屬加種差的定義方式,它是用一類事物產(chǎn)生或形成的情況作為種差
所作出的定義,即沒有直接說明種差,而是將其放在一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程中.因此,發(fā)生定義是以概念的發(fā)生或形成的本質(zhì)屬性作為種差的定義.三角函數(shù)概念就是一個(gè)用發(fā)生定義方式定義的概念,它的種差就是三角函數(shù)的發(fā)生(形成)的過程,要給出它的定義,應(yīng)借助于圖形,揭示出三角函數(shù)概念的發(fā)生過程.對(duì)于三角函數(shù)概念的產(chǎn)生過程,實(shí)質(zhì)上可以給出如下的構(gòu)造程序:
①建立坐標(biāo)系;
、谟(jì)算∠α終邊上一點(diǎn)P(x,y)到原點(diǎn)的距離r;
、芊謩e給出四個(gè)比的名稱;
、萁o出三角函數(shù)的定義.
在具體引導(dǎo)時(shí),應(yīng)揭示出三角函數(shù)的產(chǎn)生過程,以利于學(xué)生的接受和理解.例如,sin30?/SPAN>的產(chǎn)生過程是:建立如圖2所示的平面坐標(biāo)系,在30。角的終邊上任取一點(diǎn)P(x,y),顯然,點(diǎn)P到原點(diǎn)的距離r=2y,所以sin ,
這樣,在教師的引導(dǎo)下,學(xué)生經(jīng)歷了三角函數(shù)概念的形成過程.在數(shù)學(xué)概念的教學(xué)過程中,教師應(yīng)注意揭示概念的形成過程,并設(shè)法引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)地參與到構(gòu)建數(shù)學(xué)概念的過程中,以加深學(xué)生對(duì)概念的理解.
策略2:在解題教學(xué)過程中,讓學(xué)生經(jīng)歷“分析題意一探索解法一整理敘述”的過程
問題是數(shù)學(xué)的心臟,數(shù)學(xué)教學(xué)的核心就是培養(yǎng)學(xué)生解決數(shù)學(xué)問題的能力.在數(shù)學(xué)解題教學(xué)的過程中,應(yīng)把重點(diǎn)放在引導(dǎo)學(xué)生對(duì)解題思路的探索和對(duì)解題方法、規(guī)律的概括上,因?yàn)樗伎紗栴}的過程本身,在很大程度上就體現(xiàn)出了這個(gè)數(shù)學(xué)問題當(dāng)初被發(fā)現(xiàn)的過程.同時(shí),教師應(yīng)注意讓學(xué)生獨(dú)立思考,學(xué)會(huì)分析、判斷、推理、發(fā)現(xiàn),進(jìn)而解決問題,不僅要講解“成形”的方法,還要把自己猜測(cè)、試探的心理過程告訴學(xué)生,這樣的教學(xué),將有利于學(xué)生想象力、直覺思維能力的發(fā)展和靈感的產(chǎn)生.
實(shí)踐表明,按照波利亞的“解題表”進(jìn)行解題思維的展現(xiàn)是行之有效的.具體說來,可按以下4個(gè)步驟進(jìn)行操作.
(1)弄清問題.
拿到一個(gè)問題,應(yīng)首先弄清它的條件和結(jié)論.所謂弄清條件,是指羅列明顯條件,挖掘隱含條件,弄清條件的等價(jià)說法,對(duì)條件做適合解題需要的轉(zhuǎn)換.所謂弄清結(jié)論,是指羅列解題目標(biāo),分析多目標(biāo)之間的層次關(guān)系,弄清目標(biāo)的等價(jià)說法,追求目標(biāo)成立的充分條件,然后弄清它的結(jié)構(gòu),辨明題型.
對(duì)照?qǐng)D3,首先明確此題為證明題.
(2)探索解法,擬訂計(jì)劃.
在弄清問題之后,必須弄清已知的條件和結(jié)論之間的關(guān)系,從而探索解題途徑,這是整個(gè)解題過程的中心環(huán)節(jié).為了得到問題的解法,應(yīng)該擬訂一個(gè)計(jì)劃.
對(duì)于此例,可以看到,目標(biāo)的特點(diǎn)非常突出,是中線和三邊的平方之問的關(guān)系.那么,哪些知識(shí)與邊的平方有聯(lián)系呢?于是便很容易聯(lián)想到勾股定理.要使用勾股定理,只需作輔助線AF⊥BC,垂足為點(diǎn)F(如圖4),構(gòu)造直角三角形就可以了.
根據(jù)以上的分析,可以擬定此題的解題計(jì)劃:
、僮鬏o助線A,上BC,垂足為點(diǎn)F;
、诮㈥P(guān)系式①和②;
、巯F,整理成目標(biāo)的形式.
(3)整理敘述,實(shí)行計(jì)劃.
探索得到解法之后,要認(rèn)真地加以整理,用確切的數(shù)學(xué)語言將解題過程表述出來.在表述的過程中,要求層次分明、條理清晰、文字精煉、格式規(guī)范、合乎邏輯,并仔細(xì)地檢查每一個(gè)步驟.
對(duì)于此例,在實(shí)行計(jì)劃時(shí),應(yīng)分為兩種情況:
、佼(dāng)AB≠AC時(shí),不妨設(shè)AB>AC作AF⊥BC,垂足為點(diǎn)F(如圖4).
則在Rt△BFA和Rt△DFA中,由勾股定理,得
(4)回顧反思,檢查驗(yàn)算.
這是解題的最后一個(gè)環(huán)節(jié),檢查驗(yàn)算主要是看結(jié)果是否正確,推理是否合乎邏輯,步驟是否完整,以便及時(shí)地查漏補(bǔ)缺,糾正錯(cuò)誤.
回顧此例,因?yàn)槭亲C明題,所以只需保證每一步推理的正確性.檢查推理的每一步,依據(jù)都很充分,從討論上看,沒有遺漏的情況,因而是正確的.
在解題教學(xué)中,如果能長期堅(jiān)持這樣的訓(xùn)練,學(xué)生的解題能力必將得到較大的提高.教師在解題教學(xué)中,可以依此策略,將重點(diǎn)放在引導(dǎo)學(xué)生探索解法上,在學(xué)生探索得到解法之后,要鼓勵(lì)他們進(jìn)行討論、相互交流,而不要直接由教師進(jìn)行講解,否則,就會(huì)出現(xiàn)“學(xué)生學(xué)得快,忘得更快”的現(xiàn)象.
策略3:在數(shù)學(xué)性質(zhì)(定理)的教學(xué)過程中,應(yīng)重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生分清它們的條件和結(jié)論,理解抽象、概括或證明的過程
在數(shù)學(xué)性質(zhì)(定理)的教學(xué)過程中,應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生弄清它們的來源,分清它們的條件和結(jié)論,理解抽象、概括或證明定理的過程,從而讓學(xué)生做到“既知其然,又知其所以然”.
在探求證明的過程中,可采用直觀操作和推理論證相結(jié)合的方式.
案例3“兩組對(duì)邊分別相等的四邊形是平行四邊形”的發(fā)現(xiàn)與證明過程.
“兩組對(duì)邊分別相等的四邊形是平行四邊形”是平行四邊形的判定定理之一,是在學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)
的基礎(chǔ)上得到的,教學(xué)中,應(yīng)要求學(xué)生進(jìn)行動(dòng)手操作(剪、拼、接三角形硬紙片),并把論證作為學(xué)生探索活動(dòng)的自然延伸和必要的發(fā)展,讓學(xué)生在拼接三角形硬紙片的過程中,發(fā)現(xiàn)證明該定理的思路.
(1)剪兩個(gè)同樣大小的三角形硬紙片△ABC,△A’B’C’(三邊都不相等);
(2)用這兩個(gè)三角形拼成四邊形,觀察所得到的四邊形的特點(diǎn),你能得到怎樣的猜想?相互交流自己的想法;
(3)證明所得到的猜想,將其歸納成一般結(jié)論.
學(xué)生進(jìn)行的操作過程如圖5所示:
由上面的操作過程,學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn),如圖6,在四邊形ABCD中,已知AB=CD,且BC=AD,要證明四邊形ABCD是平行四邊形,只需連接AC,并證明△ABC與△CDA全等即可.這個(gè)證明思路就是在拼接三角形紙片的過程中發(fā)現(xiàn)的.
在數(shù)學(xué)性質(zhì)、定理的教學(xué)中,要把重點(diǎn)放在引導(dǎo)學(xué)生探究性質(zhì)和定理的發(fā)現(xiàn)過程、證明思路的猜測(cè)過程和證明方法的嘗試過程上,以避免出現(xiàn)學(xué)生所反映的“老師添設(shè)輔助線總是‘馬到成功’,演算證明總是簡捷又靈活”,“我們是一聽就懂,但一做題就錯(cuò)(或不會(huì))”的現(xiàn)象.
策略4:引導(dǎo)學(xué)生參與綜合實(shí)踐活動(dòng)
新課改重視讓學(xué)生參與綜合實(shí)踐活動(dòng),讓學(xué)生運(yùn)用自己已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),經(jīng)過自主探索和合作
交流,解決與生活經(jīng)驗(yàn)密切聯(lián)系、具有一定挑戰(zhàn)性的問題,以發(fā)展他們解決問題的能力.例如,在學(xué)習(xí)了全等三角形的知識(shí)后,可以引導(dǎo)學(xué)生實(shí)地測(cè)量不能到達(dá)的兩點(diǎn)之間的距離;在學(xué)習(xí)了相似三角形的知識(shí)后,可以測(cè)量某座高樓的高度;等等.
進(jìn)行綜合實(shí)踐活動(dòng),不同于直接解答給定的問題,綜合實(shí)踐活動(dòng)用的時(shí)間比較長,它是一種具有現(xiàn)實(shí)性、問題性、實(shí)踐性、綜合性和探索性的學(xué)習(xí)活動(dòng),一般分為以下3個(gè)階段:
(1)進(jìn)入問題情境階段;
(2)實(shí)踐體驗(yàn)階段;
(3)解決問題階段.
這就要求學(xué)生必須參與以上3個(gè)階段的全部過程,而不是只參與其中的某些環(huán)節(jié).
案例4調(diào)查某校八年級(jí)學(xué)生的視力情況.
此案例安排在學(xué)完統(tǒng)計(jì)的有關(guān)知識(shí)之后進(jìn)行,要求學(xué)生利用統(tǒng)計(jì)的有關(guān)知識(shí),通過調(diào)查學(xué)生的視
力情況,作出判斷,提出改進(jìn)建議,從而培養(yǎng)學(xué)生的統(tǒng)計(jì)意識(shí).指導(dǎo)學(xué)生調(diào)查時(shí),要以學(xué)生親身經(jīng)歷和體驗(yàn)統(tǒng)計(jì)過程為主線,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)并提出問題,用適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ占驼頂?shù)據(jù),用合適的圖表展示數(shù)據(jù),對(duì)數(shù)據(jù)做簡單的分析,并對(duì)自己的分析、思考進(jìn)行交流和改進(jìn).
綜合實(shí)踐活動(dòng)中,應(yīng)讓學(xué)生參與調(diào)查的全過程,仔細(xì)分析這個(gè)問題可以發(fā)現(xiàn),這個(gè)調(diào)查活動(dòng)應(yīng)分為“提出問題一收集、整理數(shù)據(jù)一分析判斷”3個(gè)階段進(jìn)行.
(1)提出問題.
綜合實(shí)踐活動(dòng)的第一步(進(jìn)入問題情境),對(duì)本案例而言就是明確活動(dòng)的目標(biāo),提出具體的問題.
這個(gè)案例的目標(biāo)非常明確(調(diào)查某校八年級(jí)學(xué)生的視力情況),范圍也相對(duì)較小(在某學(xué)校八年級(jí)
學(xué)生中進(jìn)行調(diào)查),方法有兩種:一是普查;二是抽樣調(diào)查.如果該校八年級(jí)學(xué)生不是很多,可以采用普查的方法.如果學(xué)生較多,可以采用抽樣的方法,這時(shí)應(yīng)提醒學(xué)生注意樣本選取的代表性和適當(dāng)?shù)臉颖救萘浚?br />
通過組織學(xué)生討論,決定采取抽樣的形式進(jìn)行調(diào)查,為了便于記錄和統(tǒng)計(jì),很容易想到設(shè)計(jì)一個(gè)記錄表(如下頁表1):
(2)收集、整理數(shù)據(jù).
綜合實(shí)踐活動(dòng)的第二步(實(shí)踐體驗(yàn)),對(duì)本案例而言就是具體調(diào)查,把調(diào)查過程中得到的數(shù)據(jù)收集
起來并加以分析.從該校八年級(jí)學(xué)生中隨機(jī)抽取了50名學(xué)生進(jìn)行視力檢查,收集到了100個(gè)數(shù)據(jù)(具
體數(shù)據(jù)略),把這些數(shù)據(jù)填在表l中,為了便于分析,對(duì)這100個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的統(tǒng)計(jì)匯總.
、儆已矍闆r:視力是0.1的1人;視力是0.2的1人;視力是0.3的2人;視力是0.4的2人;視力是0.5的2人;視力是0.6的3人;視力是0.7的4人;視力是0.8的5人;視力是1.0的9人;視力是1.2的10人;視力是1.5的11人.
、谧笱矍闆r:視力是0.1的1人;視力是0.2的2人;視力是0.3的1人;視力是0.4的5人;視力是0.5的3人;視力是0.6的5人;視力是0.7的2人;視力是0.8的4人;視力是1.0的10人;視力是1.2的7人;視力是1.5的10人.
同時(shí)把上述收集匯總后的數(shù)據(jù)整理如下.
右眼情況(如表2):
表2左眼情況(如表3):
表3
(3)分析判斷.
綜合實(shí)踐活動(dòng)的第三步(解決問題),對(duì)本案例來說就是通過對(duì)調(diào)查得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,得到一些判斷,提出一些建設(shè)性的建議.本次調(diào)查可得到的判斷很多,列舉部分如下.
、僦灰且暳Φ陀1.5的就算是近視眼,所以結(jié)論是該校八年級(jí)學(xué)生中視力情況不容樂觀.就右眼來說有39人近視;就左眼來說有40人近視.
②這50名學(xué)生右眼視力的平均值為:
、墼撔0四昙(jí)學(xué)生右眼的視力好于左眼的視力.
④同學(xué)們應(yīng)加強(qiáng)體育鍛煉,注意看書的姿勢(shì),減少看電視及上網(wǎng)的時(shí)間.
調(diào)查視力的活動(dòng),讓學(xué)生既加深了對(duì)統(tǒng)計(jì)等有關(guān)知識(shí)的理解,又學(xué)會(huì)了運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問
題的方法,還有助于學(xué)生養(yǎng)成良好的生活習(xí)慣,對(duì)于形成相互合作的團(tuán)隊(duì)意識(shí)也是非常必要的.
數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)實(shí)現(xiàn)過程化。布魯納指出:“我們教一門科目,并不是希望學(xué)生成為該科目的一個(gè)小型
書庫,而是要他們參與獲得知識(shí)的過程.學(xué)習(xí)是一種過程,而不是結(jié)果.”弗賴登塔爾曾說:“數(shù)學(xué)教學(xué)必須通過數(shù)學(xué)化來進(jìn)行.”因此,我們提出了以上4個(gè)常用策略,愿與廣大一線教師相互切磋,共同提高數(shù)學(xué)教學(xué)的效率和質(zhì)量,發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新能力和動(dòng)手操作能力.
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