楊會志
[摘 要] 數(shù)學(xué)思維是高中學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的核心,也是數(shù)學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容. 而對于學(xué)生來說,在高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中必定會遇到困難,因而就需要教師的有效點撥,在學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中觀察“憤悱”的出現(xiàn),是教師進行點撥的良機,此過程中要強調(diào)思維引導(dǎo)的有序性. 對學(xué)生思維能力是否形成,可從知識的應(yīng)用與思維的遷移兩個角度來判斷. 在核心素養(yǎng)視角下研究教師的有效點撥,是一個新的研究方向.
[關(guān)鍵詞] 高中數(shù)學(xué);有效點撥;引導(dǎo)思維;核心素養(yǎng)
高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,學(xué)生的思維越來越受到重視,如果說傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)對學(xué)生思維的重視還體現(xiàn)在解題過程中的話,那么今天對數(shù)學(xué)思維的重視應(yīng)該在數(shù)學(xué)知識構(gòu)建的過程上,也體現(xiàn)在學(xué)生利用數(shù)學(xué)知識解決實際問題上. 應(yīng)當說,在不同的過程中學(xué)生的思維還是有所不同的,這種不同不是思維形式的不同,而是思維在不同的情境作用之下發(fā)揮的機制不同. 這給數(shù)學(xué)教學(xué)帶來了新的挑戰(zhàn),思維能力的培養(yǎng)是不可以一勞永逸的,可循的固定規(guī)律是少有的. 因此,試圖借助于某幾個場合或某幾次思維的訓(xùn)練,來讓學(xué)生在整個高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程變得順利是不大可能實現(xiàn)的. 也因此,數(shù)學(xué)教師更應(yīng)當建立“現(xiàn)象學(xué)”的認識,在不同的情境中通過切切實實的努力,為學(xué)生的思維奠基. 考慮到“教”之于學(xué)生“學(xué)”的作用,考慮到數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中數(shù)學(xué)思維點撥主導(dǎo)地位,本文試從“有效點撥”的角度談?wù)勅绾斡行б龑?dǎo)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維.
憤悱處啟發(fā),體現(xiàn)點撥的有效性
點撥是啟發(fā)的代名詞,點撥學(xué)生實際上就是在學(xué)生的思維遇到困難的時候給學(xué)生以啟發(fā). 即使課程改革推進至今,在高中數(shù)學(xué)課堂上也常??吹揭环N情況,那就是教師往往有一種“迫不及待”的點撥學(xué)生的心理,這里固然有所謂的課堂容量的問題,其實也有教師內(nèi)心一種忽視學(xué)生學(xué)習(xí)心理的可能. 古人云“不憤不啟,不悱不發(fā)”,強調(diào)的恰恰是點撥時機的把握,數(shù)學(xué)教師不可忽視這一基本技能. 例如2013高考江蘇卷第18題,如圖1,在平面直角坐標系xOy中,點A(0,3),直線l:y=2x-4. 設(shè)圓C的半徑為1,圓心在l上.若圓C上存在點M,使MA=2MO,求圓心C的橫坐標a的取值范圍.
此題是一道綜合性較強的試題,考查了點到直線的距離公式以及圓與圓的位置關(guān)系的判定. 試題解析如下:第一步,設(shè)M(x,y),由MA=2MO,利用兩點間的距離公式列出關(guān)系式,整理后得到方程為x2+(y+1)2=4. 即得點M的軌跡為以(0,-1)為圓心,2為半徑的圓,可記為圓D.第二步,由M在圓C上,得到圓C與圓D相交或相切. 第三步,根據(jù)兩圓的半徑長,得出兩圓心間距離的范圍,利用兩點間的距離公式列出不等式. 第四步,求出不等式的解集,即可得到a的范圍.
在這四個步驟中,學(xué)生理解哪一步是最困難的?根據(jù)一般的經(jīng)驗,應(yīng)當是第一、二兩步. 這兩步難(亦即學(xué)生思維的困難)在哪里呢?在實際教學(xué)中,如果學(xué)生第一次解此類問題,學(xué)生的思維難點在于不知道根據(jù)題目所提供的MA=2MO這一信息來建立方程,從而不知道轉(zhuǎn)化為圓與圓的位置關(guān)系問題. 這個時候,教師不要急于告訴學(xué)生應(yīng)當怎么做,而是應(yīng)當讓學(xué)生先自主思考,再小組合作討論. 教師在學(xué)生自主思考與討論的過程中,要關(guān)注學(xué)生的思維. 筆者在觀察學(xué)生在草稿紙上涂改的痕跡時,在傾聽學(xué)生在小組中的討論時,發(fā)現(xiàn)學(xué)生的思維大體具有這樣的共同點:一是“圓C上存在點M,使MA=2MO”意味著什么?MA=2MO這個條件很多學(xué)生看不懂,不認識這就容易出現(xiàn)“憤悱”的情形;二是理解了MA=2MO建立出等量關(guān)系,而不知與圓C上存在點M有什么聯(lián)系,“存在”是何意?在這也是“憤悱”的情形.
新課改中教師的作用不是淡化了,而是更加重要了. 教師是教學(xué)過程的主導(dǎo)者,必須正視自身的存在,而且必須合理把握自身的角色. 在教學(xué)中抓住這個機會去點撥學(xué)生,如同觸碰到學(xué)生的癢癢處,就會起到激活學(xué)生思維的作用.
實踐中引導(dǎo),強調(diào)過程的有序性
引導(dǎo)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維,并不是簡單地告訴學(xué)生怎樣做,因為那樣實際上剝奪了學(xué)生的思維的機會. 思維貴在引導(dǎo),而引導(dǎo)又貴在過程的有序性!所謂數(shù)學(xué)思維的有序性,是指學(xué)生的思維表現(xiàn)出的邏輯特征. 如果學(xué)生在思維的過程中邏輯不清晰,那就認為邏輯是無序的,也就說明教師的“點撥”需要進一步優(yōu)化.
如在上面學(xué)生的兩處“憤悱”之時,筆者通過蘇教版數(shù)學(xué)必修2第112頁習(xí)題2.2第12題進行引導(dǎo),第一步,解決如下例題:已知點M(x,y)與兩個定點O(0,0),A(3,0)的距離之比為,那么點M的坐標應(yīng)滿足什么關(guān)系?畫出滿足條件的點M所構(gòu)成的曲線. 解析如下:設(shè)M(x,y)是曲線上的任意點,結(jié)合兩點間距離公式列出距離的比關(guān)系式,整理后得到方程為(x+1)2+y2=4.即得動點軌跡為以(-1,0)為圓心,2為半徑的圓,做出圖形即可.這類關(guān)于某動點到兩個定點的距離之比為定值的問題是課本上的典型習(xí)題,我們常用直接法求出動點的軌跡(阿波羅尼斯圓問題),此題是上述高考題的原型,以此題鋪墊引導(dǎo),會大大減輕學(xué)生的思維困難. 第二步,基于上述分析構(gòu)建一個“動畫”,幾何畫板演示M的軌跡. 第三步,給學(xué)生進一步點撥——動點分別在兩個圓上運動. 于是,關(guān)于a的不等式就呼之欲出了.
在筆者看來,這樣的三步點撥最大的價值不僅在于給了學(xué)生一個思路,更在于給了學(xué)生一個清晰的思維步驟,讓學(xué)生知道每一步之間是如何銜接的,是如何一步步完成問題的解決的. 這就是思維過程的有序性. 思維引導(dǎo)的有序性在實際教學(xué)中可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)感覺來判斷,如果學(xué)生理解問題、解決步驟比較順利,那么學(xué)生聽起來必然不吃力——此時學(xué)生的表情應(yīng)當與點撥之前的“憤悱”有明顯的區(qū)別:憤悱之時如同打仗突圍時左沖右突但卻無法有效突破一般,而在有序的思維引導(dǎo)之下則如同突圍之時撕開了一道口子順利突圍一般.
但是有一點需要注意,那就是數(shù)學(xué)思維引導(dǎo)的有序性,固然要強調(diào)學(xué)生“聽得舒服”,但是要防止只是“聽得舒服”. 因為多年的教學(xué)經(jīng)驗表明,聽得懂未必是真的懂,能夠有效輸出(傳統(tǒng)教學(xué)思路中強調(diào)讓學(xué)生說出來、做出來,課程改革強調(diào)的課堂展示都是這個思想)才是衡量有沒有真的聽懂的關(guān)鍵. 但是有一點可以肯定的是,在此前有了憤悱的心境,再加上隨后的有序引導(dǎo),學(xué)生的數(shù)學(xué)思維一定是有所發(fā)展的.
能力之形成,注重知識的應(yīng)用性
在數(shù)學(xué)課堂上進行有效的點撥,目的是瞄準數(shù)學(xué)思維的培養(yǎng),這個起點與終點之間的關(guān)系是明確的. 但這個目標的達成或者說終點的達成與否,是需要教師在教學(xué)中認真判斷的. 如何判斷學(xué)生的能力是否達成?應(yīng)用是一個重要思路(這與上面強調(diào)的知識的輸出原理是一樣的).
應(yīng)用有兩層含義:一是解決數(shù)學(xué)習(xí)題;二是解決數(shù)學(xué)問題. 前者高中數(shù)學(xué)教學(xué)中已經(jīng)有了大量研究,此文不贅述. 談到數(shù)學(xué)問題,其與數(shù)學(xué)習(xí)題的區(qū)別在于其往往具有生活因素,因而在建立數(shù)學(xué)模型以解決這些問題的時候,需要進行有效的數(shù)學(xué)抽象,而數(shù)學(xué)抽象就是一個數(shù)學(xué)思維含量很高的過程,這個過程中學(xué)生也常常會遇到難以解決的問題,需要教師適時進行點撥,因此學(xué)生的思維培養(yǎng)的過程便蘊含其中. 再例如:
1. 已知圓O:x2+y2=9,點B(-5,0),在直線OB上,是否存在定點A(不同于點B),滿足對于圓O上任意一點P,都有,試求所有滿足條件的點A的坐標.
2. 已知圓O:x2+y2=9,點B(-5,0),在直線OB上,是否存在定點A(不同于點B),滿足對于圓O上任意一點P,都有為一常數(shù)?若存在,求所有滿足條件的點A的坐標,并求;若不存在,說明理由.
這兩題實際上是原問題的變式,學(xué)生的解題思路可以由原問題的解決過程得到一種隱性的指導(dǎo),同時變式的提供本身又是一次新的應(yīng)用機會.
這種應(yīng)用過程的最大價值在于發(fā)揮原有例題的隱性點撥作用(當然對于部分學(xué)生而言,還需要教師再次進行顯性的點撥,這也是教學(xué)中的常規(guī)情形,只是需要教師考慮是不是需要一種新的點撥思路,在此不贅述),在于讓學(xué)生在新的情境中進一步讓思維變得清晰與熟練,這也是衡量能力形成的另一個標志,尤其是面對高考的需要,這種能力形成是必需的.
素養(yǎng)之培育,關(guān)注思維的遷移性
核心素養(yǎng)是當下的一個熱門話題,從數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的角度來看,數(shù)學(xué)教學(xué)過程中的點撥及其作用之下學(xué)生的數(shù)學(xué)思維發(fā)展,筆者以為需要建立一個新的維度來關(guān)注學(xué)生的思維,這個維度就是思維的遷移性.
所謂思維的遷移性,就是數(shù)學(xué)思維在非純粹數(shù)學(xué)情境中的運用. 當前的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)評價中,這種遷移性的評價是不明顯的,但數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的一個重要目的,就是讓學(xué)生以數(shù)學(xué)思維去觀察、判斷身邊的事物,這些事物的數(shù)學(xué)特征有時并不那么明顯,學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中形成的思維是否能夠有效地幫他們對這些事物形成客觀、有效的判斷,值得數(shù)學(xué)教師去研究. 而數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)所強調(diào)的數(shù)學(xué)在“與現(xiàn)實生活相關(guān)聯(lián)的特定情境中的運用”,就是對思維遷移性最好的引導(dǎo)性思路. 在思維的遷移性研究中,教師的點撥肯定要發(fā)揮一定的作用,這個作用在何時發(fā)揮,應(yīng)當發(fā)揮到什么程度,筆者以為這是一個新的研究方向,需要一線教師做出不懈的努力.