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例谈高中数学的探究性教学

2016-12-01郑传胤

考试周刊 2016年89期
关键词:探究教学高中数学教学方法

郑传胤

摘 要: 本文结合教学实践,对引导学生探究性学习,从激发学生兴趣、培养学生探究意识、引导学生如何探究和反思等方面进行了阐述。多引导学生发现和探究数学问题,对培养学生数学思维能力及科学探索精神有着重要意义。

关键词: 高中数学 探究教学 教学方法

《普通高中数学课程标准》明确指出:“数学探究是贯穿整个高中数学课程,渗透在每个模块或专题中的。”“学生的数学学习活动不应只限于接受、记忆、模仿和练习,还应倡导积极主动、自主探究的学习方式。”又指出:“数学探究”指学生围绕某个数学问题自主探究、学习的过程。这个过程包括观察分析数学事实,提出有意义的数学问题,猜测、探求适当的数学结论或规律,给出解释或证明。因此,教师要为学生创造自主、合作、探究的课堂教学环境,并积极引导学生主动学习、获取知识,培养学生发现问题、解决问题的能力及实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。那么如何开展数学课程探究教学?

一、唤醒学生的好奇心理,激发学生的探究兴趣

爱因斯坦说:“兴趣是最好的老师。”心理学家指出:兴趣是人的认识需要的情绪表现。它使人积极地寻找满足认识需要的途径和方法。数学课堂教学中,教师可以贯穿介绍一些数学史(或数学家)的趣闻轶事,利用数学本身的科学性和奥秘性吸引学生的注意力。如学习“等差数列的前n项和”时,课本用数学家高斯小时候的故事引入,我就补充介绍了高斯的生平及其在科学上的伟大成就,以进一步引起学生的兴趣和激励学生学习。在学习与生活有密切关系的内容时,先把问题的背景介绍尽量详细一些,甚至生动一些,以唤起学生的好奇心和求知欲,学生在兴趣的驱动下思维更活跃,更有探究欲望。如学习“分段函数”时,课文通过有关“公共汽车的票价制定规则与里程数的关系”说明。在这个例题教学中,我先简要介绍了当地城市公交车的发展过程,接着调查了同学乘坐公交车或出租车的经历等情况,然后问:“公共汽车票价是怎么制定的呢?”同学们的兴趣被激发了,踊跃发言。这就为探讨“分段函数”的概念、表示法、作图等有关内容做了很好的铺垫,使学生对内容的理解更全面深入,学习更有积极性。引入新课题时,教师尽量从学生熟悉的事物切入,更易引发学生的兴趣。如立体几何的学习,教师可以让学生观察实物模型,然后介绍几何体的名称、结构特征,探究性质等。只有切实唤醒学生的好奇心理,激发他们的兴趣,才能真正改变学生“要我学”为“我要学”的学习理念,突出学生学习的主体地位,这样学生才能体会到学习的快乐。

二、引导学生发现问题,培养学生的探究意识

没有问题就没有探究。科学史上的每一项重大发现都是从问题开始的。问题就是矛盾,提出问题就是发现矛盾的过程,是认识需要转化为个人思维任务的过程。怎样才能有效地引导学生发现问题、提出问题呢?首先,教师要积极创设问题情境,启发学生思维。在学生已有认知结构基础上,创设恰当问题情境,引发学生认知冲突,问题自然而然地产生了。其次,教师要在课堂上创造宽松的教学环境,鼓励学生勇于提问。现代教育理念要求建立一种新型的师生关系,教师不单是知识的传授者,更是学生学习活动的顾问、朋友、伙伴。教师通过鼓励、启发、引导,逐渐培养学生观察、分析、思考、发现问题的能力,可有效培养学生的探究意识。此外,教师还要把这种课堂模式常态化,只有在教学中经常地、有意识地引导,才能有效培养学生的探究意识。

创设问题情境,教师经常在引入新课题时使用。如课本每一章节的插图就是很好的创设问题情境的题材。教师要善于利用其中内容引入新课。学生带着问题探究新的知识,学习积极性必然就高,也就容易形成新的知识。如学习“无穷等比数列的前n项和的极限”时,我设计了如下题目:比较“0.99…与1”的大小。同学们很快就回答“0.99…<1”,我告诉学生学完这节课内容后你们就知道刚才的回答是否正确了。这样创设问题情境,自然激活学生的思维。再如学了“直线的方程”,引导学生回顾一元一次函数及其图像,学生自然提出:一次函数的图像与二元一次方程表示的直线有什么区别呢?或者学了“抛物线的方程”后,可引导学生回顾一元二次函数及其图像,学生也会提出这“两个抛物线”有什么区别和联系?这是很有价值的问题,要对学生给予充分的肯定,学生受到激励后当然想进一步探究。

三、引导学生分析问题,形成解决探究性问题的有效方法

数学探究一般包括以下过程:①发现并明确提出所要探究的问题;②猜想与假设;③建构模型,进行推理、分析、论证;④得出结论并交流等。学生提出问题之后,教师如何有效引导他们分析问题、解决问题?第一,引导学生从不同角度、不同层次分析问题,注意调动学生的学习经验和生活经验,启发学生独立观察、深入思考问题;第二,鼓励学生自主探究解决问题的过程与方法。采用独立尝试或小组讨论等方式,让学生综合运用所学知识、思想和方法进行假设、猜想、归纳、类比、验证等思维活动;第三,组织学生相互交流,展示自己解决问题的方法、过程和结果。通过交流,培养学生的语言表达能力,让学生了解每种方法的优劣,以便选择简捷的解决方案。在此过程中,学生获得不同的心理体验和感受,加深对解决问题的过程和方法的理解和认识。

数学习题是课本的重要组成部分,具有一定的典型性和代表性。对于课本习题,不仅用于巩固学生所学知识和技能,更重要的是对有的习题进行变式、引申、拓展或提出探究性问题。对发展学生的数学思维能力和提高学生的探究能力有着重要作用。

(教学片段)教师:同学们,在你们的作业中有哪些解法呢?

学生1:先求出圆心C关于直线l的对称点C′的坐标,因两圆的半径相等,就可以求出对称圆方程。

教师:说得好!那么你是如何求圆心C关于直线l的对称点C′的坐标呢?

学生2:我是先求直线CC′的方程,再求它与l的交点P的坐标,后由中点公式求得C′的坐标。

学生3:我是利用两圆心C与C′到l距离相等和CC′⊥l来列方程组的。同样可解得对称圆圆心C′的坐标。

教师:说得对!从中我们可以比较一下哪种方法更简便……还有其他解法吗?

教师:你的想法不错,从结果来看也是正确的,但这种方法是否可以用于任意直线呢?

教师:我们能不能探讨一下其中的规律呢?请大家分组讨论一下。

教师:那么什么情况下这两直线互相垂直呢?

学生5:当直线l的倾斜角为45°(或135°)时,易知直线PQ的倾斜角为135°(或45°),这两直线互相垂直。

教师:对!当l的斜率为1或-1时,有l⊥PQ,由于l平分PQ,因此点P与Q关于l对称。因此我们得到:

推论1:在定理的条件下,若|A|=|B|≠0,点P与Q关于l对称。

教师:如果求的是曲线(包括直线)关于该直线对称呢?这种方法适用吗?

学生6:因为曲线是由点组成的,所以求它关于该直线对称这种方法也适用。

教师:说得对!因此,上述结论可推广为:

推论2:曲线f(x,y)=0关于直线y=x+b(b∈R)(或y=-x+b(b∈R))的对称曲线方程为f(y-b,x+b)=0(或f(-y+b,-x+b)=0)。

请同学课后继续探讨……

四、引导学生反思,提高探究问题的能力

《数学课程标准》强调通过数学学习,让学生在提出问题、分析问题、解决问题及交流和反思等方面获得充分发展,不断提高学生探究问题的能力。可见,反思是探究性学习的重要一环。通过反思可以增强学生的探究意识,优化思维品质,完善思维过程。那么应该引导学生反思哪些方面内容?首先引导学生反思探究活动过程与方法。在探究活动结束之前,让学生回忆整个探究活动的详细过程,并思考活动是如何展开的?活动过程分为哪些步骤,用了哪些方法?每一个步骤是否都必不可少,哪些方法比较有效?还存在哪些问题等。这样不仅可以使探究课题的过程和方法得到改进,而且可以为以后探究积累经验,提高探究能力。其次,引导学生反思探究得出的观点或结论。通过探究活动,反思自己学到了哪些新知识,这些新知识与自己原有的认知有何联系,从而使自己的知识体系逐步完善,这对学生理解和掌握知识有重要意义。最后,引导学生反思探究活动中相关问题,让学生的思维发散、延伸。探究活动结束后,可以提出与本次探究相关或类似的探究问题,使学生带着问题离开,把对问题的探究延伸到课外,将学生的思维引向更广阔的空间。

美国心理学家布鲁纳指出:“探索是数学教学的生命线。”数学探究的目的在于激发学生学习科学的兴趣,使学生了解科学探究的基本过程和方法,了解数学概念和结论的产生过程,培养学生发现、提出、解决数学问题的能力,发展学生的创新意识和实践能力。探究性学习作为重要的认知活动,不但可以使学生的认知能力有所提高,而且随着问题解决过程的展开,个人学习方式和思维方式都会发生新的变化,尤其对认知策略和元认知的形成都将是有效的促进。因此,教师在数学教学中应积极引导学生发现和探索数学问题,让学生真正体会到“发现”的乐趣,调动他们的学习主动性和积极性。不断引导学生进行总结反思,使学生养成良好的思维习惯,培养严谨的科学态度和勇于探索的精神,这将使他们终生受益。

参考文献:

[1]数学课程标准研制组.普通高中数学课程标准解读[M].江苏教育出版社,2004.

[2]陈旭远.新课程,新理念[M].东北师范大学出版社,2002.

[3]张必平.正确答案后的“迷雾”[J].中学数学教学参考,2009(1).

[4]中学成功教学法体系[M].内蒙古大学出版社,2000.

[5]素质教育新教案(数学)[M].西苑出版社,2004.

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