付欣
[摘 要] 以问题组织课堂是常用的教学方法,同样也是教学研究的热点问题. 高中数学课堂中需要研究的问题繁多,如何将不同的问题串联成问题串的形式引入课堂,演绎高效课堂是需要广大数学教师深入思考的问题. 文章以阶梯式问题串、趣味性问题串、探究式问题串、变式问题串为例阐述了问题串在高中数学教学中的实施策略.
[关键词] 问题串;高效课堂;演绎;思维能力
陶行知先生曾说:“发明千千万万,起点是一问. ”由此充分肯定了课堂教学中问题的重要意义. 问题是激发学生内在动机的绝佳素材,问题导学在数学教学中有着极其广泛的应用. 教师可以在课前深挖教材、深研学情,并充分预设课堂,设计出一个问题或一连串问题,使之成为思维方向的指引者和思维链条中的“向导”,引导学生思考和探究,实现师生之间的双边活动的重要纽带,为思维训练提高良好平台,打造高效课堂. 可以这样说,好的问题串不仅仅是有效教学的策略之一,也是提升学生思维的助推器,精心创设的问题串有助于演绎高效课堂.
■阶梯式问题串——清除障碍
学习是一个循序渐进的过程,因此教师在教学中需明确层层递进的中心目标,通过阶梯式问题串的设置,为学生搭建学习的平台,促使每个人都能参与到学习中来,引发创新的灵感[1]. 这样一来,在层层递进的“问题链”引领下,学生拾级而上进行探究学习,有效强化学生的思维深度,大大降低知识学习的难度,有效突破了重难点,逐一清除了学习障碍,从而富有个性地完成教学任务.
案例1:曲线与方程
问题1:已知曲线C:第一、第三象限的角平分线和三个方程f(x,y)=0:①x-y=0;②x-y=0(x≥0);③x-y=0. 试判断:(1)曲线C上的各点坐标是否为相应方程f(x,y)=0的解?(2)以相应的f(x,y)=0的解为坐标的点是否都在曲线C上?
问题2:试着写出图1和图2中的曲线的对应方程.
问题3:从问题1和问题2的解答中,你认为是否每一条曲线C仅有唯一的方程f(x,y)=0与之对应呢?反过来呢?
问题4:对于给定的曲线C若用一个一元二次方程f(x,y)=0来表示,你认为该方程需满足的条件有哪些?
设计意图:以简单情境的直接设问展开思考,为学生提供思考的方向,让学生在亲身体验中感知曲线与方程的关系,为概念的落地奠定良好的基础. 进一步地,用问题2加深理解,最后通过问题3和问题4由特殊到一般地延伸,使学生在猜想和归纳中获得对概念的深度感知. 整个过程的设计环环相扣,以问题串“穷追不舍”逐步阐释概念的本质,帮助学生有效建构概念.
■趣味性问题串——激趣引思
人们只有对眼前的事物产生了兴趣,才会产生一探究竟的动力,数学学习更是如此,只有学习内容激起了学生的兴趣,学生才能进入积极参与的状态. 因此,数学教学中,教师可以充分利用趣味性问题串导入新课,可以是与学生生活实际相贴切的问题串,也可以学生感兴趣的游戏为指引设计问题串等,激趣引思,有效避免学习的枯燥性,让学生在连续性的问题串中发掘知识间的联系,实现知识结构的建构,领悟知识内涵,成功提升课堂的学习效率.
案例2:双曲线的概念
问题1:拿出一条拉链,将其拉开一段距离后两端固定在两个点上,再套上铅笔后拉动拉链,随着拉链的拉开或闭合,笔尖所画轨迹是什么?
问题2:倘若将拉链的一边取其端点,另一边取其中间的一点分别固定于两个点上,所画轨迹会是什么?
问题3:通过以上活动过程,请试着说一说移动笔尖需要满足哪些几何条件?
问题4:这个定点与两定点间的距离需满足哪些关系?
问题5:若这个定值等于两定点间的距离,所画轨迹又是什么?
设计意图:好的课堂引入可以使教学事半功倍. 执教者一上来利用生活中的“拉链”来设计富有魅力的问题1和问题2,便于学生理解双曲线. 贴近生活的问题串,勾起了学生的学习欲望,使其积极主动地进行探究. 再根据教具的演示一步步地去探究动点的变化规律,顺理成章地完成了推导任务,并为下一步探究它的几何形式奠定了良好的基础.
■探究式问题串——拓展思维
数学活动是一项充满观察、发现与猜想的探究活动. 大部分数学公式、定理和法则都是数学家们经历艰苦曲折的思维推理而获得的. 因此,在课堂教学中,教师需设计一系列的探究式问题串,让学生以一个数学家的身份进入问题探索之中,充分体验“做数学”的过程,不断去探索、去发现、去猜测、去提炼,进一步获得良好的学习体验,提高探索能力. 这是拓展学生思维深度和广度的良好措施,也是实施创新教育的有效手段,更是培养科学探究能力的主要策略[2].
案例3:已知直线y=x-2与抛物线y2=2x交于A,B两点,且O为坐标原点,证明:OA⊥OB.
设计意图:以一个简单问题切入,促使学生主动学习,进一步获取简单特征.
问题1:若直线y=k(x-2)与抛物线y2=2x交于A,B两点,且O为坐标原点,OA⊥OB是否成立?
设计意图:将原题由特殊到一般进行推广,指导学生从k值入手去分析和证明,从而认识到该结论与k值无关.
问题2:已知直线y=kx+b与抛物线y2=2px交于A,B两点,若有OA⊥OB,那么直线y=kx+b必過定点吗?
设计意图:进一步地进行延伸,引导学生逐步推算,从而获知直线必过定点(2p,0).
问题3:在抛物线y2=2px上任意取一点C(x■,y■)作两条相互垂直的弦CA和CB,且∠ACB=90°,那么弦AB过定点吗?
设计意图:将问题深层次地进行拓展,此处学生可利用代数法证明得出弦AB过定点D(x■+2p,-y■),从而有效拓展思维广度.
以上案例中,教师从一个简单问题切入,步步深入,最大限度地满足每个学生对知识学习的需求,激起他们的探索、求异和发散意识,一方面,使学生收获丰富的知识,另一方面,能拓展学生思维.
■变式问题串——培养能力
数学概括能力是从个别事例中总结和概括得出的,是学生学好数学的必备能力,也是教师实施教学的核心任务之一. 当然,数学概括能力的培养需要经历大量的亲身体验和概括实践. 在教学中注重变式教学,以变式问题串为出发点,让学生在抽象概括中寻求知识的本质,从而确保对知识有全面而深刻的认识,以达到培养学生数学概括等多项关键性能力的目的.
案例4:二次函数在闭区间上的最值
问题1:求函数f(x)=x2-2x+4在区间[0,3]上的最值.
问题2:求函数f(x)=x2-2x+4在区间[0,a]上的最值.
问题3:求函数f(x)=x2-2x+4在区间[a,a+2]上的最小值.
问题4:求函数f(x)=x2-2ax+4在区间[0,3]上的最小值.
设计意图:通过以上定轴动区间和动轴定区间问题的训练,让学生对问题结构和解决过程有一个系统而清晰的认识,从而牢牢抓住问题本质,全面理解和掌握“求二次函数在闭区间[m,n]上的最值问题”,有效拓宽解决问题的视野.
以此为指引,学生很快能概括出二次函数f(x)=ax2+bx+c(a≠0)在區间[m,n]上的最值求法:
(1)当-■∈[m,n],则f-■是函数f(x)的一个最值,而另一最值是f(m)或f(n).
(2)当-■埸[m,n],则f(x)在区间[m,n]上是单调函数,而f(m)或f(n)是它的两个最值.
总而言之,教师只有深度钻研教材,深入了解学生,从具体教学内容和学生认知结构出发,设计目的明确且机智灵活的问题串,并把控好问题的深度和难度,将一个个问题“串联”起来,才能为学生的探究铺设合适的台阶,使全体学生参与到问题的解决中去,变被动学习为主动探究,使他们的思维“活跃”起来,演绎高效数学课堂[3].
参考文献:
[1] 张奠宙,张荫南. 新概念:用问题驱动的数学教学[J]. 高等数学研究,2004(5).
[2] 任长松. 探究式学习——学生知识的自主建构[M]. 北京:教育科学出版社,2005.
[3] 管明贵. 精心设计问题串,提高课堂教学效益[J]. 数学大世界(中旬),2017(4).