構(gòu)建有效思維感悟數(shù)學(xué)思想
——對(duì)三則“反比例函數(shù)的圖象和性質(zhì)”教學(xué)片斷的評(píng)析與思考

江蘇省蘇州高新區(qū)實(shí)驗(yàn)初級(jí)中學(xué)(215000)

李樹(shù)平●

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構(gòu)建有效思維感悟數(shù)學(xué)思想
——對(duì)三則“反比例函數(shù)的圖象和性質(zhì)”教學(xué)片斷的評(píng)析與思考

江蘇省蘇州高新區(qū)實(shí)驗(yàn)初級(jí)中學(xué)(215000)

李樹(shù)平●

按照《課程標(biāo)準(zhǔn)》的要求，“讓學(xué)生獲得適應(yīng)末來(lái)生存與發(fā)展所必需的數(shù)學(xué)思想”是一個(gè)重要的課程目標(biāo).那么，如何在教學(xué)過(guò)程中能夠做到這一點(diǎn)，自然成為數(shù)學(xué)教學(xué)研究的一個(gè)重要問(wèn)題.

筆者2015年4月16日參加了蘇州高新區(qū)八年級(jí)教改組的活動(dòng)，本次活動(dòng)是以“反比例函數(shù)的圖象和性質(zhì)”為題，由蘇州高新區(qū)通安中學(xué)兩位老師各上了一堂現(xiàn)場(chǎng)研究課.這節(jié)課內(nèi)容看似簡(jiǎn)單，但卻蘊(yùn)含著豐富的數(shù)學(xué)思想方法.在評(píng)課環(huán)節(jié)，大家對(duì)課堂教學(xué)的得失進(jìn)行了客觀的分析，其中很多老師都提到如何構(gòu)建有效教學(xué)活動(dòng)，讓學(xué)生自然感悟本節(jié)內(nèi)容中所蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)思想方法.本文選取三則教學(xué)片斷進(jìn)行回顧與評(píng)析，與同仁一起探究數(shù)學(xué)思想方法的教學(xué).

1.三則“反比例函數(shù)的圖象和性質(zhì)”教學(xué)片斷回顧與評(píng)析

片斷一：課堂引入環(huán)節(jié)

教師：在研究分式的時(shí)候，我們是先從分?jǐn)?shù)的概念、性質(zhì)、運(yùn)算法則來(lái)類比學(xué)習(xí)的，今天我們研究反比例函數(shù)的圖象和性質(zhì)，誰(shuí)來(lái)說(shuō)說(shuō)你準(zhǔn)備從哪些知識(shí)入手進(jìn)行類比學(xué)習(xí)？(學(xué)生一臉茫然，經(jīng)教師多次引導(dǎo)終于說(shuō)出了正比例函數(shù).)

教師：正比例函數(shù)的圖象是什么？性質(zhì)有哪些？(學(xué)生回答了正比例函數(shù)的圖象和性質(zhì))

教師：今天我們就類比正比例函數(shù)的圖象與性質(zhì)來(lái)學(xué)習(xí)反比例函數(shù)的圖象和性質(zhì).

評(píng)析 奧蘇伯爾提出：在呈現(xiàn)具體內(nèi)容之前，先呈現(xiàn)一些密切相關(guān)的、包容范圍廣但又非常容易使人理解和記憶的引導(dǎo)性材料——先行組織者.在提供學(xué)習(xí)材料之前，可向先學(xué)習(xí)者提供一個(gè)研究問(wèn)題的線索及方法，有利于學(xué)習(xí)者從整體上把握研究問(wèn)題的方向.在片斷1中，教者試圖告訴學(xué)生用類比正比例函數(shù)的圖象和性質(zhì)的思想來(lái)學(xué)習(xí)反比例函數(shù)的圖象和性質(zhì)，這樣的教學(xué)也體現(xiàn)了類比的思想，但立意似乎低了些，沒(méi)有讓學(xué)生真正體會(huì)到研究函數(shù)圖象和性質(zhì)的思想方法，感覺(jué)是教者自己貼上了類比的思想方法的標(biāo)簽.

筆者認(rèn)為：在給出學(xué)習(xí)課題后，可以先給學(xué)生這樣的先行組織者：在研究反比例函數(shù)圖象之前我們學(xué)習(xí)過(guò)哪些函數(shù)？當(dāng)時(shí)研究了關(guān)于這些函數(shù)的哪些問(wèn)題？通過(guò)什么方法研究的？通過(guò)這樣的問(wèn)題，既可以讓學(xué)生回顧一次函數(shù)的圖象與性質(zhì)，也讓學(xué)生明確了之前研究了關(guān)于一次函數(shù)的哪些方面(定義、圖象、性質(zhì)及應(yīng)用)的問(wèn)題，是通過(guò)什么方法研究的.這樣從整體上概括研究的內(nèi)容和方法，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)之前做到心中有數(shù)，心中有法，不僅有利于學(xué)生領(lǐng)悟數(shù)學(xué)思想方法，也有助于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力.

片斷二：反比例函數(shù)性質(zhì)探索環(huán)節(jié)

學(xué)生1：它們的圖象都分布在一、三象限.

學(xué)生2：通過(guò)觀察圖象可發(fā)現(xiàn)隨著x值的增大，y的值越來(lái)越小.

教師：你能從解析式和圖象兩個(gè)方面來(lái)說(shuō)明嗎？

學(xué)生1：解析式中的k為正數(shù)時(shí)，說(shuō)明圖象上每個(gè)點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)同號(hào)，這樣的點(diǎn)在第一或第三象限.

學(xué)生2：通過(guò)觀察畫(huà)圖象所列表格發(fā)現(xiàn)，隨著x值的增大，y的值在減小.

教師：那你能歸納你的發(fā)現(xiàn)嗎?

學(xué)生2：當(dāng)k>0時(shí)，y隨x的增大而減小.

學(xué)生3：不對(duì)，當(dāng)x=-1時(shí)，y=-6，當(dāng)x=1時(shí)，y=6，隨著x值的增大，y的值在增大.

教師：這又是怎么一回事呢？(學(xué)生疑惑不解)

教師：學(xué)生2說(shuō)的結(jié)論有成立的條件嗎？

學(xué)生4：我發(fā)現(xiàn)在第一象限和第三象限都是成立的，對(duì)整個(gè)圖象就不成立了.

教師：觀察真仔細(xì)，所以在描述反比例函數(shù)圖象性質(zhì)時(shí)應(yīng)強(qiáng)調(diào)在每個(gè)象限內(nèi).誰(shuí)來(lái)重新歸納一下反比例函數(shù)圖象的性質(zhì)？……

教師：剛才在發(fā)現(xiàn)反比例函數(shù)圖象的性質(zhì)時(shí)用了什么樣的數(shù)學(xué)思想方法?

學(xué)生5：數(shù)形結(jié)合.

評(píng)析 函數(shù)圖象和性質(zhì)，本身就是“數(shù)”與“形”的統(tǒng)一體．通過(guò)對(duì)函數(shù)圖象的分析與研究，除了關(guān)注函數(shù)的性質(zhì)的知識(shí)目標(biāo)，更要關(guān)注研究過(guò)程中體現(xiàn)的數(shù)形結(jié)合等數(shù)學(xué)思想方法.在這個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師引導(dǎo)學(xué)生先觀察函數(shù)解析式中兩變量的取值特點(diǎn)，及畫(huà)圖象過(guò)程中所列表格中兩變量的變化規(guī)律，再到函數(shù)性質(zhì)的探究、歸納，充分體現(xiàn)了由“數(shù)”到“形”，再由“形”到“數(shù)”的相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程.這種從函數(shù)的解析式、表格、圖象、性質(zhì)相互間關(guān)聯(lián)入手的研究方法，使數(shù)學(xué)結(jié)合思想無(wú)聲地滲透到學(xué)習(xí)過(guò)程中，也體現(xiàn)了相互之間的轉(zhuǎn)化對(duì)研究問(wèn)題的特殊作用，是轉(zhuǎn)化思想的具體應(yīng)用，教學(xué)效果較好.

片斷三：反比例函數(shù)性質(zhì)的應(yīng)用環(huán)節(jié)

教師：你能求y1、y2、y3的值并比較大小嗎？

學(xué)生1：y1、y2、y3的值分別為：1、4、-4.所以y3

教師：這里采用代入求函數(shù)值，再進(jìn)行比較大小的方法，這樣的結(jié)果很可靠，但如果所給的自變量的數(shù)值較大，顯然我們?cè)儆么敕ㄈデ笾稻蜁?huì)加大運(yùn)算量，大家看看還有沒(méi)有其他的辦法比較大??？

學(xué)生2：我覺(jué)得可以利用剛學(xué)習(xí)的反比例函數(shù)的增減性來(lái)進(jìn)行比較大小.

∵反比例函數(shù)y=-4/x，k=-4<0,

∴y隨x的增大而增大.

又∵-4<-1<1,∴y1

教師：這樣思考有點(diǎn)抽象，不仿畫(huà)出y=-4/x的圖象，借助函數(shù)圖象找出問(wèn)題.(學(xué)生畫(huà)出圖象)

教師：在圖象上描出這三個(gè)點(diǎn)的大致位置，仔細(xì)觀察，找到問(wèn)題的答案！(學(xué)生畫(huà)出各點(diǎn)的位置，并展開(kāi)了討論.)

學(xué)生3：三個(gè)點(diǎn)在兩支不同的曲線上，分布在不同的象限內(nèi)，而反比例函數(shù)的增減性描述的是同一象限內(nèi)的變化規(guī)律.

教師：反比例函數(shù)圖象是不連續(xù)的兩支曲線，當(dāng)我們研究它的增減性時(shí)，必須考慮所給的點(diǎn)是否分布在同一象限內(nèi).如果拋開(kāi)圖象來(lái)直接來(lái)進(jìn)行比較就顯得復(fù)雜抽象，而借助圖象描出各點(diǎn)的位置，就可以直觀地比較出函數(shù)的大小關(guān)系.

評(píng)析 片斷3的教學(xué)過(guò)程彰顯了教者的教學(xué)智慧.關(guān)于函數(shù)值的大小比較，學(xué)生并不陌生，在八年級(jí)一次函數(shù)的學(xué)習(xí)中已積累了處理問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn).由于一次函數(shù)圖象是連續(xù)的，關(guān)于它的函數(shù)值的大小比較可以直接利用增減性比較，或通過(guò)求值比較.學(xué)生在這樣的已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，對(duì)于本例中的問(wèn)題，自然想到直接代入求值比較或借助增減性比較.這恰是反比例函數(shù)性質(zhì)與一次函數(shù)性質(zhì)的關(guān)鍵不同之處.教師并沒(méi)有急于給出方法指導(dǎo)，而是讓學(xué)生自己充分嘗試，發(fā)現(xiàn)不同的結(jié)果，讓學(xué)生產(chǎn)生思維沖突，激發(fā)了求知欲，再通過(guò)巧妙設(shè)問(wèn)，點(diǎn)撥學(xué)生畫(huà)出圖象，描出點(diǎn)的大致位置，學(xué)生從抽象思考的迷茫到對(duì)直觀的圖象的明了，豁然開(kāi)朗，也加深理解了反比例函數(shù)在不同象限內(nèi)分別描述增減性的內(nèi)涵.這種把抽象問(wèn)題通過(guò)直觀圖象來(lái)研究的過(guò)程，使學(xué)生進(jìn)一步感悟了數(shù)形結(jié)合思想方法.

2.對(duì)滲透數(shù)學(xué)思想方法的教學(xué)的思考與感悟

數(shù)學(xué)思想方法是數(shù)學(xué)知識(shí)的靈魂，是對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)內(nèi)容的本質(zhì)認(rèn)識(shí)，是對(duì)所使用的方法和規(guī)律的理性認(rèn)識(shí)，如此理性的認(rèn)識(shí)必然隱性地存在于一定的載體中，因此，將問(wèn)題解決轉(zhuǎn)化為思維建構(gòu)是衍生數(shù)學(xué)思想方法的有效路徑，讓學(xué)生在對(duì)比、探索及內(nèi)化中感悟數(shù)學(xué)思想方法，從而讓看不見(jiàn)的數(shù)學(xué)思想方法漸次模仿、內(nèi)化及運(yùn)用，在有效思維構(gòu)建活動(dòng)中自覺(jué)地改變個(gè)體思維的方法，感悟數(shù)學(xué)思想方法.

1.在比對(duì)與模仿中感悟數(shù)學(xué)思想方法

認(rèn)知心理學(xué)研究表明，數(shù)學(xué)思想方法要注意屏蔽“功能固著”，即通過(guò)具有不同的問(wèn)題情境，把那些在解題思想方法上具有相似或相關(guān)的問(wèn)題串聯(lián)起來(lái)，在變化中求不變，感悟數(shù)學(xué)思想方法的本質(zhì).例如：本課例中學(xué)習(xí)反比例函數(shù)的圖象與性質(zhì)可類比一次函數(shù)的圖象與性質(zhì)，一方面是對(duì)一次函數(shù)圖象與性質(zhì)的復(fù)習(xí)，另一方面也讓學(xué)生從整體上明確研究函數(shù)圖象和性質(zhì)的的基本套路，明確通過(guò)什么方法研究，通常研究哪些方面的問(wèn)題，這對(duì)學(xué)生終身學(xué)習(xí)及終身的發(fā)展都有很大幫助.通過(guò)對(duì)不同類型函數(shù)的研究，逐步理解函數(shù)的內(nèi)涵，學(xué)生對(duì)函數(shù)內(nèi)涵的逐步理解提高的過(guò)程，也可以說(shuō)是一個(gè)漸進(jìn)的比對(duì)與模仿的過(guò)程.

2.在自主探索與合作交流中感悟數(shù)學(xué)思想方法

《課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：“數(shù)學(xué)思想蘊(yùn)涵在數(shù)學(xué)知識(shí)的發(fā)生、發(fā)展及應(yīng)用過(guò)程中，是數(shù)學(xué)知識(shí)與方法在更高層次上的抽象與概括，學(xué)生在參與數(shù)學(xué)活動(dòng)中的過(guò)程中，通過(guò)自主探索、合作交流，逐步感悟數(shù)學(xué)思想.”因此，數(shù)學(xué)思想方法重在悟，悟就需要過(guò)程，一個(gè)循序漸進(jìn)、逐步逼近思想本質(zhì)的過(guò)程.例如本課例片斷2中教學(xué)設(shè)計(jì)，通過(guò)啟發(fā)式教學(xué)，意在讓學(xué)生親身經(jīng)歷觀察、實(shí)驗(yàn)、猜想、歸納的過(guò)程，通過(guò)巧妙設(shè)問(wèn)，引導(dǎo)學(xué)生由“解析式”、“表格”到“圖象”，再到“性質(zhì)”，將數(shù)的刻畫(huà)和形的表達(dá)兩者緊密聯(lián)系起來(lái)，在一次次由數(shù)到形、由形到數(shù)的思維活動(dòng)中，讓學(xué)生運(yùn)用觀察、猜測(cè)、歸納、表達(dá)等多種方式，充分感受數(shù)學(xué)問(wèn)題研究中數(shù)與形兩種方法之間相輔相成.

3.在內(nèi)化與運(yùn)用中感悟數(shù)學(xué)思想方法

數(shù)學(xué)思想離不開(kāi)具體的數(shù)學(xué)內(nèi)容，只有對(duì)數(shù)學(xué)內(nèi)容進(jìn)行深入的思考，才能逐步感悟其中蘊(yùn)涵的數(shù)學(xué)思想.而一種數(shù)學(xué)思想方法的形成往往需要在不同的問(wèn)題背景中經(jīng)歷提煉、理解、應(yīng)用等循環(huán)過(guò)程，讓學(xué)生切實(shí)參與，才能漸次領(lǐng)悟.鑒于此，運(yùn)用新知識(shí)解決問(wèn)題，恰好能讓學(xué)生感悟的數(shù)學(xué)思想方法得到有效的順應(yīng)，讓數(shù)學(xué)思想方法由淺層面的認(rèn)識(shí)漸次走向深刻的理解，真正得以內(nèi)化.例如本課例片斷3中例題的教學(xué)設(shè)計(jì)，學(xué)生在已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)支持下，通過(guò)代入計(jì)算比較大小和利用增減性進(jìn)行函數(shù)值的大小比較進(jìn)一步強(qiáng)化反比例函數(shù)與一次函數(shù)性質(zhì)的關(guān)鍵不同之處.在教師畫(huà)出圖象的點(diǎn)撥下，學(xué)生豁然開(kāi)朗，讓學(xué)生在解決問(wèn)題過(guò)程中內(nèi)化了數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想方法，并形成了一定的運(yùn)用思想方法的意識(shí).

[1]馬復(fù)，凌曉牧.新版課程標(biāo)準(zhǔn)解析與教學(xué)指導(dǎo)[M].北京：北京師范大學(xué)出版社.

[2]馬敏.讓學(xué)生在思維建構(gòu)中“默會(huì)”數(shù)學(xué)思想方法[J].中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)參考：中旬，2013(12):14-16

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