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摘要:让学生更好地思考数学问题,是数学教学中的一门艺术,其方法与形式是多种多样的,学生思考问题的质量如何,反映了其数学素质的一个重要方面。在教学中,应教会学生对问题进行全面分析与思考,使学生获得系统的数学知识,掌握解决实际问题的技能,培养学生的思维能力。可以从四个方面入手:依托例题寻找最佳途径,快捷解决问题;变单一思维为多向发展,提高分析能力;借助题目变式教学,拓宽逻辑思维空间;抓住习题本质强化探究,走出思维盲区。
关键词:习题;关键点;数学思维;思考力
在教学中我发现,有些学生只会跟着教师的节奏走,只懂得教师讲过的类型题,不懂得如何灵活运用这些类型题里所涵盖的知识解决新问题。为什么会出现这样现象?其原因是多方面的,而不会对问题进行全面分析与思考是其中的重要原因之一。要解决这个问题,教师需要注意以下三点:一是使学生获得系统的数学知识,二是掌握解决实际问题的技能,三是注意培养学生的思维能力。要教会学生思考问题的方法,使学生形成数学意识。
《义务教育数学课程标准(2011年版)》提出的十大核心概念基本上是融合在数学思考内容里的,这充分体现了培养学生思考问题方法的重要性。讓学生更好地思考数学问题,这是数学教学中的一门艺术,其方法与形式是多种多样的,学生思考问题的质量如何,反映了其数学素质的一个重要方面。在教学过程中,教师既要鼓励学生勤于思考,还要引导他们善于思考,教给他们一些思考问题的方法。数学思考的培养应该融合于知识与技能、解决问题之中,侵润于数学课堂教学的每一个环节中。
一、依托例题寻找最佳途径,快捷解决问题
在讲解例题时,应着重分析为什么这样做,而不是只满足让学生知道怎么做。特别是讲解几何证明题时,教师要讲清证明思路,让学生知道为什么这样做,这种方法是如何想出来的,为什么会这样想,为什么不是从其他方面想,若从其他方面想,又可能会产生什么样结果。思考问题的方法是数学的核心和灵魂,只有掌握了正确的数学方法,才能在看似错综复杂的数学问题前从容不迫,得心应手,并且进行深入地探索与研究。正如著名数学家笛卡尔说的那样:“没有正确的方法,即使有眼睛的博学者也会像没有眼睛一样盲目摸索。”由此可见,把思考问题的方法教给学生,进而选择恰当的数学方法进行解题是至关重要的。
如图1,AE是ΔABC的外接圆O的直径,AD⊥BC于D。求证:ΔADC?ΔABE。
在讲解此题时,可引导学生从求证的问题出发,结合相似三角形的判定定理,至少有三种方式去解决ΔADC~ΔABE:两角对应相等;两边对应成比例且夹角相等;三边对应成比例等。可以从上述三种方法选择合适的一种求证即可。
接着,可以引导学生观察所给的几何图形和已知条件,要证明上面三种情况之一成立,证明哪一种情况成立较为简便。这个题目分析到这里,大部分学生很快就能判断出证明第一种情况成立较为方便简单。因为题目所给图形和已知条件中,不难发现:∠E=∠C,∠ADC=∠ABE=90° 。在充分分析下,学生选择最佳方案,教师再进行总结提升,写出规范的证明过程,完善整个思维过程。
本题的思考方法是演绎推理分析法,教师在教学时若能充分注意分析与综合,就可以启发学生去积极思考,培养他们分析问题和解决问题的能力。如果学生在学习中能运用分析法和综合法,很容易就能找到解题的途径,避免盲目摸索。因此,教师必须把分析法和综合法作为演绎推理中的有机部分,随时渗透到教学中。分析法和综合法虽然是两种相反的思维方法,但是在解题时经常把两者有机融合,避免造成思路单一的情况,这种方法就是综合分析法。本例题就体现了转化(化归)的分析综合法:由弧相等转化成圆周角相等。 在整个初中数学教学中,转化(化归)方法一直贯穿其中。它是把一个未知(待解决)的问题化为已解决的或易于解决的问题来解决,如化繁为简、化难为易,化未知为已知,化高次为低次等,是解决问题的一种最基本的方法,也是数学基本思想方法之一。
二、变单一思维为多向发展,提高分析能力
学生的认知水平是逐渐上升的,在数学复习课的教学中,除了让学生对所学的知识要进行查漏补缺外,还需要“让学生再一次发展”。在教学中,要让学生把所学的知识结构化,在学科系统内有机融合、整体构建、创新方式、有效推进,这需要教师智慧地整合教学资源,把已学知识串成“线”,织成“网”。如果说新授课是数学教学的“画龙”之作,那么复习课则是“点睛”之处。以复习课“实数运算”为例,可以将整个教学设计得图文并茂、形象直观,创设各种问题情境,激发学习兴趣,进而更好地发展和提升数学思考力。
如图2,一张长方形纸片,长为2,宽为1。
问题1:长方形纸片的周长是多少?
问题2:长方形纸片的面积是多少?
问题3:将长方形纸片按图2,折出一个边长为 1 的正方形,则正方形的面积是多少?
问题4:如果将上述边长为1的两个同样的正方形拼成一个的新正方形。此新正方形的边长是多少?
通过问题组的设计,可以将运算的视角引入到乘方运算,让学生感受乘方与开平方是互为逆运算。这样,既降低了对开方运算的认识难度,又让学生感受了数学中的某些规则具有一致性、相容性、和谐性。同样的,还可以得到开立方运算,立方根的概念。在问题4中,如果学生不会求新正方形的边长,可启发他们从两个方向入手,一是通过追问:拼成的新正方形的面积可求吗?进而让学生通过新正方形的面积求出边长。二是直接利用勾股定理,得:边长=[12+12=2]。让无理数登场,以便学生更深层次地理解无理数、研究无理数。
通过以上的回忆与思考,还可以引导学生进一步探究。
如图3,如果我们沿所得边长为1的正方形的对角线剪出一个等腰直角三角形,记为ΔABC。沿CE折叠ΔABC纸片,使A点落在BC边上的D点处。 问题5:求BD的长度。
问题6:如图4,继续折叠,使点B与点D重合,折痕为FQ,请你求出此时线段DQ 的长度,并比较此时的DQ的值与[12]的大小关系。
问题7:对于an=b,若给出a、n,求b,是乘方运算;若给出b、n,求a,则是开方运算;若给出a、b,求 n,这又是一种什么新的运算呢?
此活动中,如果学生不会对[12]([2]-1)进行估算,可启发他们对[12]([2]-1)进行估算,关键是要对哪一个数进行估算,合理选择比较大小的方法,对学生进行“算理”的再教育。
在这个设计中,由“形”出发,从互为逆运算的角度,重温数系的发展进程,让学生感受了数学六种运算的发展过程。重走发现之路,基于算理,回归估算,让学生感受到要研究这种运算的必要性和可能性,体验思维推理活动。问题7则让不同的学生在数学上都能得到良好的发展,延续了本节课研究运算的一般方法与规律,让他们有研究运算的意识呈现,有怎样定义运算的方法倾向,有研究问题的经验积累,而这也是初高中知识衔接的重要方式之一,是教学的价值所在。
三、借助题目变式教学,拓宽逻辑思维空间
学生具有合理的逻辑习惯和较强的思维能力,不但有助于透彻地理解和系统地掌握数学知识,而且有助于提高运用数学知识解决实际问题的能力。数学教学不应该以知识的密度来代替对学生思维能力、思想方法的考查,而是应将合理推理和演绎推理巧妙地融合其中,从根本上提高学生的数学素养。对于内涵丰富的题型,若能深入挖掘,加以变化,往往能举一反三,达到以例代类的效果。即能通过做一道题达到会一类,甚至知一片的目的。
如图5,点E是△ABC的边AC延长线上的一点,点D为边AB上一点,BD=CE,连结DE,交BC于F,DF=EF,求证:AC=AB。
解法一:在线段BF上截取GF=FC,连结DG;
解法二:过点D,作DG[?]CE交BC于点G;
解法三:延长FC至P,使得FG=BF,连结EG;
解法四:过点E作EG[?]BD交BC的延长线于点P。
同一個题目,从不同的角度去分析研究,可以得到不同的启发,要引导学生延伸思维的触角,激发学习兴趣,从而提高思维的广阔性、灵活性和深刻性,使其更具有思考力。还可以把题目再进行变式训练。
【变式训练1】如图5,ΔABC中,AB=AC,延长AC到E,使得CE=BD,DE交BC于F。求证:DF=EF。
启发学生多种方法去思考:利用全等三角形,利用中位线,利用平行四边形性质,进而类比相似三角形的知识。
【变式训练2】如图6,BD=CE,求证:AC·EF=AB·DF。
有了以上两题的图形模型,结合相似三角形的有关知识,欲证等积式,只须证比例式[ACAB=DFEF]即可。从图6中可知,AC与AB不在同一直线上,而DE与EF在同一直线上,联想到有关证明比例式的内容不外乎平行或相似得到比例式, DE与EF在同一直线上启发我们可过E点作AB的平行线。这样,就符合要求了。
“变一变,天堑变通途,换一换,陌生成熟悉。”教学中通过对例题、习题做多角度、多方面的发展,寻求问题的增长点,有意识地引导学生通过一题多解、一题多变等训练,不断摸索结解题的捷径,能够使学生思维的广阔性得到发展,思维能力得到提升。
四、抓住习题本质强化探究,走出数学思维盲区
学生错题的原因是多样的,包括:隐含条件分不清,漏条件,分类不当或不分类造成逻辑上的混乱,由于思路不清晰造成计算、推理上的漏洞,主观臆断、消极定势而“误入歧途”等。这些都体现了学生思维的单一化、表面化、无序化盲区。要走出这些思维的盲区,应对他们的学习活动进行观察,选择“典型”例题进行剖析,精心引导,强化训练,并要运用变通性的动态思考。
如有这样一个题目:
已知关于x、y的二元一次方程组[4x-my=162x+ny=12]的解为[x=6y=1],则关于于x、y的二元一次方程组[4(2x+y)-m(2x-y)=162(2x+y)+n(2x-y)=12]的解是 。
在本题的解答中,很多学生往往是没有对两个方程组的构造进行比较研究,而是按部就班地将x、y的值代入第一个方程组,求出m、n,再把它们代入第二个方程组。这个方法也是正确的,但是整个计算过程比较繁冗,还容易产生计算错误。作为填空题题型,这样的题目对于学生来说失分率颇高。我们知道,对于同一类方程(组),方程的解取决于它所含的系数,而与它采用的字母无关。此题中两个方程组虽然表面不一,但只要把第二个方程组的(2x+y)、(2x-y)分别看成两个整体换元,那么它与第一个方程组的系数就相同,因而它的解也应该相同,即有[2x+y=62x-y=1]。这样就抓住了习题的本质,运用了解方程的思想进行了处理。在平时教学中,应使知识的发生过程与结论浑然一体,以强化探究的教学方式去克服学生数学思维的盲区,使学生的思考力得到更进一步的发展。
美国数学家波利亚认为,中学数学教育的根本目的是“教会学生思考”。我们应当明确,数学教育的目的不是培养知识的记忆者,而是培养积极的思考者。教师的角色起着关键性的作用,特别是要准确把握习题的关键点,精心设计习题,组织学生操作实验、观察现象、提出猜想、推理论证等,引导其灵活、多角度地思考,有效提升思考力。
参考文献:
[1]方芳. 精心设计习题提升思维能力[J]. 小学教学参考, 2014,(32).
[2]李荣华. 精心设计习题提高数学思维——以“比的认识”教学为例[J]. 小学教学参考, 2017,(35).
(责任编辑:杨强)
关键词:习题;关键点;数学思维;思考力
在教学中我发现,有些学生只会跟着教师的节奏走,只懂得教师讲过的类型题,不懂得如何灵活运用这些类型题里所涵盖的知识解决新问题。为什么会出现这样现象?其原因是多方面的,而不会对问题进行全面分析与思考是其中的重要原因之一。要解决这个问题,教师需要注意以下三点:一是使学生获得系统的数学知识,二是掌握解决实际问题的技能,三是注意培养学生的思维能力。要教会学生思考问题的方法,使学生形成数学意识。
《义务教育数学课程标准(2011年版)》提出的十大核心概念基本上是融合在数学思考内容里的,这充分体现了培养学生思考问题方法的重要性。讓学生更好地思考数学问题,这是数学教学中的一门艺术,其方法与形式是多种多样的,学生思考问题的质量如何,反映了其数学素质的一个重要方面。在教学过程中,教师既要鼓励学生勤于思考,还要引导他们善于思考,教给他们一些思考问题的方法。数学思考的培养应该融合于知识与技能、解决问题之中,侵润于数学课堂教学的每一个环节中。
一、依托例题寻找最佳途径,快捷解决问题
在讲解例题时,应着重分析为什么这样做,而不是只满足让学生知道怎么做。特别是讲解几何证明题时,教师要讲清证明思路,让学生知道为什么这样做,这种方法是如何想出来的,为什么会这样想,为什么不是从其他方面想,若从其他方面想,又可能会产生什么样结果。思考问题的方法是数学的核心和灵魂,只有掌握了正确的数学方法,才能在看似错综复杂的数学问题前从容不迫,得心应手,并且进行深入地探索与研究。正如著名数学家笛卡尔说的那样:“没有正确的方法,即使有眼睛的博学者也会像没有眼睛一样盲目摸索。”由此可见,把思考问题的方法教给学生,进而选择恰当的数学方法进行解题是至关重要的。
如图1,AE是ΔABC的外接圆O的直径,AD⊥BC于D。求证:ΔADC?ΔABE。
在讲解此题时,可引导学生从求证的问题出发,结合相似三角形的判定定理,至少有三种方式去解决ΔADC~ΔABE:两角对应相等;两边对应成比例且夹角相等;三边对应成比例等。可以从上述三种方法选择合适的一种求证即可。
接着,可以引导学生观察所给的几何图形和已知条件,要证明上面三种情况之一成立,证明哪一种情况成立较为简便。这个题目分析到这里,大部分学生很快就能判断出证明第一种情况成立较为方便简单。因为题目所给图形和已知条件中,不难发现:∠E=∠C,∠ADC=∠ABE=90° 。在充分分析下,学生选择最佳方案,教师再进行总结提升,写出规范的证明过程,完善整个思维过程。
本题的思考方法是演绎推理分析法,教师在教学时若能充分注意分析与综合,就可以启发学生去积极思考,培养他们分析问题和解决问题的能力。如果学生在学习中能运用分析法和综合法,很容易就能找到解题的途径,避免盲目摸索。因此,教师必须把分析法和综合法作为演绎推理中的有机部分,随时渗透到教学中。分析法和综合法虽然是两种相反的思维方法,但是在解题时经常把两者有机融合,避免造成思路单一的情况,这种方法就是综合分析法。本例题就体现了转化(化归)的分析综合法:由弧相等转化成圆周角相等。 在整个初中数学教学中,转化(化归)方法一直贯穿其中。它是把一个未知(待解决)的问题化为已解决的或易于解决的问题来解决,如化繁为简、化难为易,化未知为已知,化高次为低次等,是解决问题的一种最基本的方法,也是数学基本思想方法之一。
二、变单一思维为多向发展,提高分析能力
学生的认知水平是逐渐上升的,在数学复习课的教学中,除了让学生对所学的知识要进行查漏补缺外,还需要“让学生再一次发展”。在教学中,要让学生把所学的知识结构化,在学科系统内有机融合、整体构建、创新方式、有效推进,这需要教师智慧地整合教学资源,把已学知识串成“线”,织成“网”。如果说新授课是数学教学的“画龙”之作,那么复习课则是“点睛”之处。以复习课“实数运算”为例,可以将整个教学设计得图文并茂、形象直观,创设各种问题情境,激发学习兴趣,进而更好地发展和提升数学思考力。
如图2,一张长方形纸片,长为2,宽为1。
问题1:长方形纸片的周长是多少?
问题2:长方形纸片的面积是多少?
问题3:将长方形纸片按图2,折出一个边长为 1 的正方形,则正方形的面积是多少?
问题4:如果将上述边长为1的两个同样的正方形拼成一个的新正方形。此新正方形的边长是多少?
通过问题组的设计,可以将运算的视角引入到乘方运算,让学生感受乘方与开平方是互为逆运算。这样,既降低了对开方运算的认识难度,又让学生感受了数学中的某些规则具有一致性、相容性、和谐性。同样的,还可以得到开立方运算,立方根的概念。在问题4中,如果学生不会求新正方形的边长,可启发他们从两个方向入手,一是通过追问:拼成的新正方形的面积可求吗?进而让学生通过新正方形的面积求出边长。二是直接利用勾股定理,得:边长=[12+12=2]。让无理数登场,以便学生更深层次地理解无理数、研究无理数。
通过以上的回忆与思考,还可以引导学生进一步探究。
如图3,如果我们沿所得边长为1的正方形的对角线剪出一个等腰直角三角形,记为ΔABC。沿CE折叠ΔABC纸片,使A点落在BC边上的D点处。 问题5:求BD的长度。
问题6:如图4,继续折叠,使点B与点D重合,折痕为FQ,请你求出此时线段DQ 的长度,并比较此时的DQ的值与[12]的大小关系。
问题7:对于an=b,若给出a、n,求b,是乘方运算;若给出b、n,求a,则是开方运算;若给出a、b,求 n,这又是一种什么新的运算呢?
此活动中,如果学生不会对[12]([2]-1)进行估算,可启发他们对[12]([2]-1)进行估算,关键是要对哪一个数进行估算,合理选择比较大小的方法,对学生进行“算理”的再教育。
在这个设计中,由“形”出发,从互为逆运算的角度,重温数系的发展进程,让学生感受了数学六种运算的发展过程。重走发现之路,基于算理,回归估算,让学生感受到要研究这种运算的必要性和可能性,体验思维推理活动。问题7则让不同的学生在数学上都能得到良好的发展,延续了本节课研究运算的一般方法与规律,让他们有研究运算的意识呈现,有怎样定义运算的方法倾向,有研究问题的经验积累,而这也是初高中知识衔接的重要方式之一,是教学的价值所在。
三、借助题目变式教学,拓宽逻辑思维空间
学生具有合理的逻辑习惯和较强的思维能力,不但有助于透彻地理解和系统地掌握数学知识,而且有助于提高运用数学知识解决实际问题的能力。数学教学不应该以知识的密度来代替对学生思维能力、思想方法的考查,而是应将合理推理和演绎推理巧妙地融合其中,从根本上提高学生的数学素养。对于内涵丰富的题型,若能深入挖掘,加以变化,往往能举一反三,达到以例代类的效果。即能通过做一道题达到会一类,甚至知一片的目的。
如图5,点E是△ABC的边AC延长线上的一点,点D为边AB上一点,BD=CE,连结DE,交BC于F,DF=EF,求证:AC=AB。
解法一:在线段BF上截取GF=FC,连结DG;
解法二:过点D,作DG[?]CE交BC于点G;
解法三:延长FC至P,使得FG=BF,连结EG;
解法四:过点E作EG[?]BD交BC的延长线于点P。
同一個题目,从不同的角度去分析研究,可以得到不同的启发,要引导学生延伸思维的触角,激发学习兴趣,从而提高思维的广阔性、灵活性和深刻性,使其更具有思考力。还可以把题目再进行变式训练。
【变式训练1】如图5,ΔABC中,AB=AC,延长AC到E,使得CE=BD,DE交BC于F。求证:DF=EF。
启发学生多种方法去思考:利用全等三角形,利用中位线,利用平行四边形性质,进而类比相似三角形的知识。
【变式训练2】如图6,BD=CE,求证:AC·EF=AB·DF。
有了以上两题的图形模型,结合相似三角形的有关知识,欲证等积式,只须证比例式[ACAB=DFEF]即可。从图6中可知,AC与AB不在同一直线上,而DE与EF在同一直线上,联想到有关证明比例式的内容不外乎平行或相似得到比例式, DE与EF在同一直线上启发我们可过E点作AB的平行线。这样,就符合要求了。
“变一变,天堑变通途,换一换,陌生成熟悉。”教学中通过对例题、习题做多角度、多方面的发展,寻求问题的增长点,有意识地引导学生通过一题多解、一题多变等训练,不断摸索结解题的捷径,能够使学生思维的广阔性得到发展,思维能力得到提升。
四、抓住习题本质强化探究,走出数学思维盲区
学生错题的原因是多样的,包括:隐含条件分不清,漏条件,分类不当或不分类造成逻辑上的混乱,由于思路不清晰造成计算、推理上的漏洞,主观臆断、消极定势而“误入歧途”等。这些都体现了学生思维的单一化、表面化、无序化盲区。要走出这些思维的盲区,应对他们的学习活动进行观察,选择“典型”例题进行剖析,精心引导,强化训练,并要运用变通性的动态思考。
如有这样一个题目:
已知关于x、y的二元一次方程组[4x-my=162x+ny=12]的解为[x=6y=1],则关于于x、y的二元一次方程组[4(2x+y)-m(2x-y)=162(2x+y)+n(2x-y)=12]的解是 。
在本题的解答中,很多学生往往是没有对两个方程组的构造进行比较研究,而是按部就班地将x、y的值代入第一个方程组,求出m、n,再把它们代入第二个方程组。这个方法也是正确的,但是整个计算过程比较繁冗,还容易产生计算错误。作为填空题题型,这样的题目对于学生来说失分率颇高。我们知道,对于同一类方程(组),方程的解取决于它所含的系数,而与它采用的字母无关。此题中两个方程组虽然表面不一,但只要把第二个方程组的(2x+y)、(2x-y)分别看成两个整体换元,那么它与第一个方程组的系数就相同,因而它的解也应该相同,即有[2x+y=62x-y=1]。这样就抓住了习题的本质,运用了解方程的思想进行了处理。在平时教学中,应使知识的发生过程与结论浑然一体,以强化探究的教学方式去克服学生数学思维的盲区,使学生的思考力得到更进一步的发展。
美国数学家波利亚认为,中学数学教育的根本目的是“教会学生思考”。我们应当明确,数学教育的目的不是培养知识的记忆者,而是培养积极的思考者。教师的角色起着关键性的作用,特别是要准确把握习题的关键点,精心设计习题,组织学生操作实验、观察现象、提出猜想、推理论证等,引导其灵活、多角度地思考,有效提升思考力。
参考文献:
[1]方芳. 精心设计习题提升思维能力[J]. 小学教学参考, 2014,(32).
[2]李荣华. 精心设计习题提高数学思维——以“比的认识”教学为例[J]. 小学教学参考, 2017,(35).
(责任编辑:杨强)