数学思维能力的培养及发展往往需要一个长期且复杂的过程,需要日常教学中的不断渗透.然受“功利教育”的影响,有些教师在日常教学中过度追求结果而忽视了学生思维能力的培养,致使学生在后期综合应用时显得力不从心.为此,在日常教学中应引导学生认真探索、积极实验,使其经历知识发生、发展、深化的过程,从而让学生在形成正确认知的同时,思维能力也能够得以提升.笔者结合一些具体的教学实践,谈了一些在日常教学中发展学生思维能力的一些认识和感悟,现分享给大家,以期共鉴.
1 让思维能力在概念教学中扎根
概念是数学知识的重要组成部分,对概念理解的深浅程度直接关系到学生解题能力的高低.然数学概念是在生产生活中不断抽象、概括总结而来的,因此学生会感觉数学概念是抽象的,难以理解的,为此对概念并没有形成“好感”.加之在教学中,有些教师为了追求教学速度,常常对概念教学进行整合和压缩,使得概念教学变成了突兀的照本宣科,学生并没有对数学概念形成深刻的印象,从而在应用概念解决问题时常常受阻,影响了数学应用能力的提升.笔者认为,在概念教学中可以通过情境、问题、对话、追问等形式让学生经历概念的形成过程,从而让学生的数学思维在经历的过程中得以扎根.
案例1对数的概念
问题情境:已知某一放射性物质的质量逐年缩减,每过一年其质量就变成了原来的84%,假设最初的质量为1,请自己提出一个数学问题并解答.(学生思考片刻,提出问题.)
生1:5年后该物质剩余的质量是多少?10年后剩余的质量是多少?
生2:多少年后,该物质剩余的质量为原始质量的一半?
师:很好,两位同学分别从正、逆两个角度提出了问题.那么这两个问题该如何求解呢?
生1:先建立指数函数模型,令剩余质量为y,年份为x,则有y=0.84x,求当x=5和x=10时的y值.
生2:在指数函数y=0.84x中,已知y=0.5,求x值,即解方程0.84x=0.5.
师:思考一下方程0.84x=0.5是否有解呢?有几个解?
生3:有解,且有唯一解.
师:说说你的理由.
生3:结合指数函数y=0.84x和y=0.5图象(如图1),可知两图象有交点,且交点唯一,所以方程有唯一解.不过运算比较复杂,还没有得到具体的值.
师:能够联想应用函数图象来求解方程问题,将函数与方程完美地融合在一起,应用数形结合思想、函数与方程思想来解决问题,非常好.
师:结合上面问题,我们知道要想得到最终值就要解指数方程,你能求解下列指数方程吗?
(1)2x=1;(2)2x=4;(3)2x=18;(4)2x=3.
问题给出后,学生迅速地给出了前面三个问题的答案,但是对于第(4)题大家都犯了难.
师:方程2x=3有解吗?
生齐声答:有解,但是不能确定准确的x值.
师:回忆一下,在初中最初解方程x2=3时,我们是如何解决的呢?
生4:因为难以方程的根表示,最后引入了新的符号——根号.
师:很好,数学家经过多年的研究,引入了新的记法.用log23表示以2为底3的对数,那么方程0.84x=0.5的解是什么呢?
生齐声答:log0.840.5.
接下来教师举了几个特例后,引导学生观察并总结,将问题向一般转化:如果ab=N(a>0,且a≠1),那么logaN=b.这样以学生的认知为出发点,通过逐层的分析和联想引出了对数的概念,让学生不仅知道数学概念的引出是必要的,是自然的,而且对概念形成了深刻印象,思维能力也得到了发展.
2 让思维能力在定理教学中开花
数学公式、定理与结论是解决数学问题的主要依据和重要工具.如果在新知授课时对这些公式、定理仅做简单的介绍而不进行有效的推理和证明,那么学生难以对其形成深刻的印象,而且难以知晓隐含其中的价值,这将影响学生解题能力的提升,影响学生思维能力的发展.为此,在定理教学中,教师可以设置一些探究性的学习活动,让学生在探究的过程中积聚能量,实现自我发展.
案例2直线与平面平行的判定教学片段
师:你能列举一些关于直线与平面平行的实例吗?
生1:黑板的上边缘与地面是平行的.
生2:教室的日光灯与地面也是平行的.
生3:书桌的任意一条边与地面都是平行的.
…………
设计意图:借助实物直观感知体验生活中的直线与平面平行,培养空间观念,为后面的探究做好铺垫.
师:大家都说得很好,但是数学知识是抽象的,如果单凭感觉来判断似乎有些行不通.若直线为a,平面为α,该如何判定a∥α呢?
设计意图:借助问题引导学生从数学的角度去思考平行问题,为判定定理的探究做了铺垫.
师:现在我们一起动手做一做,桌子上有一支笔,如何操作可以让它与桌面平行呢?
生4:可以将笔竖直向上拉起来.
师:一定要竖直方向平移才行吗?
生5:其实也可以斜着平移,只要保证沿着某一方向移动就可以了.
师:很好,联想一下开门过程,看一下你又有什么收获?
设计意图:通过具体操作,引导学生大胆猜想“直线a是平面α外的一条直线,若其与平面α内的一条直线平行,则a∥α”.
师:我们刚刚的猜想正确吗?能否进行验证呢?
生6:如图2,在平面α内作直线b,a与b没有交点,所以a∥α.
接下来教师又引导学生将直线b在平面α内平移,得到直线c,不难发现a∥c,a与c也没有交点,以此类推,在平面α内平移直线b会得到无数条直线c,直线a与平面α内的无数条直线都是平行的,而这些无数条直线组成了平面α,所以直线a与平面α没有公共点,即a∥α.教师还可以引导学生联想平面内的点,因为在平面内过该点一定会找到一条与平面外的直线a平行的线,以此拓展学生思维,揭示数学本质,让学生深入理解定理.
以上探究既让学生感受了数学知识源于生活,又让其体验了几何定理的形成过程,掌握了数学研究方法.在整个过程中,创设的问题都是接近学生最近发展区的问题,符合学生认知,适合学生的思维发展.另外,在教学过程中独立思考与合作交流相结合,通过有效的互动交流实现了知识的内化.
3 让思维能力在解题教学中结果
解题教学是数学教学的重点,有部分学生常将数学学习与解题同等看待,可见解题在数学教学中的地位和价值.通过解题可以促进学生更好地理解知识,有助于实现知识的巩固和内化,有助于促进学生思维能力的提升.
案例3裂项相消法
问题1已知数列{an}满足an=13-3n,设bn=1anan+1,求数列{bn}的前n项和Tn.
在复习数列求和时,教师给出问题1引导学生回顾“裂项相消法”求和.问题给出后,教师先让学生独立思考,再点名让学生进行解答.
解答过程如下:
因为bn=1(-3n+13)(-3n+10)=13·(-3n+13)-(-3n+10)(-3n+13)(-3n+10)=131-3n+10-1-3n+13,
所以Tn=b1+b2+b3+……+bn=1317-110+14-17+11-14+……+1-3n+10-1-3n+13=131-3n+10-110=n10(10-3n).
师:结合已有经验和上面的解题过程,你能总结一下“裂项相消法”求和的解题要领吗?
生1:我认为主要有两点.一是关于“裂项”,对于形如1anan+1的式子需要按照下面步骤进行拆分,即1anan+1=1d·an+1-ananan+1=1d1an-1an+1(注意其中{an}为等差数列,d为公差);二是关于“相消”,当通项裂开后,需要明晰消除了哪些项,剩下哪些项,要确保剩下的项是对称的.
问题2已知bn=n+14n2(n+2)2,数列{bn}的前n项和为Tn,证明:对于任意n∈N*,都有Tnlt;564.
问题2给出后,有部分学生感觉无从入手,其关键是学生认为问题2与前面问题有所不同,不懂该如何对通项进行裂项.基于此,教师给予及时的指导,引导学生从分子出发,将分子转化为分母两项之差,从而突破裂项这一难点,即bn=n+14n2(n+2)2=116×(n+2)2-n2n2(n+2)2=1161n2-1(n+2)2,实现裂项后,问题迎刃而解.
通过变式,引导学生领悟解题并不是盲目的套用,在通法“不通”时需要及时调整.另外,通过变式,学生能意识到“通项相消法”的本质是将分子改写成分母两项之差(之和)的形式,从而在解题时学会抓住问题的本质.教师作为课堂教学的组织者和合作者,当学生有困难时,教师要给予及时的指导;当学生有新想法、新思路时,教师要给予及时的鼓励;当问题求解后,引导学生进行总结归纳,厘清问题的来龙去脉,总结出解题通法.
总之,在教学中,教师切勿越俎代庖,要凸显学生的主体性,让学生的思维在数学课堂上得以自由流淌.