“问号”是打开科学大门的钥匙,是实现创新的前提。数学是思维的科学,数学学习的核心意义是思维的训练,需要引导学生身临其境地去发现问题,提出假设,检验论证,解决问题。这一学习过程,是深化基础教育人才培养模式改革的实践,能展现出师生求真求实的科学态度、理性精神,有利于学生实践能力和创新能力的发展。
高中数学学习到底有什么用?一直是个社会关注的话题,也是困扰高中数学教育的一个难题。日本数学家米山国藏说过:学生在学校接受的数学知识,通常在出校门后的一两年,很快被忘掉,唯有深深地铭刻于头脑中的数学精神,数学的思维方法、研究方法、推理方法和着眼点等,却随时随地发生作用,使他们受益终生。米山国藏告诉我们,学习数学知识是第二位的,数学的精神、思想和方法的学习才是第一位的。
2017年,课程教材教学教研改革十分活跃。《普通高中数学课程标准(2017年版)》要求教师帮助学生树立“敢于质疑、善于思考、严谨求实”的科学态度,“提高学生‘四能’:从数学角度发现和提出问题的能力,分析和解决问题的能力,提升创新能力”。这就是强调数学学习中发现问题的重要性,它是提升学生数学能力和素养的关键能力。
培养学生好提问题的习惯,需要激发学生的问题意识。所谓“问题意识”,是指学生面临需要解决的问题时的一种清醒、自觉,并伴之以强烈的困惑、疑虑及想要去探究的内心状态。可见,问题意识是创新的基石,是思维的动力,是学生探索并解决问题的保证。所以,高中数学教学中教师合理地创设好学生提问题的情景,继而能包容、欣赏、及时解决学生提出的问题是教学的着力点,这样才能激发学生敢问、爱问的热情。
培养学生好提问题的习惯,需要持续培育学生具有数学特性的思维能力、思维品质。思维能力指:会观察、实验、比较、猜想、分析、综合、抽象和概括;会用归纳、演绎和类比进行推理;会合乎逻辑地、准确地阐述自己的思想和观点;能运用数学概念、思想和方法,辨明数学关系。思维能力的发展伴随大量的问题思考与解决,高中数学教学设计和教学行为应当围绕这样的要求。真正调动学生的学习积极性,才能回归数学教学的本原和要义。[1]
人们都有探索未知的好奇,体现数学本质的教学方式是在凌乱或纷扰的疑团中不断提出问题,再抽丝剥茧地理出逻辑,运用数学的思维,数学的眼光来逐步解决问题,获取新的知识,形成学生的“学力”,实现自主学习能力的建构。经验告诉我们,经常性的发现和创造会极大地提升学生学习数学的信心和兴趣,同时也会使学生的创造性思维得到长足的发展。由此可见,培养学生提好问题是数学学习的最好驱动力,是高中数学教学的着力点,是改善当前高中数学教育现状的一大利器。
如何让学生发现问题、提出问题?这考验教师正向促进的功力。教师的作用是一种引导,一种尝试,一种试误。在学生需要之处设问,在学生思维发展的关键节点上引导。不仅要教给学生方法,还要讲究“教方法”的“方法”。我们知道,数学教学和学习过程要突出“是什么”“为什么”“还有什么”,以连续追问搞清问题本质。搞清“是什么”,能正确把握概念;追问“为什么”,能深入理解;想想“还有什么”,可以加强知识间的内在联系,发掘新问题。[2]教学中,教师一方面要设计好系列问题,着力于导趣、导思、导疑、导法、导创;另一方面也要设置留白时间,迫使学生发现问题。学生发现的问题不可能一开始就十分完善,作为教师一方面不能越俎代庖,要有足够的耐心,认真仔细地聆听,用眼神、点头、微笑给予鼓励和认可,让学生大胆去提问,另一方面,要在学生提问的过程中不断修正,使之更符合数学的本质。
发现问题、提出问题还需要教师有“放”“收”适度的弹力。客观上说,放手让学生发现问题、提出问题体现了教学的民主,体现了教师对学生的尊重。但实际的教学中,教师要时刻进行有效的调控,防止学生过分离题,特别防止学生在课堂中的过激言行,更要完成既定的教学任务。
教师以研究的态度对待学生的问题,是学生的理性精神得以保持的关键。学生发现问题不同于课堂提问,有的会没有答案,有的会在现有的领域中难于解答,但数学学习需要积极的思维活动及对结果的正确验证,这会对学生的学习产生积极影响,也只有在判断真假、你争我论中理性精神才能得以发展,能力才能得以提升,兴趣才能得以提高。所以以研究的态度对待学生的问题十分重要。
一个好问题就是一个数学知能的“生长点”,体现出学生的智慧和灵感。我国理学大师朱熹说过:“无疑者,须教有疑;有疑者,却要无疑。”有了扎实的知识基础,加上灵活的思维和开阔的视野,通过联想、迁移、类比、转化、组合、猜想等手段,学生的知识越丰富,视野越广阔,新的高层次的问题也会越多。
好的问题来自对概念的深刻理解。人教社编审章建跃说:“数学根本上是玩概念的,核心概念最有力量。”概念教学要突出“怎么发生”“怎么发展”“怎么形成”,需要学生认真思考“为什么要研究问题”“怎样研究这个问题”。如果学生不重视概念形成的过程,不重视结论推导的过程,不重视方法思考的过程,不重视问题发现的过程,不重视规律被揭示的过程,这样的学习会掩盖数学思维的过程。只有问题不止,方可思考不断。π的长度如何选取?为什么要找关键点?教师做的就是牵一发而动全身,抓住核心内容,催动学生思维的碰撞,在自主中学到知识,摸索出科学的方法。[3]
好的问题来自学生对问题的研究性学习。研究性学习指结合高中数学课程要求,立足学生已有实际,根据研究对象的特点,选择合适的类比对象,通过构建研究路径,探寻研究方法,最终获得研究结论。研究时引导学生从特殊到一般,通过猜想结论,变更题设条件、开放结论加以探索,通过类比、引申、推广不断让学生提出新的问题,激发学生对问题本质的思考。
好的问题来自对题根问题的研究。通过设计题根问题,然后就此问题不断进行“联”“串”“变”,激发起学生的认知冲突,通过学生对数学问题的多角度、多方面的探索研究,不断地触及新领域,发现新问题,让学生从“变”的现象中发现“不变”,从“不变”的本质中领会“变”的规律。如“函数的恒成立与存在性问题”,可由一次函数到二次函数,再到三次函数进行研究,从一次函数的根模型开始,在始终不离恒成立和存在性两种模型的问题解决基础上,不断由彼及此,由此及类进行拓展,点燃学生的思维火花,循序渐进地发展学生的数学素养,最终达到对问题本质的理解和掌握。[4]
“学须有疑”“学贵得法”。一位有方向、有方法、有条理的教师往往能通过系列问题将学生引入深度学习的空间。学生不仅在行动上参与,更会在思维上参与,彰显思维的光芒,进而推动多数学生的思维向纵深发展,在合作中推动思维发展,获得内力生长,真正走向自主学习。当发现问题成为学生学习习惯之时,高中数学教学也将回归其教育的本义。