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高中生数学思维的培养

2017-05-26聂靖翔康淑瑰田果萍

教育教学论坛 2017年20期
关键词:高中生问题思维

聂靖翔+康淑瑰+田果萍

摘要:数学思维是数学地思考问题和解决问题的思维活动形式。要从问题出发,进行问题的设计、解题时的思维引导、解题后的反思与总结等一系列过程来培养高中生的数学思维。

关键词:数学;思维;高中生;问题

中图分类号:G632.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)20-0224-02

一、核心概念阐述

现代认知心理学认为思维是人的信息加工过程。信息加工的基本过程包括问题解决、模式识别和学习(即信息的获取和存储)[1]。数学思维是人脑和数学对象(空间形式、数学关系、结构关系)交互作用并按一般思维规律认识数学内容的内在理性活动,具有概括性、问题性和相似性等特征。[2]

二、数学思维的培养策略

教育的对象是学生,教师既要关注高中生的心理发展特点,又要适应高中生思维发展特征,还得兼顾数学思维的规律去设计高中生数学思维的培养策略。

学习方式是指每个人在学习时所具有的或偏爱的方式。[3]田果萍老师曾对高中生的数学学习方式做过调查研究,研究表明:68.0%的学生注重听课;73.3%的学生大量做题;57.9%的学生进行总结。[4]这反映出听课与练习成为高中生学习数学的双主渠道,而且练习与听课相比较而言显得更加重要,高中生在构建自己的认知结构时十分重视知识的系统化,自主学习的意识与技能必有待提高。如果把数学问题比作修一条路的话,已知条件是材料,问题是设计图,数学思维能力是建造过程,基础能力就是地基。不管我们是领悟到还是学习到新的知识,都要有旧知识作为铺垫,才能使全体学生进步,来培养数学思维能力。中国学生发展的核心素养,是以科学性、时代性和民族性为基本原则,以培养“全面发展的人”为核心,分为文化基础、自主发展、社会参与三个方面。综合表现为人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新六大素养,具体细化为国家认同等十八个基本要点。[5]

不同阶段的学生因年龄特点在各学段的具体表现不同。“大众数学”作为新课标基本理念的第一條,其理想结果是给所有学生“一双能用数学视角观察世间的眼睛,一个能用数学思维思考世间的头脑”。[6]本文结合自己的学习经历、实习经验、大学期间在培训机构担任高中教师的经历,从问题出发,进行设计、思维引导、解题后的反思与总结等一系列过程来培养学生的数学思维。

三、案例及其讨论

案例1:从问题出发并进行问题的设计。

在课堂教学中教师应重视问题情境,尽可能的把数学问题与实际生活中的问题相关联,与学生水平较为符合,来激发学生的兴趣,从而调动学生的思维,培养学生的思维能力。例如:(1)卖一送一(即买一只茶壶送一只茶杯);(2)打9折(即按购买总价的90%付款)。其中还有一个前提条件是:购买茶壶3个以上(茶壶20元/个,茶杯5元/个)。[7]由此,不禁想到:这两种优惠办法有区别吗?到底哪种更便宜呢?这种与生活息息相关的数学问题,更加容易吸引到学生的注意力,激发学生的兴趣,更深入的思考从而锻炼学生的数学思维。

案例2:解题时的思维引导。

首先:根据题意可以采用方程的思想去思考如下:

设茶壶X个,茶杯Y个,一共用去Z元。

第一种优惠方式:当Y3,Y≥0时

20X=Z(Y3,Y≥0)

当Y≥X,X>3,Y≥0时

20X+5(Y-X)=Z(Y≥X,X>3,Y≥0)

15X+5Y=Z(Y≥X,X>3,Y≥0)

第二种优惠方式:(20X+5Y)×0.9=Z(X>3,Y≥0)

18X+4.5Y=Z(X>3,Y≥0)

其次:从问题出发进行求解。题目问两种优惠方式哪一个更便宜,商家既然给了多种优惠方式,就说明在合理的情况下使用合理的优惠方式最省钱,那么就要找在什么时候两种方式花得钱一样多,即Z相等。

当Y3,Y≥0时

20X=18X+4.5Y(Y3,Y≥0)

2X=4.5Y 即Y=4/9X

当Y≥X,X>3,Y≥0时

15X+5Y=18X+4.5Y(Y≥X,X>3,Y≥0)

0.5Y=3X,即Y=6X

解得当【0≤Y≤4/9X、Y≥6X、X>3】时,第二种优惠方式比较划算;当【4/9X≤Y≤6X】时,第一种优惠方式比较划算。

案例3:解决问题后的反思与总结。

题不在多,反思就好。从元认知理论的角度来看,反思与总结是数学思维培养的关键所在。问题解决之后,要反思解题的过程。学习反而是一个深化(包含优化)知识[8]与方法、监控思维的起航。学生深刻地体会到定义域是函数整体中不可分割的一部分(弥补了初次学习时的不全面性与不深刻性),加深了对分段函数的理解,领教了分类讨论的必要性;在对解题步骤的审核验证过程中,锻炼了思维的缜密性;及时发现错误并及时纠正。这就是元认知体验,使得思路畅通,解题速度加快,思维更加开阔,提高了数学和核心素养。

问题解决之后,还要反思题目特征。提高解决问题的能力,思维品质不仅是一种思维特征,而且也是一种认知方式,解题之后要举一反三。数学思维的价值在于培养良好的思维品质:触类旁通可以培养思维的广阔性;想一想如果题目中的某个条件改变一下,会是什么结论,这种尝试可培养思维的灵活性;揣摩解题规律可培养思维的深刻性;对解题速度进行评价可培养思维的批判性;能提出自己的观点或方法可培养思维的独立性。数学思维源于问题、成于问题,因此我们要抓住解题教学这一数学教育教学上的永恒主题,培养数学思维。

参考文献:

[1][美]司马贺.人类的认知[M].荆其诚,等,译.北京:科学出版社,1986.

[2]任樟辉.数学思维论[M].桂林:广西教育出版,1996.

[3]陈奇,刘儒.当代教育心理学[M].北京师范大学出版社,2006.

[4]田果萍,张生平,赵霞.高中生数学学习方式的调查与分析[J].教学与管理,2010,(9):52-53.

[5]中国学生发展的核心素养[EB/OL].[2016-12-10].http://edu.sina.com.cn/zl/edu/2016-09-18/11143922.shtml.

[6]刘兼,孙晓天.全日制义务教育数学课程标准解读[M].北京师范大学出版,2003.

[7]吴水龙.高中数学教学中培养学生数学思维能力的尝试[J].学周刊(B版),2014,(7)期:180-181.

[8]秦芳.高中学生数学思维能力的培养[J].渭南师范学院学报,2005,(20)(s2):117-118.

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