摘 要:教师在教学中,不仅要帮助学生展示他们的思维过程,而且要向学生索要思维形成的缘由. 不但要让学生暴露成功的思维过程,还要暴露失败的思维过程. 暴露由失败走向成功的思维过程,讲一讲发生错误的心路历程,谈一谈取得成功的秘诀与心得,让学生在对与错这一矛盾体系中学会析错、纠错,汲取教训,开拓创新,觅取真知.
关键词:错解;课堂意外;教学资源
爱因斯坦说:“一个人在科学探索的道路上走过弯路,犯过错误,并不是坏事,更不是什么耻辱,要在实践中勇于承认和改正错误.” 我们在解题时,当然力求做到尽可能不犯错误,但当错误不期而至时,要学会善待和包容错误,同时要冷静思考,严谨推理,仔细分析这位“客人”拜访的时机与缘由,要挖掘产生错的根源,是知识与技能的缺陷,还是意志品质与心理方面的因素.
[?] “错解”是一种重要的教学资源
教材是经过教学实践“千锤百炼”、反复打磨出来的精品课程资源,是广大教育专家殚精竭虑的结晶,是教师实施新课程标准的重要依据和标尺. 通过积极、细心、缜密的备课,教师对授课的过程都有一个大致的步骤,对如何突出教学重点都有确定的应对策略,对如何突破教学难点都有明确的预设轨迹与预设目标,对某个知识点如何做到出新、出彩、出巧,也能基本做到运筹帷幄、运用自如.
然而在“以生为本”的课堂教学中,由于学生的视野开阔、思维活跃,认知结构参差不齐,课堂中难免有许多的“错解生成”,甚至发生教师想象不到的“课堂意外”. 如何全面监控学生的所有信息,尊重学生的全面思维与观点,捕捉现场生成性数学资源, 善待错解生成的“课堂意外”,拓展数学课堂教学深度,设法引发学生争辩,激活学生辨析思维,实现“课堂意外”的无痕应对,使“节外生枝”、“错解”成为教学成功的夺目亮点,让数学学习在“曲折”中走向“深刻”,这些都是教师设计教学的“可遇而不可求”的教学资源.
[?] “错解”是学生进步的阶梯
钱学森曾说:“正确的结果,是从大量错误中得出来的;没有大量错误作台阶,也就登不上最后正确结果的高座.” 恩格斯说过:“无论从哪方面学习,都不如从自己所犯的错误的后果中学习来得快.” 皮亚杰曾经说过:“学习是一个不断犯错误的过程,同时又是一个不断反思思考招致错误的缘由并逐渐消除错误的过程.” 布鲁纳说:“学生的错误是有价值的. 的确,错误从一个特定的角度揭示了学生掌握知识的过程,数学学习实际上是不断地提出假设、修正假设,使学生对数学的认知水平不断提升,并逐渐接近成熟的过程.” 由此可见,“错误”的教育价值在伟人心里都具有举足轻重的地位,而“错解”是学生解题过程中最常见的一种思维呈现形式,它是活跃学生思维的“润滑剂”,是引领学生奔向正确思维道路的“助推器”.
[?] 高效地实施“错解”的教学资源给教师提出了更高的要求
学会尊重学生,不仅仅是尊重学生的人格,尊重学生的一言一行,更要尊重学生的思维成果. 学生是课堂教学的主体,更是“教学资源”的重要构成和生成者. 他们在课堂教学活动中表现出来的学习兴趣、积极性、注意力、思维方式、合作能力,他们提出的问题、争论乃至错误的回答,都是教学过程中的必不可少的教学资源. 有时学生的错误在教师看来可能是稚嫩可笑的,但这位学生的错误可能代表了一部分学生的心声,让其说出来,甚至让其讲一讲发生错误的心路历程,有利于大家对错误的及时纠错、醒悟,避免重犯. 对于学生的知识性错误或技能性错误,教师要耐住心,要忍得住,舍得花时间并俯下身子聆听学生的心声,多鼓励学生亲自动脑想,亲自动手验证,适时引导学生找错、析错、戒错. 纠正错误急不得!教师不耐心的后果是“教师讲得多,导得多,学生错的仍然多”.
对于有意义的“意外错解”,教师要抓住契机,设计方案,营造探究氛围,使“意外错解”的教学价值最大化. 要做到这些,就需要教师具备深厚的文化底蕴、善变的教学机智、高尚的人格魅力、超强的驾驭课堂能力. 如果没有丰富的临场处理经验,没有深厚的数学文化素养,没有机智的应变能力,是不可能在瞬间内完成对“意外错解”的无痕对接的. 面对“意外错解”时,教师要本着务实的治学态度,会就是会,不会就是不会,不要忽悠学生,让学生知道教师是人,不是知识的“神”,这有利于培养学生实事求是的求学态度,更有利于培养学生踏踏实实做事,实实在在做人.
[?] 从鲜活的“错解”中提炼正确的解法
心理学家盖耶认为:“谁不考虑尝试错误,不允许学生犯错误,就将错过最富成效的学习时刻.” 在数学解题教学中,碰到学生有偏差或错误的解答是最常见的事,教师不要马上更正或否定,而要乐于和勇于向学生提供一个自由、民主的空间,让学生在寓教于乐、寓学于乐的教学氛围中把思考问题的思维过程展现出来. 通过学生之间思维的碰撞,教师再循循善诱,因势利导,逐步引导学生自己感悟、醒悟错误的根源,从而不仅有助于学生找到正确的解法,而且有助于学会正确的解法是如何找到的.
1. 众多“错”中修正“错”
案例1 在一个长为6 cm的密封正方体中放一个半径为1 cm的小球,无论怎样摇动盒子,求小球在盒子中不能到达的空间的体积.
教师将学生的几个典型错误结果写在黑板上,让学生自由讨论,既探出错因,又培养学生的团队协作精神.
学生1:小球在盒子中不能到达的空间的体积为63-·π·13=216-π cm3,也就是正方体体积减去球的体积.
学生2:因为6>2,所以球与正方体不是内切关系,所以学生1的解法不正确.
教师:球与盒子的每个侧面相切时,切点组成的图形是边长为6 cm的正方形吗?
学生3:不是,组成边长为5 cm的正方形(如图1),从正方体中挖去4×4×6的长方体就可以了(如图2),所以所求体积为63-4×4×6=120 cm3. (似乎有理,引起了学生的思考)
学生4持有不同意见:因为正方体有三组对面,因此应从正方体中挖去三个4×4×6的长方体(不考虑长方体重复情况),所以所求体积为63-3×4×4×6+2×4×4×4=56 cm3(似乎更有理,引起了学生的深思)
学生5一针见血指出:学生4的解法有不妥之处,以正方体的棱为一条棱的1×1×6的正四棱柱空间内(如图3),小球可以占有部分体积. (切中问题要害处,引起一片喝彩声)
学生6:小球在1×1×6的正四棱柱空间中不能到达的空间体积为1×1×6-×(π×12)×6=6- cm3,也就是从1×1×6的正四棱柱中挖去底面积为(π×12) cm2,高为6 cm的柱体. (求知的热情达到高潮,赞同与反对声交织成一片)
学生7发表高见:在如图4所示1×1×6的正四棱柱中,两端的每个1×1×1的正方体中应该挖去的体积为(×π×13) cm3,即球体积的,而不是底面积为(π×12) cm2,高为1 cm的柱体的体积. (深邃的思维博得一片赞叹声)
老师:智慧蕴藏在群众之中!相信你能解决,但我想让更多的同学分享成就的喜悦.
学生8:在正方体的8个顶点处的单位正方体空间内,小球不能到达的空间的体积为8×
13-
×π×13
=8- cm3,除此以外,在以正方体的棱为一条棱的12个1×1×4的正四棱柱内,小球不能到达的空间的体积共为12×
1×1×4-(π×12)×4
=48-12π cm3,其他空间小球均能到达,故小球不能到达的空间的体积共为
8-π
+(48-12π)=56- cm3.
一个原本扑朔迷离的题目,通过多个“接力赛式”的“错解”分析,逐渐勾勒出它的“庐山真面目”. 学生在疑惑、彷徨中,亲身尝试了怎样修正错误思维的过程.
2. “连环错”中警示“错”
案例2 如图5,在四棱锥S-ABCD中,SA⊥底面ABCD,∠BAD=∠ABC=90°,BC=3SA=3AB=3AD. 试问BC边上是否存在异于B,C的一点G,使二面角S-DG-A的大小为θ,且tanθ=?若存在,请指出G点的位置;若不存在,必须说明理由.
图5
学生知道“大胆猜想,小心求证”的解题策略,于是有学生给出如下的解答:设SA= AB=AD=1,则BC=3,那么当G点与B点重合时,即△ABD为等腰直角三角形时,取BD的中点E1,知∠SE1A为二面角S-DG-A的平面角,∠SE1A=θ,且AE1=,则在Rt△SAE1中,tanθ=,G点满足题设要求.
教师:遗憾且负责任地告诉你,错了!
学生(醒悟):哎呀!忽视了题中“异于B,C的一点G”的条件了,所以结论应该是不存在满足条件的点G.
教师:错!还是错!
学生愕然了,错在哪里呢?
教师:为了使tanθ=,那么点A到直线DG的距离为,这一点没有错,很好!但要注意这里指的是“直线DG”,而不是线段,思维拓展些,视野开阔些.
图6
有学生终于开了“窍”:将底面ABCD单独抽取出来,得图6,在直角梯形ABCD的上方取点E2,使△ADE2是以E2为直角顶点的等腰直角三角形,则AE2=. 在图5中,∠SE2A=θ,且tanθ=,满足题设条件,这时∠BGD=∠ADE2=45°,BG=2AD=2GC,BG:GC=2:1. 终于将隐藏较深的点G挖了出来.
教师:我们感到的是意犹未尽,回味无穷!如果去掉题中“异于B,C”这个条件,则满足条件的点G有几个呢?
学生:有两个!
在解题中我们一定要认真审题,特别是对隐含条件的挖掘、关键条件的解读,略有不慎,就会使我们的解题轨迹“差之毫厘,谬以千里.” 教师的寥寥话语激荡着学生的心田,提高了学生防错的意识.
3. 多媒体动画演示“错”
案例3 如图7,圆O的半径为定长r,A是圆O外的一个定点,P是圆上的任意一点,线段AP的垂直平分线l和直线OP相交于点Q,当点P在圆上运动时,试指出点Q的轨迹形状.
图7
在学生解题的过程中,教师找出具有特点的“错解”,并用实物投影仪将其过程展示出来.
因为QA=QP,所以QA-QO=OP=r 许多学生受给出图形的“定形”影响,忽视点P在圆上移动时对点Q的附带影响,误认为只有一支. 为此,教师用预先制定好的课件,让学生亲自操作与验证. 利用几何画板的动态演示的功能,把抽象的问题具体化、静止的问题动态化、复杂的问题简单化,帮助学生揭开谜团,从“形”收获了全面观察问题的重要性,认识到点Q的轨迹形状是以A,O为焦点的双曲线两支. 4. 演绎证明论证“错” 案例4 (苏教版·必修3·第104页·探究与拓展·第6题)将本节例3改为:如图8,在等腰直角三角形ABC中,过直角顶点C在∠ABC内部任作一条射线CM,与线段AB交于点M,求AM
图8
这时应视射线CM在∠ABC内是等可能分布的,在AB上截取AC′=AC,则∠ACC′=67.5°,故满足条件的概率为=.
虽然教材对第6题给出了答案和适当的解释,但仍有许多学生受本节例3的解题方法的影响,错误地认为点M在线段AB上分布是等可能的,即测度为线段;或者知道线段不能作为测度,但又说不清为什么. 像这样的疑难问题教师必须给出严谨的证明才能使学生彻底心服,彻底领悟.
图9
证明:设∠ACM′=M′CM=θ(0<θ<),所以=,即=. 因为CA≠CM,所以AM′≠MM′,故点M在线段AB上分布不是等可能的. 故线段不能作为测度.
教师对疑难问题进行严谨的论证,不仅有利于培养学生对凡“错”都要探个究竟的习惯,更有利于培养学生严谨的求知态度和科学的做事精神.
5. 列举特例验证“错”
案例5 (苏教版·选修2-3·第22页·例4)在100件产品中,有98件合格品,2件不合格品,从这100件产品中任意抽出3件,问抽出3件中至少有1件是不合格品的抽法有多少种?
此题可谓“屡败屡战”.因为总有学生“喜欢”给出如下错解:抽出3件中至少有1件是不合格品的抽法有CC=9702种. 与课本给出的解法相比学生,虽然知道此法错误,但仍“明知故犯”,这就需要教师引导学生列举特例来验证错. 第一种抽法:第一步抽取不合格品甲,第二步抽取不合格品乙与合格品丙;第二种抽法:第一步抽取不合格品乙,第二步抽取不合格品甲与合格品丙. 而这两种抽法为同一种抽法,故上述的解答中多重复计算CC种,故正确的抽法为:CC-CC=9604种.
通过列举特例验证错,显然比空洞抽象的说教更具说服力. 这是一种从具体到抽象、从特殊到一般、从简单到复杂的逆向思维的运用,简单易懂、形象直观,易于学生接受.
6. “出乎意外”未必“错”
案例6 在1,2,3,4,5,6这六个数中任取五个组成数字不重复的五位数,求所有五位数的和.
这是一道解答大题,教师原本准备的解法是:设所求和为S,则在所有的五位数中,1在万位的数有A个,同理1在千位、百位、十位、个位的数也分别有A个. 那么在S中含有A×(10000+1000+100+10+1)=11111A,同理,S中含有22222A、33333A、44444A、55555A、66666A,故S=(11111+22222+33333+44444+55555+66666)A=11111×(1+2+3+4+5+6)A=27999720.
这已是经过改进的比较简洁的解法,教者为此还很有些“沾沾自喜”,可有一位学生的解法却使教者与不少学生感到瞠目结舌:五位数共有A个,其中最小的是12345,最大的是65432,所以所求和为×A=27999720.
在一片哗然与质疑声中,这位学生却道不出所以然来,只是说“凭感觉而得!”若在过去,教者完全有充分的理由说:“没有道理,得数相同,纯属偶然,错!”但此时教者却清醒地认识到“偶然中定含有某种必然因素”. 经过师生的共同努力,终于揭开了“谜团”.
原来,这A个五位数虽然不能构成等差数列,但如果将它们按从小到大的次序排列,得a1,a2,a3,…,a718,a719,a720,具有类似于等差数列的性质a1+a720=a2+a719=a3+a718=…=77777,故得解.
这是创造性地将“倒序求和法”迁移至此的成果,若教师对此类暗藏玄机的“错误”态度冷漠、反映迟钝,那么学生的一个充满智慧的灵感将被扼杀在“摇篮”之中. 叶澜教授说:“课堂应是向未知方向挺进的旅程,随时都有可能发现意外的通道和美丽的图景,而不是一切都必须遵循固定路线而没有激情的旅程.” 此案例不正是最好的佐证吗?
在解题教学过程中“错解”随时可能出现,只要教者本着“寻根溯源析错解,去伪存真觅真知”的探知原则,灵活运用“错解”对学生进行尝误教育,就可使“错解”变为“沃土”,成为“乐园”;可使学生的思维在“沃土”里健康成长,在“乐园”中突飞猛进.