江苏省木渎高级中学 朱雪民
波利亚认为:“教会学生有目的的思考,是数学教学的基本目标之一.”[1]思考是思维的一种探究活动,是人类对意向信息进行加工的过程,所有思考的进行都存在联想的参与.数学思考是指从数学的角度,用数学的思维对数学对象进行思考的过程,这种思维方式是形成创新能力的核心.数学抽象、推理与思维是数学思考的灵魂,也是形成数学思想的基础.高中数学相对抽象,如何立足于当堂训练,提升学生的思考能力是笔者近些年一直在研究的问题.本文从以下三点展开阐述.
教学中,不少学生对一些数学知识处于“能意会,却无法言传”的状态,这种情况常导致学生在解题时出现思维模糊、想着想着就跑偏了的现象.而复述是训练学生思考能力的基本手段之一,它能让学生清晰思维、明晰解题思路.
所谓的复述是指将所学内容,用自己的语言进行流畅地表达.这种方式能将学生思维的“图式”呈现出来,让学生在多次重复的复述训练中不断完善并丰富自己的思维结构.相对而言,高中数学有些语言比较拗口、抽象,要让学生完整地通过自己的语言准确表达出来,实非易事.但为了启发学生对所学内容的思考,以训练学生的思维能力,还需要鼓励学生勤加训练,长期坚持才能真正达到启发思维的效果.
例1“曲线的方程”与“方程的曲线”的概念复述.
从字面上来看,这两个概念异常相近.它们之间到底存在怎样的区别与联系?这是本节课教学的重点与难点.为了让学生彻底弄清这两个概念,笔者在教学时先与学生共同探讨这两个概念:
在直角坐标系中,若曲线C上的点和某个二元方程f(x,y)=0的实数解建立以下两点联系:①曲线上点的坐标全都是该方程的解;②以此方程的解为坐标的点,这些点均为曲线上的点.那么,此方程为曲线的方程,此曲线为该二元方程的曲线.
学生在课堂上虽对此概念有了一定的了解,但若不加以复述或巩固,不少学生过两天就开始混淆,理不清楚其中的关系.为此,笔者在当堂课即带领学生进行复述训练,以深化学生对这两个概念的理解.而复述的过程则体现了思维活跃的过程,此过程能有效地启发学生的思考.
复述:
(1)从定义中的两个条件来复述
这两个条件反映了曲线上的点和以方程的解为坐标的点,二者是不多不少,恰合适的关系.从第一个条件来看,曲线上的点不多于方程的解为坐标的点,也就是曲线上的点全都符合条件,没有一点是例外的;从第二个条件来看,曲线上的点不少于方程的解为坐标的点,也就是说所有符合条件的点均于这条曲线上,没有遗漏.
(2)从集合的角度复述
将曲线理解为点的集合,记作C;将方程的实数解理解为点的坐标,点集记作F.
也就是C={(x,y)|f(x,y)=0}.
从这两个角度进行复述的情况来看,复述训练能有效地启发学生的思考,让学生从自身独有的思维角度去分析与理解知识的内涵.此过程是内化新知、建构认知体系的重要过程,亦是赋予所学知识价值的过程.
众所周知,变式训练是相对于某种范式的变化形式,是深化学生思考,提升解题能力的重要途径之一[2].变式一般是将简单的概念、公式、性质等演变成复杂问题的过程,一旦掌握了变式的基本思想,就能掌握解决问题的基本策略与方法.这种训练方式,对提高学生的辩证思维能力以及思维的自觉领悟能力具有重要影响.
教学中,我们常涉及到的变式有语言、图形、概念、定理、公式或题目等,不论是哪种变式的应用,均以知识和文化两大导向为基础,以实现教学的三维目标为宗旨.我们接触最多的是试题的变式,即以一道试题为母胎,为了深化其知识的内涵,通过问题条件或结论的变化,呈现出一组新题.通过这组问题的解决,在完善原有认知结构的基础上深化思考,形成良好的数学综合素养.
例2已知在数列{an}中,a1=1,an+1=an+1(n∈N*),求该数列的通项公式.
变式1已知在数列{an}中,a1=1,an+1=an+n(n∈N*),求该数列的通项公式.
变式2已知在数列{an}中,a1=2n-1,an+1=an+2n-1(n∈N*),求该数列的通项公式.
解析:形如an+1=an+f(n)的递推关系式,可采用叠加的数学思想,将问题化归成等比或等差数列求和.
变式3将原式中an前面的系数变为2,也就是an+1=2an+1,求此时数列的通项公式.
变式4将变式3中的常数改成幂的形式,如an+1=2an-3n,求此时数列的通项公式.
解析1:与变式3类似,把递推公式变形成an+1+3n+1=2(an+3n),从而凑配为等比数列{an+3n},计算可得an=2n+1-3n.
综上,想要深化学生对知识纵深的理解,变式训练是最好的方法之一.通过以上变式的应用,学生不仅对此类问题有了更为深刻的认识,在脑海中建构了一系列求解的通项公式,当再次遇到类似问题时,则能举一反三,顺利解题.在此变式训练的过程中,学生在获得知识的同时,还形成了良好的思考能力,为各项数学能力的提升奠定了基础[3].
曾子有云:“吾日三省吾身.”反思是促进思维成长的利器,是提高人类各项能力的保障.“悟”即深层次的思考与反思,它是学习者思维能力的体现.那么,在数学课上,学生应该从哪些角度去进行感悟呢?笔者认为有以下几点:
(1)基础知识的感悟
教学遵循一个循序渐进的过程.课堂教学一般从基础的概念、定理或公式出发,这些基础性的知识虽然简单,但若扣不住它的核心点,不弄清它的发展主线,则无法深刻认识其内涵与外延.而课堂时间又是有限的,有些问题教师并不能讲得非常全面、透彻,尤其是在“以学生为主体”的背景下,更多的是教师的点拨与学生的自我领悟.因此,这就要求学生要拥有“悟”的意识,从不同视角去审视与感悟基础知识,达到知其然且知其所以然的境界.
(2)解题方法的感悟
数学能力的高低可在解题中见分晓,良好的解题方法,为思维指明决策程序,为后期学习中的类比提供保障.对解题方法的感悟,最重要的是要注重思考解题方法的主要特征、基本步骤、技巧等,并将这些内容内化到自己原有的认知结构中,将良好的解题技巧与方法转化为自己的技能.
(3)数学思想的感悟
解题方法与技巧属于实施层面的内容,而其背后一般都蕴藏着一定的数学思想,这些数学思想则属于数学的灵魂.数学思想决定了数学学习的整体策略与方法,是学生真正实现触类旁通的关键因素.因此,教学中应注重加强学生对数学思想方法的感悟.学生一旦领悟了相应的数学思想方法,则能从真正意义上实现以一通百的能力.
总之,提升学习效率是教学的首要任务,训练学生的思考能力具有重要的战略意义.作为教师,应结合学情与教学内容,在授学环节,选择合适的方式进行思考能力的训练,让学生在复述、变式与感悟中不断地提高自身的学习能力与数学核心素养.