滲透數(shù)學(xué)思維培養(yǎng)的課堂教學(xué)研究

王紅根

摘要 數(shù)學(xué)教學(xué)是思維活動的教學(xué)，而不只是數(shù)學(xué)知識的教學(xué)。學(xué)生的思維發(fā)展是數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的關(guān)鍵?；诖?，以“等腰三角形分割”一課為例，從思維的廣博性、延續(xù)性、嚴(yán)密性和批判性出發(fā)，闡述如何在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中有機滲透學(xué)生數(shù)學(xué)思維的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞 數(shù)學(xué)思維 課堂教學(xué) 等腰三角形 分割

一、問題提出

通常我們都認(rèn)為思維是智力的核心，那思維的培養(yǎng)無疑是教育的本質(zhì)目的之一。著名教育家贊可夫指出：“在各科教學(xué)中要始終注意發(fā)展學(xué)生的邏輯思維，培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性和創(chuàng)造性。”而思維活動的教學(xué)恰好體現(xiàn)在數(shù)學(xué)課堂中，學(xué)生思維的發(fā)展是教師數(shù)學(xué)教學(xué)的核心目的?？梢哉f，沒有數(shù)學(xué)思維，就沒有真正意義上的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)。因此培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維是很有必要的。

基于培養(yǎng)思維的必要性和重要性，要求數(shù)學(xué)教師在課堂教學(xué)中注重對學(xué)生數(shù)學(xué)思維的培養(yǎng)。下面以初中數(shù)學(xué)“等腰三角形分割”一課為例，闡述在課堂教學(xué)中滲透對學(xué)生數(shù)學(xué)思維的廣博性、延續(xù)性、嚴(yán)密性和批判性的培養(yǎng)。

二、數(shù)學(xué)思維的具體培養(yǎng)

1.思維的廣博性。

思維的廣博性是指對一個問題從多方面考慮，不要只做表面的觀察，而應(yīng)由此及彼、由表及里地進行分析，不斷擴大觀察和思索的范圍。具體表現(xiàn)為對一個命題給出多方面的解釋，對一個對象用多種方式表達，對一個問題思考各種不同的解法。在數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師要注重多方位、多角度的思考方式，拓廣解題思路，培養(yǎng)學(xué)生思維的廣博性。

問題1：任何三角形都能夠被分成兩個等腰三角形嗎？

生1：對于我們學(xué)過的等腰直角三角形，作斜邊上的高可以把它分成兩個等腰三角形。

生2：正三角形應(yīng)該也可以（如圖1）。

稍息片刻后全班愕然：正三角形這么特殊，居然不能被分成兩個等腰三角形？

師：是不是只有特殊三角形才能被分成兩個等腰三角形呢？老師給大家舉個例子。如圖2，

∠A=100°，∠B=20°，∠C=60°。你能把這個三角形分成兩個等腰三角形嗎？

生3：動手嘗試，比較容易從60°角中“拆出”20°角和40°角，從而得到兩個小的等腰三角形，其實就是利用畫BC邊的中垂線可以得到分割線CD。

上面兩個例子說明，并不是特殊的三角形就能被分割成兩個等腰三角形，而圖2看似普通的三角形卻能被分割成兩個等腰三角形。

問題2：那么怎樣的三角形能夠被分割成兩個等腰三角形呢？即三角形能夠被分割成兩個等腰三角形要具備什么條件？

教師通過舉例，并由學(xué)生動口回答、動手操作，發(fā)現(xiàn)不只等腰三角形能分割成兩個小等腰三角形，繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生探究“怎樣的三角形能夠被分割成兩個等腰三角形”，注重引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散性思維的培養(yǎng)。通過上面例子的提升，學(xué)生自然想到正三角形，這是定勢思維的體現(xiàn)，課堂上遇到該情況，教師可以及時給出提前準(zhǔn)備好的例子，發(fā)散學(xué)生的思維以提升思維的廣博性。在課堂上的指導(dǎo)應(yīng)該切合課題，不可脫離課堂進行發(fā)散思維。

2.思維的延續(xù)性。

思維的延續(xù)性表現(xiàn)在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)過程中，教師通過“潤物細(xì)無聲”的引導(dǎo)，尊重學(xué)生的思維過程，在學(xué)生已有的知識和學(xué)習(xí)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，保持學(xué)生思維順暢，循序漸進地進行教學(xué)，而不是“拔苗助長”，脫離實際教學(xué)。這也符合倡導(dǎo)多年的以學(xué)生為主體的新課程理念。

如圖3，設(shè)∠BAC=α，∠B=β，∠C=γ。線段AD將△ABC分成等腰三角形ABD和等腰三角形ACD。

幾何條件代數(shù)化。

師：請問，圖3中其他的角是否也可以表示出來呢？

生4：∠BAD=β（理由：AD=BD）。

生5：∠ADC=2β（理由：外角等于不相鄰內(nèi)角之和）。

生6：∠DAC=α-β。

師：△ACD為等腰三角形有怎樣的情況呢？

生7：（情況1）有可能∠ADC=∠C，如圖4，即2β=γ①。

生8：（情況2）也有可能∠DAC=∠C，即α-β=γ②。

生9：還有可能∠ADC=∠DAC，即2β=α-β③。

師：請大家來解釋一下①②③各表示什么意思？

生10：①“2β=γ”表示原三角形有一個角是另一個角的2倍（Ⅰ）。

師：對于②“α-β=γ”說明了什么？

師：我們添加一個固有的條件：∠A+∠B+∠C=α+β+γ=180°④，可以發(fā)現(xiàn)什么呢？

生11：由②④可得2α=180°，即α=90°⑤，即原三角形是一個直角三角形（Ⅱ）。

生12：我知道③就是“α=3β”，表示原三角形有一個角是另一個角的3倍（Ⅲ）。

在上述教學(xué)片段中，用代數(shù)手段來解決幾何問題是數(shù)學(xué)的基本方法，它體現(xiàn)了數(shù)學(xué)的工具作用，體現(xiàn)了轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)化的思想。這里學(xué)生可能不敢嘗試用三個字母來研究問題，此時教師要大膽鼓勵這樣的“建?！?，這也為學(xué)生接下來的高中學(xué)習(xí)做好鋪墊。在初中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中應(yīng)該有許多的機會讓學(xué)生見識“建?！?，運用“建模”，進而理解數(shù)學(xué)科學(xué)的作用。我們根據(jù)建立的模型發(fā)現(xiàn)了這里有三種可能的情況。這也是數(shù)學(xué)分類討論思想的體現(xiàn)。對于前面的三種情況，分別由學(xué)生得到3句概括的語句，從而提煉和初步抽象出能分割成兩個小等腰三角形的三角形該具備怎樣的3種不同條件。但是這只是猜想，具備這樣條件的三角形一定能分割成兩個小等腰三角形嗎？怎么分割呢？所以這里又提出了新的問題。這就是思維的延續(xù)性的體現(xiàn)。在課堂設(shè)問中，問題必須循序漸進，層層遞進，設(shè)置梯度，有效推進，“淺入深出”，正如教學(xué)片段中所呈現(xiàn)的設(shè)問方式，能夠提升學(xué)生思維的延續(xù)性，基本概括出本課題的模型，提升課堂深度和廣度。

3.思維的嚴(yán)密性。

思維的嚴(yán)密性是指學(xué)生考慮問題時，需要通過訓(xùn)練達到嚴(yán)密、有據(jù)的地步。要提高學(xué)生思維的嚴(yán)密性，首先要求學(xué)生要思路清晰，就是要按照一定的邏輯順序思考問題。特別在學(xué)習(xí)新的知識與方法時，應(yīng)從基本步驟開始，一步一步深入，不可用跳躍式思維。其次要求學(xué)生要全面、周密地思考問題，做到推理論證要有充分的理由作根據(jù)，這充分體現(xiàn)在幾何論證中。具體的體現(xiàn)是學(xué)生需要運用直觀的角度，但不停留在直觀的認(rèn)識上;運用類比，但不輕信類比的結(jié)果;審題時不僅注意明顯的條件，而且留意發(fā)現(xiàn)那些隱蔽的條件;應(yīng)用結(jié)論時注意結(jié)論成立的條件;仔細(xì)區(qū)分概念間的差別，弄清概念的內(nèi)涵和外延，正確地使用概念;給出問題的全部解答，不使之遺漏。

（1）符合（Ⅰ）的三角形一定能夠被分割成兩個等腰三角形。

已知：在圖4中，∠ACB=2∠B=2β。

師：畫AD（也可以畫AB的中垂線與BC相交于D），使∠BAD=∠B=β。請問同學(xué)們，發(fā)現(xiàn)什么了嗎？

生13：∠ADC=2β，進一步有∠ADC=∠C，那么，△ABD和△ADC都是等腰三角形。

（2）符合（Ⅱ）的三角形一定能夠被分割成兩個等腰三角形。

已知：在圖5中，∠C=90°。

師：畫CD，使∠BCD=∠B=β能做到嗎？

生14：只要畫BC的中垂線就行了。

師：請同學(xué)們繼續(xù)想下去。

生15：這時∠ADC=2β。

生16：利用∠ACD與∠BCD互余，而且∠DAC與∠B互余，所以∠ACD=∠DAC，即△BCD和△ADC都是等腰三角形。

師：（Ⅲ）的證明與（Ⅰ）的證明是類似的。

在教學(xué)中要鼓勵學(xué)生做到大膽猜測，小心求證，而求證的過程正好是思維嚴(yán)密性的最好體現(xiàn)。該片段中，教師采用（Ⅰ）的證明過程作為范例，在討論過程中注重幾何問題代數(shù)化，證明一般情況下的結(jié)論，使得結(jié)論具有普遍性，便于推廣，充分反映了思維的嚴(yán)密性。嚴(yán)謹(jǐn)?shù)赝评硎菙?shù)學(xué)的一大優(yōu)勢，是數(shù)學(xué)成為科學(xué)工具的重要特征。證明對于初三學(xué)生并不陌生，他們大多數(shù)能夠理解。模仿證明困難應(yīng)該不會太大。學(xué)生對探索過程和提煉結(jié)論都是比較關(guān)注和感興趣的，但得到結(jié)論后，他們往往容易忽略對探索、猜想結(jié)論的證明，這點要引起教師注意。同時對自我探索結(jié)論的證明不僅能考查學(xué)生的數(shù)學(xué)分析、證明能力，還能較好地培養(yǎng)學(xué)生思維的嚴(yán)密性和深刻性。

4.思維的批判性。

數(shù)學(xué)知識具有嚴(yán)密的邏輯系統(tǒng)。在初中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中，某些舊知識是新知識的基礎(chǔ)，新知識又是舊知識的引申和發(fā)展，學(xué)生的認(rèn)識活動也總是以已有的舊知識和經(jīng)驗為前提，在原有的基礎(chǔ)上進行推廣的。因此，教師在教學(xué)每一個新知識點時，都要盡可能整合有關(guān)的舊知識，利用已有的知識來搭橋鋪路，引導(dǎo)學(xué)生運用知識遷移規(guī)律，在獲取新知識的過程中發(fā)展思維。批判性思維意味著獨立思考，敢于質(zhì)疑，不盲從權(quán)威，不唯上不唯書;意味著基于證據(jù)和數(shù)據(jù)得出結(jié)論、做出決策，實事求是，不隨意不主觀;意味著思維過程嚴(yán)謹(jǐn)縝密，推理合乎邏輯，不武斷不獨斷。

以下教學(xué)案例是在教學(xué)過程中，喜愛數(shù)學(xué)、愛動腦筋的初三學(xué)生提出的質(zhì)疑。

生：如圖6，設(shè)∠BAC=36°，∠ABC=96°，∠C=48°。這時該怎么畫呢？

師：原來D點在外面！這種現(xiàn)象叫“外分”。應(yīng)該說還有意外發(fā)生，它發(fā)生在遇到“鈍角”的時候。這個其實很像我們在學(xué)三角形內(nèi)切圓時，其實還有“旁切圓”的道理。

這是課堂中的一個意外發(fā)現(xiàn)，真是一個亮點啊。喜愛數(shù)學(xué)、積極開動腦筋的初三學(xué)生其實已經(jīng)具備一定的科學(xué)研究和探索的能力了。我們發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)上的很多問題，并不存在什么最終的結(jié)果。所以要培養(yǎng)學(xué)生思維的批判性和創(chuàng)新精神，其實就是要對這樣看似完美的結(jié)論進行“較真”。教師也要大大鼓勵這樣的“較真”，要敢于對看似完美的結(jié)論挑戰(zhàn)，促進自我不斷完善，這就是思維的批判性的體現(xiàn)。同時思維批判性對教師有著更高的要求，必須不斷提升專業(yè)知識，備課時模擬學(xué)生思維進行大膽探究，才能應(yīng)對課堂中提出的各類問題。

三、幾點思考

1.教材的深層把握是基礎(chǔ)。

具有思維的課堂應(yīng)該是所有教師不懈追求的目標(biāo)與方向，但是課堂不可脫離實際。初中生面對升學(xué)的壓力，使得課堂必須在把握教材的基礎(chǔ)上進行拓廣，一定要從教材全局觀和實質(zhì)內(nèi)涵來切入，不可脫離實際進行漫無目的的發(fā)散思維，違反了思維的嚴(yán)密性。同時要增加課堂的思維，必須充分挖掘、深層次挖掘題目背后的教材原型，這也契合當(dāng)前中考題的思路。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變是關(guān)鍵。

課堂的主體一定是學(xué)生，教師是課堂的主導(dǎo)。在課堂中，如果學(xué)生沒有轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式，沒有參與到課堂的探究和學(xué)習(xí)中去，沒有體驗學(xué)習(xí)過程，則無法提升思維。學(xué)生的學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變需要依靠教師從初一開始強調(diào)，在課堂中設(shè)計巧妙適合的學(xué)習(xí)活動，讓學(xué)生參與進來。學(xué)生學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變了，愿意跟隨教師的思路參與到課堂中間，教師的思維訓(xùn)練才會起到關(guān)鍵性效果。

3.教師課堂指導(dǎo)藝術(shù)是保證。

轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式以及對于教材的深層把握都需要教師具有扎實的專業(yè)知識和專業(yè)技能。其中非常重要的是對于課堂節(jié)奏的把握，在備課的過程中需要熟悉學(xué)生的知識水平和生活經(jīng)驗，上課的過程中根據(jù)學(xué)生思維對課堂進度進行及時的調(diào)整和反饋，注重設(shè)問技巧以及與學(xué)生的交流，促進學(xué)生思維的發(fā)展。

（作者單位：浙江省杭州市建蘭中學(xué)）

【參考文獻】

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