高續(xù)善
(甘肅省民勤縣蘇武鎮(zhèn)新河中學(xué),甘肅民勤 733399)
數(shù)學(xué)一直是學(xué)生公認(rèn)的“讓人頭疼”的一門學(xué)科,數(shù)不清的定理和公式、極易混淆的性質(zhì)導(dǎo)致學(xué)生不會(huì)“活學(xué)活用”,失去學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力。歸根結(jié)底,這是因?yàn)閷W(xué)生沒有掌握數(shù)學(xué)思想方法,不能找到梳理理論知識(shí)和解決實(shí)際問題的竅門?;谝陨锨闆r,教師可以革新教學(xué)思維,將數(shù)學(xué)思想方法滲透在概念、定理、公式、問題等教學(xué)中,改善教學(xué)現(xiàn)狀。
數(shù)學(xué)思想方法,指的是人們經(jīng)過一系列思維活動(dòng)理解現(xiàn)實(shí)世界空間形式和數(shù)量關(guān)系的思維結(jié)果,是人們經(jīng)過概括后對(duì)數(shù)學(xué)事實(shí)和理論形成的本質(zhì)認(rèn)識(shí)。一個(gè)完整的數(shù)學(xué)活動(dòng)通常離不開數(shù)學(xué)思想方法。讓學(xué)生認(rèn)識(shí)和掌握數(shù)學(xué)思想方法,能幫助學(xué)生更進(jìn)一步地感受數(shù)學(xué)精髓,進(jìn)而使其數(shù)學(xué)能力獲得大幅提升。
在內(nèi)容上,數(shù)學(xué)思想方法包含函數(shù)方程思想、類比思想、數(shù)形結(jié)合思想等。在數(shù)學(xué)歷史與文化的發(fā)展和豐富中,數(shù)學(xué)思想方法的分支越來越細(xì)致。
初中數(shù)學(xué)教學(xué)中,師生通常要解決一些抽象問題,而數(shù)學(xué)思想方法有極高的輔助作用。比如,數(shù)形結(jié)合思想可以用于解決抽象問題,使學(xué)生在“抽象—形象”的轉(zhuǎn)化中準(zhǔn)確把握解題思路;分類討論思想適用于可能因某個(gè)不同情況而存在多個(gè)答案的問題,對(duì)這個(gè)“不同情況”展開分類討論,可以最大限度地確保解題結(jié)果的準(zhǔn)確性;整體思想對(duì)解決化簡求值、解方程組等問題大有益處;幾何問題中的“補(bǔ)形”也是整體思想的運(yùn)用[1]。教師可以通過數(shù)學(xué)思想方法教學(xué)輔助學(xué)生解決問題,培養(yǎng)學(xué)生在真實(shí)情境下解決數(shù)學(xué)實(shí)際問題的綜合能力。
數(shù)學(xué)思維方法是提升學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的工具之一?!读x務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022 年版)》要求學(xué)生會(huì)用數(shù)學(xué)的思維思考現(xiàn)實(shí)世界,而數(shù)學(xué)思想方法就是在以數(shù)學(xué)的思維思考現(xiàn)實(shí)世界時(shí)總結(jié)得出的方法和規(guī)律。所以從某種意義上來說,在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)思想方法就是使學(xué)生在獨(dú)立的思維過程中合乎邏輯地解釋或論證數(shù)學(xué)的基本方法和結(jié)論,是學(xué)生用數(shù)學(xué)的思維思考現(xiàn)實(shí)世界的必經(jīng)之路,能夠促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的顯著提升。
在研究初中數(shù)學(xué)教學(xué)滲透數(shù)學(xué)思想方法的具體策略前,教師要明確以下三個(gè)基本方向。
教師應(yīng)確保初中數(shù)學(xué)教學(xué)滲透數(shù)學(xué)思想方法的系統(tǒng)性、持續(xù)性,應(yīng)在每一課時(shí)、每一章節(jié)、每一時(shí)期的教學(xué)計(jì)劃中體現(xiàn)數(shù)學(xué)思想方法。教學(xué)計(jì)劃一般由開展數(shù)學(xué)活動(dòng)的目標(biāo)、方法、模式、內(nèi)容、要求等要素構(gòu)成,統(tǒng)領(lǐng)整個(gè)教學(xué)過程,若能在教學(xué)計(jì)劃中體現(xiàn)數(shù)學(xué)思想方法,便能在應(yīng)用教學(xué)計(jì)劃指導(dǎo)數(shù)學(xué)活動(dòng)時(shí)確保滲透數(shù)學(xué)思想方法的及時(shí)性、邏輯性。因此,教師應(yīng)在設(shè)計(jì)初中數(shù)學(xué)教學(xué)計(jì)劃時(shí),針對(duì)某一特別的時(shí)期、章節(jié)和課時(shí),讓數(shù)學(xué)思想方法成為教學(xué)計(jì)劃的一部分[2]。這要求教師提前把握各時(shí)期、章節(jié)與課時(shí)知識(shí)內(nèi)容特點(diǎn),以及學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)思想方法的接受能力。教師要嚴(yán)肅對(duì)待每一次教學(xué)計(jì)劃的設(shè)計(jì)工作,克服“經(jīng)驗(yàn)主義”,在落實(shí)計(jì)劃前,充分了解學(xué)生數(shù)學(xué)思想方法吸收和發(fā)展情況,然后根據(jù)知識(shí)特點(diǎn)精準(zhǔn)定位數(shù)學(xué)思想方法切入點(diǎn),單獨(dú)設(shè)置“數(shù)學(xué)思想方法”教學(xué)內(nèi)容。這樣,在之后的教學(xué)中嚴(yán)格且靈活地執(zhí)行該計(jì)劃,就能讓學(xué)生不知不覺地靠近數(shù)學(xué)思想方法,理解其內(nèi)涵,在其熏陶下提升數(shù)學(xué)思維水平。
教師可以將數(shù)學(xué)思想方法融入課程講授過程中。講解新課、探究理論、理解性質(zhì)、總結(jié)規(guī)律,課程講授的每一個(gè)環(huán)節(jié)都可以是滲透數(shù)學(xué)思想方法的抓手。況且,在課程講解中融合數(shù)學(xué)思想方法,讓學(xué)生運(yùn)用類比、數(shù)形結(jié)合等思想分析新課內(nèi)容,能夠改變其“死記硬背”的學(xué)習(xí)習(xí)慣,有助于學(xué)生理解新課,大大提高課程講解的有效性。教師可以根據(jù)新課特點(diǎn),在有計(jì)劃地講解課程內(nèi)容的基礎(chǔ)上滲透數(shù)學(xué)思想方法。比如,在“整式的加減”課程講解中,教師可以引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系有理數(shù)的加減法說明整式的加減規(guī)律。此時(shí),有理數(shù)的加減法與整式的加減形成對(duì)比,教師可以融合類比思想,讓學(xué)生在類比中推理整式的加減規(guī)律,充分感受類比思想。學(xué)生能夠在“聽課”的前提下追尋和體會(huì)數(shù)學(xué)思想方法。
教師可以將解決真實(shí)情境下的數(shù)學(xué)問題視為傳授學(xué)生數(shù)學(xué)思想方法的重要載體。數(shù)學(xué)本就具有解決現(xiàn)實(shí)問題的功能,是為解決問題而存在的。在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)思想方法,不僅是為了讓學(xué)生了解其基本構(gòu)成、特點(diǎn)和用途,也是為了讓學(xué)生學(xué)會(huì)應(yīng)用數(shù)學(xué)思想方法,解決真實(shí)情境下的問題。所以教師應(yīng)重視問題解決教學(xué)階段,鼓勵(lì)學(xué)生在調(diào)動(dòng)現(xiàn)有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)解決問題的同時(shí),積極應(yīng)用數(shù)學(xué)思想方法[3]。教師可以先行示范,讓學(xué)生通過觀察、分析問題解決過程,初步認(rèn)識(shí)運(yùn)用數(shù)學(xué)思想方法的解題技巧。然后,對(duì)于接受能力較弱的學(xué)生,教師可以引導(dǎo)其模仿自己剛才應(yīng)用數(shù)學(xué)思想方法的方式,分析同一種問題;對(duì)于接受能力較強(qiáng)的學(xué)生,教師可以直接拋出新的問題,讓學(xué)生討論該問題與其他數(shù)學(xué)思想方法的聯(lián)系。這樣既在問題解決教學(xué)中巧妙地滲透了數(shù)學(xué)思想方法,也踐行了分層教學(xué)原則,讓學(xué)生通過“絕知此事要躬行”的分層實(shí)踐,在不同程度上滿足自身“思想與方法”的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)需要。
展開來說,基于上述三個(gè)基本方向,初中數(shù)學(xué)滲透數(shù)學(xué)思想方法的教學(xué)還需要以下策略支持。
很多時(shí)候,一些數(shù)學(xué)思想方法不是一目了然的,而是深藏在教材知識(shí)之中。只有用心解讀教材,才能全面發(fā)現(xiàn)它們。教師應(yīng)深入剖析教材,探索知識(shí)背后的數(shù)學(xué)思想方法。以人教版教材為例,七年級(jí)下冊(cè)“不等式與不等式組”相關(guān)知識(shí)就蘊(yùn)含了類比思想、分類討論思想、歸納推理思想,教師可以在實(shí)際教學(xué)中遷移一元一次方程與二元一次方程組知識(shí)與經(jīng)驗(yàn),促使學(xué)生綜合運(yùn)用以上思想進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。這要求教師在備課時(shí),深刻剖析教材不等式與不等式組知識(shí)特點(diǎn),梳理一元一次方程與一元一次不等式、二元一次方程與一元一次不等式組的內(nèi)在聯(lián)系。教師可以在教案中增設(shè)“教材分析與數(shù)學(xué)思想方法”模塊,對(duì)應(yīng)教材知識(shí)點(diǎn)內(nèi)在邏輯,寫明實(shí)際教學(xué)的數(shù)學(xué)思想方法滲透思路。
另外,教師還可以創(chuàng)新備課方法,構(gòu)建師生合作的備課模式,帶領(lǐng)學(xué)生一起剖析教材。無論學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)還是探索數(shù)學(xué)思想方法,學(xué)生才是真正的主人,都需要獨(dú)立閱讀和分析數(shù)學(xué)教材。教師可以向?qū)W生布置模擬備課任務(wù),鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合先前學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)與“第一直覺”,在教材中挖掘數(shù)學(xué)思想方法要素,上交“備課報(bào)告”“教材剖析報(bào)告”等書面報(bào)告。如此一來,學(xué)生提前總結(jié)教材中的數(shù)學(xué)思想方法,不打無準(zhǔn)備之仗,提升師生默契度。
我們不得不承認(rèn),分析例題是讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)數(shù)學(xué)思想方法的有效方式之一。數(shù)學(xué)思想方法的作用過程經(jīng)常體現(xiàn)在例題中,而師生共同分析例題是初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的關(guān)鍵一步。據(jù)此,教師可以通過分析例題,使學(xué)生領(lǐng)會(huì)數(shù)學(xué)思想方法作用過程。教師應(yīng)以教材例題或中考典型題為主,借助多媒體出示題目及其解題過程,引導(dǎo)學(xué)生挖掘其隱含條件、猜測(cè)其解決辦法,由此滲透隱含條件思想,為滲透歸納推理思想奠定基礎(chǔ)。緊接著,教師需要出示例題解題過程,帶領(lǐng)學(xué)生抽絲剝繭地分析每一步的含義,討論蘊(yùn)含在解題步驟中的數(shù)學(xué)思想,如數(shù)形結(jié)合思想、分類討論思想等。最后,教師要讓學(xué)生對(duì)例題解題過程作出總結(jié),用自己的語言說明其所應(yīng)用的數(shù)學(xué)思想方法,這也是滲透歸納推理思想的重要一步。這樣,學(xué)生不僅能夠明確理論知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用策略,也能夠懂得如何使數(shù)學(xué)思想方法在具體情境下發(fā)揮作用。
在形成一定問題解決思維后,學(xué)生需要嘗試獨(dú)立解決真實(shí)情境下的其他問題,一方面深化學(xué)以致用品質(zhì),另一方面培養(yǎng)對(duì)數(shù)學(xué)思想方法的實(shí)際運(yùn)用能力。對(duì)此,教師可以利用初中數(shù)學(xué)變式訓(xùn)練契機(jī)。具體來說,教師可以變式處理例題,提出新的問題,并引導(dǎo)學(xué)生開動(dòng)腦筋,聯(lián)系分析例題的收獲,嘗試運(yùn)用多元的數(shù)學(xué)思想方法解決問題[4]。學(xué)生從數(shù)學(xué)思想方法的“探究者”變?yōu)椤皩?shí)踐者”,獨(dú)立探索數(shù)學(xué)思想方法在情境中的運(yùn)用規(guī)律,在解決問題的同時(shí)積累必要的數(shù)學(xué)思想方法實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對(duì)培養(yǎng)其數(shù)學(xué)思想方法的實(shí)踐能力大有裨益。
但是,由于認(rèn)知能力、接受能力、思維習(xí)慣等差異,學(xué)生難免在變式訓(xùn)練中出現(xiàn)錯(cuò)誤,這時(shí)教師要將錯(cuò)誤資源利用起來。比如,教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生說出解決問題時(shí)的真實(shí)思路,使其暴露在數(shù)學(xué)思想方法方面的錯(cuò)誤認(rèn)知。緊接著,教師應(yīng)以此為典型例題,帶領(lǐng)全班學(xué)生討論并說明應(yīng)用數(shù)學(xué)思想方法的不當(dāng)之處,列舉糾錯(cuò)方法。最后,教師應(yīng)匯總學(xué)生觀點(diǎn),幫助學(xué)生糾正錯(cuò)誤,修正他們對(duì)數(shù)學(xué)思想方法的錯(cuò)誤認(rèn)知。值得一提的是,這一“解決問題—暴露錯(cuò)誤—推理問題—修正錯(cuò)誤”的過程本質(zhì)上也是對(duì)數(shù)學(xué)歸納推理思想的應(yīng)用。這也就說明,無論變式問題的解決需要應(yīng)用哪種數(shù)學(xué)思想方法,教師都能在變式訓(xùn)練中找到滲透歸納推理思想的落腳點(diǎn)。學(xué)生能夠通過歸納數(shù)學(xué)思想方法在變式中的應(yīng)用路徑最大限度地提高數(shù)學(xué)歸納推理能力。
數(shù)學(xué)思想方法還與數(shù)學(xué)文化存在密不可分的聯(lián)系。簡單來說,數(shù)學(xué)思想方法是學(xué)者在研究數(shù)學(xué)的過程中不斷鉆研的結(jié)果,而數(shù)學(xué)文化是在數(shù)學(xué)研究的漫長歷史中形成的一種獨(dú)特文化。教師可以立足于此,拓寬數(shù)學(xué)文化教學(xué)內(nèi)容,讓數(shù)學(xué)思想方法的滲透順利對(duì)接數(shù)學(xué)文化。教師還可以利用數(shù)學(xué)文化的特有魅力,進(jìn)一步增強(qiáng)數(shù)學(xué)思想方法的學(xué)習(xí)熱情[5]。比如,在“勾股定理”課程講解中,教師可以整理《九章算術(shù)》《周髀算經(jīng)》《蔣銘祖算經(jīng)》等著作中的勾股定理數(shù)學(xué)文化內(nèi)容,組織學(xué)生閱讀并了解勾股定理的發(fā)展歷程,通過數(shù)學(xué)家研究勾股定理、得出統(tǒng)一結(jié)論的過程,體驗(yàn)數(shù)形結(jié)合思想、歸納推理思想和模型思想。再比如,在“一次函數(shù)”課程講解中,教師可以向?qū)W生講述法國數(shù)學(xué)家柯西對(duì)函數(shù)的定義、德國數(shù)學(xué)家黎曼的函數(shù)定義等教學(xué)內(nèi)容,讓學(xué)生在函數(shù)的演變中對(duì)函數(shù)方程思想形成獨(dú)特體驗(yàn),進(jìn)一步地理解函數(shù)方程思想。
數(shù)學(xué)是一門常總結(jié)常新的學(xué)科,基于數(shù)學(xué)知識(shí)的多樣性,學(xué)生每總結(jié)歸納一次學(xué)習(xí)過程,都能對(duì)數(shù)學(xué)思想方法形成新的認(rèn)識(shí),找到應(yīng)用數(shù)學(xué)思想方法的新方式。為此,教師應(yīng)重視初中數(shù)學(xué)教學(xué)總結(jié)歸納的重要意義,認(rèn)真對(duì)待總結(jié)歸納教學(xué)環(huán)節(jié),讓學(xué)生積極參與到對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)、思想方法的總結(jié)歸納中。教師可以在每個(gè)章節(jié)教學(xué)結(jié)束后,專門設(shè)計(jì)一節(jié)“數(shù)學(xué)思想方法復(fù)習(xí)課”,帶領(lǐng)學(xué)生重新梳理在本章所領(lǐng)會(huì)的數(shù)學(xué)思想方法,并針對(duì)不同知識(shí)點(diǎn)總結(jié)各種數(shù)學(xué)思想方法的具體應(yīng)用策略。時(shí)間充裕時(shí),教師還可以在口頭總結(jié)之外,要求學(xué)生繪制關(guān)于數(shù)學(xué)思想方法的思維導(dǎo)圖或思維表格。二者均有信息梳理功能,可以使知識(shí)點(diǎn)與數(shù)學(xué)思想方法對(duì)應(yīng)關(guān)系一清二楚,突出數(shù)學(xué)思想方法應(yīng)用功能,促進(jìn)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)思想方法的系統(tǒng)掌握,使其形成主動(dòng)應(yīng)用數(shù)學(xué)思想方法的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣。再者,在總結(jié)歸納中,學(xué)生再次應(yīng)用歸納推理思想,可以有效強(qiáng)化其對(duì)數(shù)學(xué)歸納推理思想的應(yīng)用能力。
綜上所述,數(shù)學(xué)思想方法有輔以解決抽象問題的功能,有提升學(xué)生核心素養(yǎng)的作用。以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的新一輪課程改革背景下,滲透數(shù)學(xué)思想方法已然是初中數(shù)學(xué)教學(xué)的重要任務(wù)之一。將數(shù)學(xué)思想方法滲透在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中,要求教師首先要把握教學(xué)計(jì)劃、課程講授、問題解決三個(gè)基本方向,其次要注意剖析教材、分析例題、變式訓(xùn)練、拓展文化和總結(jié)歸納基本策略。因此,教師應(yīng)將數(shù)學(xué)思想方法的教學(xué)視為初中階段數(shù)學(xué)教學(xué)的關(guān)鍵任務(wù),關(guān)心學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)思想方法的理解、吸收和運(yùn)用情況,多角度地引導(dǎo)學(xué)生探索和應(yīng)用數(shù)學(xué)思想方法,為學(xué)生的日后學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。