浅谈培养高中学生分析和解决数学问题能力

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  分析和解决数学问题的能力是指能阅读、理解对问题进行陈述的材料;能综合应用所学数学知识、思想和方法解决问题,包括解决在相关学科、生产、生活中的数学问题,并能用数学语言正确地加以表述。它是逻辑思维能力、运算能力、空间想象能力等基本数学能力的综合体现。数学是人类文化的重要组成部分,在形成人类理性思维的过程中发挥着独特的、不可替代的作用。作为衡量一个人能力的重要学科,如何培养高中学生分析和解决数学问题的能力,就成为高中数学教师应认真思考的问题。
  在高中数学起始教学中,教师必须着重了解和掌握学生的基础知识状况,尤其在讲解新知识时,要严格遵循学生认知发展的阶段性特点,照顾到学生认知水平的个性差异,强调学生的主体意识,发展学生的主动精神,培养学生良好的意志品质;同时要重视数学思想方法的教学,指导学生提高数学意识。数学意识是学生在解决数学问题时对自身行为的选择,它既不是对基础知识的具体应用,也不是对应用能力的评价,数学意识是指学生在面对数学问题时该做什么及怎么做,至于做得好坏,当属技能问题,有时一些技能问题不是学生不懂,而是不知怎么做才合理,有的学生面对数学问题,首先想到的是套哪个公式,模仿哪道做过的题目求解,对没见过或背景稍微陌生一点的题型便无从下手,无法解决,这是数学意识落后的表现。数学教学中,在强调基础知识的准确性、规范性、熟练程度的同时,我们应该加强数学意识教学,指导学生以意识带动双基,将数学意识渗透到具体问题之中。
  
  一、分析和解决问题能力的组成
  
  1.审题能力
  审题是对条件和问题进行全面认识,对与条件和问题有关的全部情况进行分析研究,它是如何分析和解决问题的前提.审题能力主要是指充分理解题意,把握住题目本质的能力。分析、发现隐含条件以及化简、转化已知和所求的能力。要快捷、准确解决问题,掌握题目的数形特点、能对条件或所求进行转化和发现隐含条件是至关重要的。
  2.合理应用知识、思想、方法解决问题的能力
  数学思想包括数形结合、函数与方程思想、分类与讨论和等价转化等;数学方法包括待定系数法、换元法、数学归纳法、反证法、配方法、分析法、综合法等基本方法。只有理解和掌握数学基本知识、思想、方法,才能解决高中数学中的一些基本问题,而合理选择和应用知识、思想、方法可以使问题解决得更迅速、顺畅。如已知函数f(x)=ax3+bx2+cx,在x0点处有极大值5,其函数y=f/(x)图像经过(1,0),(2,0),求(1)x0的值;(2)a、b、c的值。此题熟练应用导数、一元二次方程知识就能顺利完成。
  
  二、培养和提高分析和解决问题能力的策略
  
  1.重视通性通法教学,引导学生概括、领悟常见的数学思想与方法
  数学思想较之数学基础知识,有更高的层次和地位.它蕴涵在数学知识发生、发展和应用的过程中,它是一种数学意识,属于思维的范畴,用以对数学问题的认识、处理和解决。数学方法是数学思想的具体体现,具有模式化与可操作性的特征,可以作为解题的具体手段。只有对数学思想与方法概括了,才能在分析和解决问题时得心应手;只有领悟了数学思想与方法,书本的、别人的知识技巧才会变成自已的能力。
  每一种数学思想与方法都有它们适用的特定环境和依据的基本理论,如分类讨论思想可以分成:(1)由于概念本身需要分类的,象等比数列的求和公式中对公比 的分类和直线方程中对斜率 的分类等;(2)同解变形中需要分类的,如含参问题中对参数的讨论、解不等式组中解集的讨论等。又如数学方法的选择,二次函数问题常用配方法,含参问题常用待定系数法等。因此,在数学课堂教学中应重视通性通法,淡化特殊技巧,使学生认识一种“思想”或“方法”的个性,即认识一种数学思想或方法对于解决什么样的问题有效。从而培养和提高学生合理、正确地应用数学思想与方法分析和解决问题的能力。
  2.加强应用题的教学,提高学生的模式识别能力
  高考是注重能力的考试,特别是学生运用数学知识和方法分析问题和解决问题的能力,更是考查的重点,而高考中的应用题就着重考查这方面的能力,这从新课程版的《考试说明》与原来的《考试说明》中对能力的要求的区别可见一斑.(新课程版将“分析和解决问题的能力”改为“解决实际问题的能力”)
  数学是充满模式的,就解应用题而言,对其数学模式的识别是解决它的前提.由于高考考查的都不是原始的实际问题,命题者对生产、生活中的原始问题的设计加工使每个应用题都有其数学模型。高考中出现的“运输成本问题”、“污水池问题”、“减薄率问题”、“汽车租赁问题”分别对应着函数、均值不等式、立几、数列、不等式与方程。在高中数学教学中,不但要重视应用题的教学,同时要对应用题进行专题训练,引导学生总结、归纳各种应用题的数学模型,这样学生才能有的放矢,合理运用数学思想和方法分析和解决实际问题。
  3.适当进行开放题和新型题的训练,拓宽学生解决问题的视野
  要分析和解决问题,必先理解题意,才能进一步运用数学思想和方法解决问题.近年来,随着新技术革命的飞速发展,要求数学教育培养出更高数学素质、具有更强的创造能力的人才,这一点体现在高考上就是一些新背景题、开放题的出现,更加注重了能力的考查.由于开放题的特征是题目的条件不充分,或没有确定的结论,而新背景题的背景新,这样给学生在题意的理解和解题方法的选择上制造了不少的麻烦,导致失分率较高.因此,在高中数学教学中适当进行开放题和新型题的训练,拓宽学生解决问题的视野是提高学生分析和解决问题能力的必要的补充.
  4.重视解题的回顾
  在数学解题过程中,解决问题以后,再回过头来对自己的解题活动加以回顾与探讨、分析与研究,是非常必要的一个环节。
  解题教学的目的并不单纯为了求得问题的结果,真正的目的是为了提高学生分析和解决问题的能力,培养学生的创造精神,而这一教学目的恰恰主要通过回顾解题的教学来实现.所以,在数学教学中要十分重视解题的回顾,与学生一起对解题的结果和解法进行细致的分析,对解题的主要思想、关键因素和同一类型问题的解法进行概括,可以帮助学生从解题中总结出数学的基本思想和方法,并将它们用到新的问题中去,成为以后分析和解决问题的有力武器.
  (作者联通:725800陕西省白河县第一中学)
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