探析数学高阶思维的培养策略

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  【摘 要】高阶思维是一种以高层次认知水平为主的综合性能力思维。在数学学科中,高阶思维体现为有意识的、围绕特定目标的、需要付出持续努力的高层次认知水平的复杂思维。近年来,随着教育改革的不断深入,教师越来越注重对学生学习能力的培养,而高阶思维作为数学学科中十分重要的复杂思维,自然也受到教育工作者的广泛关注。众多教师均展开了对高阶思维培养的探究,旨在引导学生形成较为成熟的数学高阶思维。
  【关键词】初中数学;高阶思维;教学策略
  【中图分类号】G633.6  【文献标识码】A  【文章编号】1671-8437(2021)16-0102-02
  当今时代发展迅速,传统教育模式已很难满足社会发展对人才的需求,新时代对人才的素质结构与培养提出了新的要求和挑战。数学作为一门逻辑性极强的学科,教师在教学时应有意识地训练与培养学生的高阶思维,不仅能够提升学生分析问题、解决问题的能力,还有助于促进其各项能力全面协调发展。下面将围绕初中数学教学中数学高阶思维的培养策略展开论述。
  1   指导审题,培养学生数学思维的严谨性
  严谨性指的是谨慎、细致,它是数学学科的特点。研究表明,一些学生在学习数学时容易粗心,不注重细节,以致在练习或考试时常因马虎而失分[1]。对此,教师应引起重视,在日常教学中指导学生审题,培养学生数学思维的严谨性。严谨的数学思维习惯不仅能帮助学生提高解题效率及正确率,还有助于提升学生的综合素养。
  如学习“一元一次方程”時,教师可带领学生分析这道题目:某超市1月份盈利8000元,受疫情影响,2、3月份超市盈利降低,已知2月份的盈利额降低到前一个月的80%,而3月份盈利额比前一个月降低了10%,请分别求出超市2、3月份的盈利额。教师要先引导学生审题,仔细审题可以发现2月份的盈利额占1月份的80%,而3月份的盈利额占2月份的(1?10%),即90%。然后可以分别计算求出2月份的盈利额为8000×80%=6400元,3月份的盈利额为6400×90%=5760元。在解这道题时,审题是关键,教师要引导学生弄清楚“降低到”和“降低了”的区别,并看清楚2、3月份分别是与哪个月份的盈利额相比发生了变化,这些关键信息会直接影响学生的最终计算结果。
  审题是做题的第一步,审题不仅要看已知条件,还要弄清楚问题。如果学生在审题时不仔细,很容易答非所问或者答题不全面。指导学生审题,引导学生养成严谨的审题习惯,有助于培养其思维严谨性。在教学时,教师还应积极关注学生的学习情况,在必要时给予指导和鼓励,帮助学生解决问题。否则学生的问题积少成多,就可能很难消除这些问题带来的影响。
  2   发现规律,培养学生数学思维的深刻性
  在教学时,教师应关注学生的主体地位,引导学生探索思考,发现规律,以培养学生数学思维的深刻性。解决数学问题时,学生不能仅解读其表层含义,还应具备透过现象看本质的能力,能够深入思考[2]。因此,在初中数学教学中,教师可以组织学生通过深入思考,发现规律,促进学生深度思考,形成深刻的数学思维。
  如教学“多边形”时,教师可以分别在黑板上画出一个三角形、一个四边形、一个五边形和一个六边形,然后让学生计算每一个图形的内角和。即三角形的内角和为180°,在四边形对角线方向作辅助线,将四边形划分为两个三角形,进而得出四边形的内角和为360°。按照这种方法分析,可以得出五边形的内角和为540°,六边形的内角和为720°。在学生全部分析计算出结果后,可以继续让学生猜想任意n边形的内角和。这时,学生可以按照刚刚的分析方法发现,四边形可以划分为2个三角形,五边形可以划分为3个三角形,六边形可以划分为4个三角形,所以n边形可以划分为(n?2)个三角形,进而得出n边形的内角和为(n?2)×180°。
  深刻性是数学高阶思维的特点之一。在培养学生深刻的数学思维时,教师是引导者的角色,应适时地对学生进行点播和指导,促进学生自主思考和探索,从而发现规律。找规律是初中数学常考的一种题型,它要求学生能够通过现象找出规律,这就是在考查学生的思维深度。但培养学生数学思维的深刻性,课堂教学时间远远不够,教师应鼓励学生在课下积极思考探索,帮助学生在一次次的思考探索中,提升思维深度。
  3   反驳特例,培养学生数学思维的批判性
  批判性思维体现在初中数学学习中,是指学生能够对自己的解题思路或估算结果有正确的分析判断,这是很多学生都缺少的能力。传统的教育模式下,学生习惯于接收教师“灌输”的所有内容,很少自主思考知识的来龙去脉。教师应在教学时带领学生反驳特例,让学生学会质疑,进而培养学生数学思维的批判性。
  如讲解“一元一次不等式”时,教师可以讲解这道题目:(a?4)x<6,求x的取值范围。看到这道题目后,很多学生都会这样计算:当a?4>0时,x<;当a?4<0时,x>。但这是不正确的,所以计算完不等式后,学生还需要重新审视自己的计算过程,观察其中是否存在错误或考虑不严谨的地方。很明显,上述解法中,学生忽略了a=0的情况,当a=0时,x∈R。可见分析数学问题时,往往会存在一些特殊情况,学生需要批判地思考,以提升自己的解题能力。
  虽然批判性思维在数学学习中有重要作用,但它也是学生比较缺乏的一种思维意识。因此,教师可以从自身做起,在教学时常问学生“为什么”,以促进学生思考探究。通过反驳特例,能够引导学生摆脱思维定势,学会批判地看待问题,从而不断提升学生的综合素养。
  4   迁移想象,培养学生数学思维的独创性
  独创性包含独立性和创造性两个方面。要想形成独创的数学思维,学生首先要具有思维独立性,能够自主思考问题,然后在此基础上发挥想象力,从而创造性地解决问题。初中生各方面的发展都处于较活跃的水平,因此教师要积极把握这一阶段特征,结合教学活动引导学生迁移想象,培养学生的独创性思维。数学是一门十分灵活的学科,学生要学会灵活地迁移知识,探索、发现各种解题方法。   如学习“全等三角形”时,教师可让学生探究这道题目:小明不小心把教室的一块三角形玻璃打碎了,现在他准备去玻璃店配一块一模一样的玻璃,如图1所示,请问小明拿着哪部分碎玻璃去玻璃店,可以让师傅配出一摸一样的玻璃?看到這道题目,学生给出的答案不一。但仔细分析可以发现,学生迁移应用全等三角形的知识,求证全等三角形时,有一种方法为ASA,即知道两角和其夹边,可以得到唯一的三角形,所以应该拿③号玻璃去。这样迁移应用全等三角形的知识,学生能够有依据地得出正确答案。可见,在教学时组织学生自主思考探究,有助于帮助学生形成独创的数学思维。
  5   变式转化,培养学生数学思维的灵活性
  学习数学不能生搬硬套,面对题目的变式转化,学生要能够迅速地找到解题方法,进而高效地求解,这就是思维的灵活性。在学习时,学生往往会形成思维定势,这在一定程度上阻碍了学生思维的发散,因此,教师可以在教学时引导学生。通过变式转化的训练,培养学生数学思维的灵活性,进而培养其数学高阶思维。
  如讲解“分式方程”时,教师可以带领学生开展变式练习,先分析这道题目:已知x+=3,求x2+。计算这道题目可以应用完全平方式展开求解,根据已知条件得出(x+)2=x2+2+=9,所以x2+=9?2=7。紧接着可以开展变式:求解时,学生就不能按照刚刚的方法求解了,但是分析可以发现=
  ()2,很显然底数部分为x+的倒数,所以所求式子=()2=。可见,任何一种方法都不能套用于所有题目,学生需要学习如何寻找正确的解题方法,提升自己的思维灵活度,从而灵活地解决数学问题。
  初中数学要求学生具备灵活的解题能力。因此,教师应当在教学中重视对学生数学高阶思维的培养,通过变式转化,帮助学生意识到数学学科灵活性的特点,提升学生的思维灵活度。
  总之,数学高阶思维的培养是一个复杂而漫长的过程,教师要有耐心,不能操之过急,要在日常教学中融入对学生高阶思维的培养训练,为学生提供充足的时间反思总结,引导学生形成数学高阶思维。同时,教师要注重对学生学习能力及综合素养的培养,为学生以后的长远发展打下坚实的基础。
  【参考文献】
  [1]沈媛.指向高阶思维的初中数学课堂的实践与思考[J].数理化学习(教研版),2020(3).
  [2]宋菁.初中数学教学如何培养学生高阶思维[J].读写算,2018
  (15).
  【作者简介】
  王小平(1972~),女,汉族,浙江杭州人,本科,中学中级教师。研究方向:高阶思维在课堂教学的落实。
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