☉江蘇省海門中學(xué) 楊 帆
探究式學(xué)習(xí)方式在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)領(lǐng)域中的運用,就是教師創(chuàng)設(shè)利于學(xué)生探索與研究的情境并引導(dǎo)學(xué)生自主、師生互動進行數(shù)學(xué)探究的活動,研讀教材、發(fā)現(xiàn)問題、追問研討、析難解疑等環(huán)節(jié)都是探究式學(xué)習(xí)活動過程中的內(nèi)容,有效的探究能使學(xué)生更加主動地掌握知識并使其在知識、能力發(fā)展的基礎(chǔ)上獲得全面發(fā)展.但培養(yǎng)學(xué)生探究式學(xué)習(xí)也有一定的講究,筆者結(jié)合自己的教學(xué)體會主要談?wù)勁囵B(yǎng)學(xué)生探究式學(xué)習(xí)的幾個要點.
學(xué)生的主動探究是探究式學(xué)習(xí)方式中最需要注意的基本環(huán)節(jié),教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的平等互動、民主交流、多元發(fā)展是探究式課堂教學(xué)中最主要的表現(xiàn).教師不能忽略、淡忘自身在探究式學(xué)習(xí)過程中的合作者、引導(dǎo)者、參與者的角色和身份,應(yīng)將建立共同發(fā)展的師生交往互動過程作為課堂教學(xué)的一個主要任務(wù),始終將學(xué)生視作學(xué)習(xí)活動的中心并讓學(xué)生當主角,將自身作為指導(dǎo)者、組織者的角色扮演好并使學(xué)生更快獲得自己是學(xué)習(xí)主體的積極認知,有效拉近師生之間的距離并與學(xué)生形成平等互動的對話,使課程資源更好地為學(xué)生所吸收、接納并成為學(xué)生內(nèi)在的知識資源與精神力量.
例1已知函數(shù)f(x)=3x+x+3,則方程f(x)=0的根的情況如何?
運用常規(guī)方法對這一非常規(guī)方程進行求解顯然是不可取的,因此這一問題對于學(xué)生來說更具挑戰(zhàn)性,絕大部分學(xué)生面對此題時也會因此產(chǎn)生困惑,相當一部分學(xué)生能夠積極地投入到解題思考中去.筆者及時關(guān)注到了學(xué)生思維的積極性并注意到了自身在教學(xué)活動中的角色扮演,將角色還給學(xué)生的同時引導(dǎo)其展開了對此題的探究,引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)小組的劃分進行了充分的解題討論.大部分學(xué)生借助初中已學(xué)的函數(shù)知識并在一定的討論和相互啟發(fā)之下獲得了以下認知:首先把方程變形成3x=-x-3,接著在同一坐標系中作出函數(shù)y1=3x、y2=-x-3的圖像,對所作的圖像進行觀察可知其僅有一個交點,所以方程f(x)=0有實數(shù)根,但實數(shù)根唯一,故此題得解.
任何一堂具有探究性質(zhì)的課堂教學(xué)都需要教師的精心研究與設(shè)計,課本中的例題與習(xí)題的探究更需如此.事實上,相當一部分的習(xí)題具有擴展數(shù)學(xué)家功能與教育功能的巨大價值,筆者在新一輪課改的教學(xué)實踐中對此也有深切的體會與認知:蘊含深厚數(shù)學(xué)本質(zhì)屬性的課本習(xí)題、例題都有待廣大師生的共同挖掘,引導(dǎo)學(xué)生對課本例題、習(xí)題進行探究往往能夠大大提升學(xué)生的探究能力.
例2用數(shù)學(xué)歸納法證明:12+22+32+…+n2=
課本上的這一習(xí)題對于學(xué)生來說比較陌生,很多學(xué)生在作業(yè)中表達出了套用數(shù)學(xué)歸納法證明的一般步驟.在該題的解題教學(xué)中,筆者并沒有立即運用這一常規(guī)方法進行證明,撇開大多數(shù)學(xué)生的解題不談,而是引導(dǎo)學(xué)生對此題進行了新的研究.首先引導(dǎo)學(xué)生對此題進行了一定的改進,求和N*),去掉題中的平方,得到求和1+2+3+…+n(n∈N*),學(xué)生具備等差數(shù)列求和的知識,知道(n∈N*),那么等式成立嗎?若不成立,12+22+32+…+n2又應(yīng)該等于多少呢?請大家此時再運用數(shù)學(xué)歸納法對自己的探究成果進行證明.學(xué)生在探究之初的興趣與積極性都是極高的,當n=1時,運用數(shù)學(xué)歸納法證明是可行的,但n=2時卻不行了,有的學(xué)生就試著直接計算式子12+22+32+…+n2=的值了.很多學(xué)生在嘗試計算前幾個特殊值時,也嘗試著觀察其中的規(guī)律:當n=1時,式子的值等于1;當n=2時,式子的值等于5;當n=3時,式子的值等于14;當n=4時,式子的值等于30.此時對所得結(jié)果進行分析,并無任何規(guī)律可循.很快有學(xué)生提議,是否可以根據(jù)中的n用n2代替,得到,其結(jié)果在一番驗證之后也是存在問題的.筆者及時表揚了學(xué)生的主動探究精神,這對于學(xué)生來講是對其探究積極性的一種保護,同時又對學(xué)生作出了提示:“從結(jié)果進行規(guī)律的探尋并展開猜想是大家之前的探究,我們換個角度來探索,如果從其過程上進行分析,是否能行得通呢?”學(xué)生在筆者的啟發(fā)與引導(dǎo)下列出了以下表格內(nèi)容:
S和T在n分別取1、2、3、4…時存在怎樣的關(guān)系是筆者引導(dǎo)學(xué)生思考與探究的問題,有學(xué)生很快發(fā)現(xiàn)了這一結(jié)果,于是得出以下結(jié)論:全班學(xué)生因為這一結(jié)論的得出而活躍了起來,大家熱情高漲的同時也獲得了探究能力的發(fā)展.
一道好題往往能令學(xué)生的探究興趣倍增,因此,教師在課堂教學(xué)的實踐中應(yīng)注重學(xué)生的實際與題目水準的衡量與把握,引導(dǎo)學(xué)生在好題訓(xùn)練中進行有意義的變式嘗試與練習(xí),使學(xué)生在有計劃、有目的的變式訓(xùn)練與探究中獲得“一題多變”的探究樂趣和成就感,學(xué)生良好的解題習(xí)慣也會在此過程中得到有意義的培養(yǎng),探究式學(xué)習(xí)能力也會隨之得以提升.
例3試求函數(shù)f(x)=x3-4x2-3x的極值.
觀察此題中函數(shù)的表達式,不難發(fā)現(xiàn)其中涉及的系數(shù)都為常量,因此,改變其中的某些常量或設(shè)問方式往往能令學(xué)生在問題探究中獲得更好的領(lǐng)悟,深刻領(lǐng)會到數(shù)學(xué)本質(zhì)的同時也獲得探究成功的喜悅.
變式1:(改變其中一個常量)試求函數(shù)f(x)=x3+ax2-3x的極值.
分類與整合的數(shù)學(xué)思想在此處應(yīng)得到應(yīng)用,對導(dǎo)函數(shù)f′(x)=3x2+2ax-3的零點分布情況進行討論并最終獲得問題的解決.
變式2:(增加附加條件并對變式1中的設(shè)問方式進行改變)若函數(shù)f(x)=x3+ax2-3x有兩個互為相反數(shù)的極值,則實數(shù)a的值為多少?
設(shè)兩個極值點分別是x1,x2,因為f(x1)+f(x2)=0,結(jié)合根與系數(shù)之間的關(guān)系可得x1,x2的關(guān)系式并進一步求得a=0.對學(xué)生的探究活動進行進一步的引導(dǎo):
探究1:根據(jù)變式2可知函數(shù)f(x)=x3-3x正好是奇函數(shù),根據(jù)圖像觀察可得這兩個極值點正好是關(guān)于原點對稱的,因此函數(shù)f(x)可化成f(x)=x.如果把其中的一個零點改為變量,例如f(x)=x·(x-m),其他條件不作改變,這樣的結(jié)論是否仍舊成立呢?學(xué)生在筆者的引導(dǎo)之下進行了驗證并發(fā)現(xiàn)了結(jié)論是否定的.當三次函數(shù)f(x)有兩個極值且其互為相反數(shù)時,其圖像和x軸必然存在三個不同的交點,不僅如此,中間一個交點還正好是圖像的對稱中心.所以解題過程可以簡化并將函數(shù)的零點確定為0,,m.當m在x軸的最左側(cè)時有;當m位于兩個零點之間時則有m=;當m在x軸的最右側(cè)時則有,因此對學(xué)生的探究活動可以作以下進一步的引導(dǎo):
探究2:所有的三次函數(shù)的圖像均為中心對稱圖形嗎?
這是一個能夠成立的結(jié)論,舉幾個特殊的例子對這一結(jié)論進行檢驗并引導(dǎo)學(xué)生對一般的三次函數(shù)進行證明,可以得到所有的三次函數(shù)的圖像均為中心對稱圖形這一結(jié)論.
總之,教師與學(xué)生在新課程改革這一新的挑戰(zhàn)面前都應(yīng)積極面對且共同成長,學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變正是時代呼喚所產(chǎn)生的必然結(jié)果.充分利用課堂并在課堂教學(xué)中令學(xué)生充分開展探究是培養(yǎng)學(xué)生探究式學(xué)習(xí)過程中最關(guān)鍵、最根本的環(huán)節(jié),數(shù)學(xué)教師應(yīng)為培養(yǎng)新一代探究型、創(chuàng)新型人才做出應(yīng)有的思考與改變.