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与小学生主要凭借直觉和经验处理问题不同,初中学生进行信息处理有更多的思维参与,会充分考虑信息的主次、因果、一般与特殊等逻辑关系,也就是说,这一阶段是学生思维品质和创新素质发展的重要时期,可塑性极强。而学习数学最重要的是培养学生思考习惯,提升思维品质,促进思维转化为实际能力。受应试的功利目的影响,以及传统教育教学模式的制约,初中数学课堂往往以理论知识的文字输出为主要教学内容和方式,学生吸收知识的过程显得被动且浅表化,未能达到提升数学思维的目标。因此,在初中数学教学活动中,运用“问题导学法”的教学模式尤为重要,通过问题“导向”落实“导学”目标,发挥学生主观能动性,让他们在学习中有更多的参与感,促进深入学习,从而形成系统化的数学感觉与思维。
问题导学法是一种教学手段,教学时应照顾到大多数学生的认知水平,以他们对基本知识的理解为基础,设置相关的有导向价值的问题让学生思考,实现学生的基础性学习目标。比如学习人教版七年级下册“两条直线的位置关系”时,学生在理解了“相交”与“平行”的概念之后,教师问:两条不相交的直线是不是一定平行?无论学生回答是与否,这个问题都显得突兀,跳跃性太强,未能体现基础性与导向性的原则。教师可以设置具体的情境,首先问:在平整的黑板上有两条直线延伸到无限远的地方,它们没有交点,这两条直线是什么关系?学生都能正确回答。教师再问:教室的房梁与窗框也不相交,它们并不是平行关系,如何理解?引出这个问题的价值在于,让学生明白课堂上所讨论的“两条直线”指的是同一个平面内的直线,这就让学生对直线的关系有了更深刻的理解,也体现了自然科学严谨的特点。
问题导学法的问题设置要讲究层次性,即围绕一个主干问题设计多个分支问题,讲究问题之间的递进与因果关系,层层推进,引导学生一步步深入思考,以突出思考和回答问题的方向。如学习“数据收集与处理”章节,教师可以提出如下问题:什么是数据?收集数据的方法有哪些?收集数据的目的是什么?这些数据意味着什么?通过这些问题展开学习,获得外延收获,形成立体的结论。
问题导学法的应用,能够有效发挥学生的主体作用,摆脱传统教学方式对学生的限制,从而促进其能力发展。在初中数学教学中,可以将抽象的数学知识设计成多样化的问题,引导学生借助对问题的思考与探究,建立与抽象数学知识的联系,并通过问题的指引,找到数学知识的内涵与本质,激发学生的数学思维,形成独立思考、解决问题的能力。
我们都知道学习的主体是学生,教师只是引导者和课堂组织设计者,而在实际的教学中,大多数老师并不能完全执行这一理念,在讲授知识的过程中,除了禀赋优异的学生,学生整体的反应往往与教师的预期有落差,让教师对学生的能力逐渐产生不信任感,容易形成“满堂灌”“一言堂”的课堂教学模式,学生思考问题的时间空间都不足,知识的吸收过于被动,思维得不到更好的锻炼。问题导学法的引入,要求教师授课的过程不能把理论知识讲得太实太满,要让学生有想象与质疑的空间。讲解完一个知识点的主干,教师需要让学生复述,学生复述的过程中教师提问事先设计好的几个小问题让学生回答,通过问题导向让学生能更多地参与知识推理的过程,实则是对知识点的补充与运用,形成更深刻的印象。这种由“教师讲”变为“学生讲”的方式,实现师生角色翻转外,更重要的意义在于,教师从学生的语言组织中了解学生的思维习惯,对表达不规范的用语进行纠正,将严谨的求学态度植入他们的思维习惯,从而提高数学教学效率。
初中数学教学方法的应用包括创造条件,激发学生的学习动机,因此教师在教学过程中要为学生创造特殊的环境,指导学生学习,激发学习热情和理解欲望,促进学生技能的发展。问题导学法不在于向学生传授知识,而在于教师提出应用建议时,提高学生的主动性和对数学学习的兴趣。在过去,虽然不少教师也采用了教学辅导的方法,但学生存在抗拒和不愿意回答的现象,降低了问题导向学法的效果。如在学习“等腰三角形”章节时,大多数定向问题都集中在情境上,表现出等腰三角形的底角的大小决定其形状。如果教师将问题与实际情况结合起来,就可以很好地解决单纯数学问题的乏味问题。例如,教师可以为学生播放云南特色房屋的视频,这些房屋是等腰三角形的形状,然后提问学生:已经知道屋顶与地面的夹角(底角)是多少,也知道一边屋顶的长度是多长,那么如何计算房子的三角形框架的高度?这些问题本质上还是运用三角形有关知识解决,相对在黑板上直接给出线段与角度值来说,无疑是对学生更具吸引力,学生会积极参与问题的研究,提高学习成效。
为导学而设计的问题是否体现教学内容的重点,能否突破难点,以及问题本身是否有研究的必要,直接影响学习效率。因此,教师必须根据学习内容优化问题设计,以提高问题的质量。在选择要解决的问题时,教师制定问题要确保具有关键信息的指向性,要符合帮助找到学生解题思路的需要,也就是体现“导向”的作用。如:
这个题目乍一看好似简单,有的学生会采用传统通分方法解题,才写下第一步就会感觉到非常繁复,根据学习经验,对后续的解题过程失去信心从而停滞不前。教师此时引导学生运用“整体代入法”解答,设计如下问题引导学生思考:
解法一:
师:注意观察“已知”与“未知”的联系,若将整式的第一项分母中的“1”用代替,可以变形为什么?
师:这时我们发现,第一项变形后其分母与第二项分母相同,设想能否将第三项的分母也化为相同的形式?怎么变形?
师:这样成功将原式化为同分母分式,请写出完整的解题过程。
解法二:
师:已知=1,、、的值是不是唯一确定的?
生:不唯一。
师:、、的值可能取哪些?试举例。
师:、、只要满足它们的乘积为“1”这个条件,待求代数式的值是否相同?不妨试试。
生:经过用不同的两组或更多组数值代入计算,发现结果相同,都等于1。
教师总结:我们称这种赋予不同字母特定数值的方法叫“赋值法”,它适于于“字母的值不唯一确定的”求代数式的问题。学会使用这种方法,化繁为简,解题非常高效。
这个例题的两种解法,问题的设计能根据实际的情境,问题虽然略显直白,但是体现了“根据解题需要帮助学生建设思路”的原则,学生在学习了本题的解题方法之后知道赋值法的适用题型,也知道了整式的变形有多种巧妙的方法,极大地激活了数学思维。
在采用问题导向学法的初中数学中,教师应该鼓励学生,引导他们把握学习重点,突破难点,取得讨论的成果。这样的指导可以说是一种有效的问题导向策略,因此,教师必须为授课和习题讲解做好充分的准备,在设计问题前,先研究分析课程内容,并分析问题的关键信息所在,在此基础上问题的设计要用规范化的数学语言表达,兼顾温习已学知识。如:
例题2:
如图,矩形中,是对角线与的交点,为上一动点,在上,且⊥,=。
(1)求证:=;
(2)若为中点,=2,求的长。
教师在讲解第(1)题时,可以如下设计问题:
问题1:根据已知条件点是矩形对角线的交点,可以得出与数量上什么关系?依据是什么?
学生:矩形对角线相等且互相平分,所以=。
问题2:假设命题=成立,那么、、三者之间什么关系,它们构成的三角形有什么特点?得到什么结论?
学生:三条线段都相等,它们形成一个等边三角形,三个内角都相等,等于60°。
问题3:由此,可以得出∠=60°,∠=30°,于是这个问题就变成求∠的度数,如果解得的结果是30°,命题得证。如何求得这个角的数值?可以引入未知数,设∠=,根据已知条件,还有哪些角与∠等大?请写出过程。
学生:∵是矩形,∴==,∴∠=∠=。∵=,∴∠=∠=。
问题4:∠如何表示?⊥这个已知条件包含什么信息?依据是什么?
学生:∠=∠+∠=2,由于⊥,根据直角三角形的性质可知∠+∠=90°,即+2=90°,解得=30°,∴∠=90°-∠=60°。∵=,∴△是等边三角形,故=,证毕。
解答第(2)题“若为中点,=2,求的长”。
在上一小题问题导向的基础上,教师只要稍加提示,学生就能正确解答,如下:
问题5:已知△是等边三角形,为中点,线段与有什么特殊关系?可知各个角的度数是多少?运用哪些知识可以求出的长?
学生:∵△是等边三角形,为中点,可知⊥。
这个例题的问题设计引入了矩形、直角三角形、等边三角形的性质,引入了三角函数的知识,学生在教师的引导下,将所有相关知识建立联系,思考问题的同时在运用知识,也是在复习知识,体现了深入学习、立体化学习的原则。
又如,在学习“图形的平移与旋转”时,主要的目的是帮助学生明确平移与旋转之间的关系和差异。在此基础上,教师可以提出这样的问题:图形平移的条件是什么?平移和旋转有什么区别?在检查和分析相关问题时,学生可以总结平移和旋转的区别在于:平移是图形朝一定方向移动一定距离,其形状与面积没有改变,旋转是围绕某一方向、某一中心运动,面积不变,参照某一直线其角度可能发生变化。这些针对性问题有效地体现了课程设置,能使学生更好地理解知识之间的联系和差异。
数字量化也是数学教学过程中的一个重要概念,贯穿了学生的整个生活。学生具有很好的数形结合能力对他们的个人发展至关重要。教师应在问题设置环节充分体现数量与空间关系。例如,在教关于“位置与坐标”的实际问题时,教师可以通过量化和形式化相结合的方法来深化理论知识,提高教学质量,如:“从原地出发,后退20米,然后向前走大约10米,问题1:他一共走了多少米?问题2:他距离出发点多少米?”本例是正负数应用的经典和基础,当学生第一次接触到这部分知识时,他们往往会混淆概念而导致回答错误,因为他们不能理解正负数的运算法则,也还没有形成绝对值的概念。教师适时引入数轴来表示问题的过程,注意数字轴上的某个点(即)的移动,学生通过观察获得最直观的理解,了解正负数运算的规则,从而达到学习的目的。恩格斯说过,“数学是研究数量与空间图形的关系”,本例正是体现了这一点。随着学习的深入,数学知识中的概念、规律、公式、定理等都无一不是数量与图形的结合,因此教师在运用问题导向教学法时除了用规范的数学语言表达之外,往往要借助板书画出简图进行辅助引导,文字与图形的配合与切换,能够让学生很直观地得到相应的信息,推进思考的进程,直至解决问题。
随着新课程教育改革的不断深入,初中数学教育的目标要明确定位:对初中学生应变能力、逻辑思维能力以及数学学科素养进行全方位、立体化培养。因此教师要改变教学理念,改进教学方法,发挥“问题导学”这一传统教学方法的优势与特点,用出新意,教出亮点,通过提高问题的质量来研究并制定具体的解决方案,合理运用数字媒体技术和网络辅助教学提高课堂效率,优化课堂质量,落实培养学生数学思维、优化思维品质的目标,促进学生综合发展,为国家培养数学人才贡献绵薄之力。