【摘要】在初中數(shù)學中,培養(yǎng)學生的解題能力是強化學生數(shù)學思維、提升學生數(shù)學素養(yǎng)的重要方式。這就需要初中數(shù)學教師在教學過程中注重培養(yǎng)學生的審題能力、優(yōu)化解題方式、采取分層教學模式、鼓勵學生遷移解題技巧等,從而切實幫助學生提升解題能力。
【關鍵詞】初中數(shù)學;解題能力;數(shù)學教學
作者簡介:鄭文海(1984—),男,福建省仙游金石中學。
《義務教育數(shù)學課程標準(2022年版)》強調要發(fā)展學生運用數(shù)學知識與技能發(fā)現(xiàn)、提出、分析、解決問題的能力。這就要求初中數(shù)學教師不僅要給學生傳授基礎知識,還要注重激活學生的數(shù)學思維,讓學生學習多種解題方法,自主經歷分析、推理、驗證、總結等解題過程,從而切實提升解題能力。
一、初中數(shù)學教學中提升學生解題能力的意義
問題解決能力是學生在數(shù)學學習中所必需的技能,且對學生今后的學習與生活也有重要的作用。
(一)有助于鞏固數(shù)學基礎知識
學生順利解決問題的前提是對基礎概念、公式、原理等有一定的了解和掌握。只有這樣,學生才能夠靈活運用知識解決基礎問題,并在解決拓展性及創(chuàng)新性題目時也能夠逐步厘清解題思路,找到解題方法。在教學中提升學生的解題能力,教師需要讓學生對教材基礎知識進行深層次的理解,在解題過程中將基礎知識與解題方法有機結合。由此,學生能在解題過程中實現(xiàn)對基礎知識的鞏固和強化。
(二)有助于提升數(shù)學思維能力
初中階段的學生思維方式和數(shù)學素養(yǎng)尚未完全形成,而傳統(tǒng)的“填鴨式”教學方法容易導致學生對教師的依賴加劇,難以調動自己的思維思考問題。而教師通過培養(yǎng)學生的解題能力,借助啟發(fā)性問題,能促使學生主動參與問題思考,并運用所學知識嘗試解題,得出多樣化、創(chuàng)新性的解題方法。由此,學生的思維能力得到提升。
二、初中數(shù)學教學中提升學生解題能力的策略
在中學階段,學生的數(shù)學素養(yǎng)尚處于發(fā)展階段,他們在解題過程中易產生解題思路不明、方法錯誤等問題。基于此,教師要積極給學生傳授多種解題方法,使學生能夠逐漸將所學知識與問題有機連接,明確問題本質,更為順利地運用數(shù)學知識解決問題,從而切實提升學生的解題能力。
(一)厘清解題思路,培養(yǎng)審題能力
審題是學生解決問題的第一個步驟,同時也是關鍵的一步。學生只有參透了題目中的隱藏條件和問題本質,才能得出正確的答案;學生如果無法全面、準確地理解題目內容,就容易遺漏題目中的重要知識點,解題的方向、方法也就容易出現(xiàn)錯誤[1]。為避免此種情況,教師要通過觀察班級學生的學習情況,從而發(fā)現(xiàn)班級學生在解題中容易出現(xiàn)的問題,如對題目要求理解不清、對題目內容主次不分等,并采用相應的方法幫助學生正確審題。值得注意的是,教師發(fā)現(xiàn)學生的審題步驟和解題結果出現(xiàn)錯誤時,不要直接給學生出示正確答案,而是要引導學生找出審題錯誤的原因,傳授給學生正確的審題技巧。
教師在培養(yǎng)學生審題能力的過程中,要幫助學生梳理題目中的信息,結合問題分析各點信息對解題的作用,著重分析潛藏的解題條件[2]。具體而言,教師可指導學生按照這些步驟進行審題。步驟一:略讀題目,簡要了解題目所表達的主要意思以及考查要點;步驟二:精讀題目,對題目中的關鍵信息進行重點解讀,分析信息深意,同時進行標注;步驟三:整讀題目,統(tǒng)籌分析已有信息、所求信息、解題結果之間的關聯(lián),確保答案的準確性。
以人教版數(shù)學七年級上冊“幾何圖形”的習題內容為例,教師出示題目如下。
在下面的展開圖(圖1)中,分別填上數(shù)字1,2,3,4,5,6,使得其折疊成正方體后,各相對面上的數(shù)字之和皆相等,則a= ,b= ,c= .
教師觀察學生,發(fā)現(xiàn)學生在審題過程中沒有注意到正方體的空間圖形特點,只注意數(shù)字的計算,由此產生解題偏差。對此,教師首先帶領學生略讀題目,提醒學生注意本道題與立體幾何圖形相關,在腦海中描繪出正方體的立體圖形。其次,引導學生精讀題目,并根據(jù)正方體的展開圖特點,標出相對面,再由題目所給的“各相對面上的數(shù)字之和皆相等”的信息,列出相應的算式。最后,讓學生在整讀題目的基礎上根據(jù)推測代入數(shù)字,驗證結果。通過自主探究,學生得出1+a=5+b=3+c,由此推算出a=6,b=2,c=4。
教師通過帶領學生厘清解題思路,給學生傳授正確的審題方法,幫助學生解析題目中的關鍵信息,由此提升學生對題目的感知能力,使學生能夠快速挖掘出題目中的隱性條件,為提升解題能力奠定基礎。
(二)優(yōu)化解題方式,提高解題效率
1.教授代入法
代入法是指將題目中所給出的各點信息依次代入未知條件中,通過已知來求解未知,將復雜的題目簡單化。此種方法是學生在日常練習和測試中常用的,能夠幫助學生節(jié)省時間,提高解題效率?;诖?,教師要及時整合教學資源,為學生搜集不同類型、不同難度、不同形式的題目,抓住練習的契機,引導學生在解題過程中運用代入法,鍛煉學生的解題能力[3]。
以人教版數(shù)學七年級下冊“消元—解二元一次方程組”的習題為例。教師可指導學生使用代入法解決二元一次方程組的運算問題。教師出示題目如下。
方程組的解是( ).
教師要讓學生明確解二元一次方程組的基本思想是消元,而使用代入法就能夠實現(xiàn)消元,解出正確答案。學生通過讀題發(fā)現(xiàn)y與1-x是等量,因此可以把3x+2y=5中的y用1-x替換,即可消去y,從而將該二元一次方程組轉變?yōu)殛P于x的一元一次方程,即3x+2(1-x)=5,以此得出x和y的值。
在學生掌握基本的代入法要領后,為加強學生的學習體驗,使學生產生自主運用代入法解題的意識,教師可為學生繼續(xù)出示生活化的問題,讓學生嘗試自主解題。教師出示的問題如下。
橘子的價格為6元/千克,葡萄的價格為3元/千克,小明一共買了15千克的橘子和葡萄,付款60元,請問小明橘子和葡萄各買了多少千克?
根據(jù)題目,學生列出二元一次方程組:
然后運用代入法,將其轉化為一元一次方程,由此算出橘子和葡萄的購買質量。
教師教授給學生代入法,并引導學生進行相應的訓練,又提供與生活實際相關的例題讓學生自主運用代入法,能夠讓學生切實掌握代入法,并體會到代入法在解題過程中的作用和在生活中的價值。
2.教授化歸思想
化歸思想就是在研究和解決數(shù)學問題時采用相應的手段轉化問題,將復雜的問題簡潔化,使之成為易于理解的數(shù)學問題。在初中數(shù)學中,數(shù)學題目條件逐漸復雜,導致學生在解題過程中容易出現(xiàn)迷茫、解題思路不明等問題。對此,教師可指導學生運用化歸思想解決問題,以此促進學生解題能力的發(fā)展。教師出示例題如下。
已知求x和y的值.
本題如果直接運用消元來解題,則會使解題步驟更加繁瑣。對此,教師指導學生運用化歸思想,按照如下步驟解題:
設19x+18y=17為①,17x+16y=15為②,則①-②=
2x+2y=2,由此設x+y=1為③,則③×16=16x+16y=16,將其設為④,則②-④=x=-1,y=2.
教師教授給學生化歸思想,能夠幫助學生降低題目的難度,讓學生順利解題,從而提升學生對解題的興趣,切實強化學生的解題水平。
(三)采取分層教學模式,促進整體進步
學生在學習能力、思維方式以及數(shù)學素養(yǎng)等方面存在個體差異,導致學生對教師所傳授的數(shù)學知識的吸收程度和運用水平也各不相同。教師如若一味地采用傳統(tǒng)的“一刀切”教學模式,那么不僅會降低學生參與數(shù)學課堂的興趣,還會加劇班內學生數(shù)學能力的差距,不利于今后的教學與管理。對此,教師要根據(jù)班內學生的個體差異采取分層教學模式,讓不同學習能力的學生都能夠根據(jù)自身情況參與到數(shù)學問題的解決中,促進數(shù)學思維的良好發(fā)展,有效提升解題能力。
以人教版數(shù)學八年級下冊“平行四邊形”的練習為例。部分學生的模型思維和幾何思維較弱,難以深入理解幾何圖形的知識。對此,教師可運用分層教學法,根據(jù)班內學生的學習能力,將其分為基礎組、鞏固組與強化組。對于基礎組的學生,教師以“掌握平行四邊形的特點與性質,能夠判定平行四邊形”為目標設計相應的練習題,讓他們解題;對于鞏固組的學生,教師以“能夠靈活運用基礎知識求解平行四邊形的邊和角”為目標設計相應的練習題,讓他們解題;對于強化組的學生,教師給他們提供具有創(chuàng)造性、探究性的題目,讓他們結合所學知識探究平行四邊形與三角形、矩形的關系。
分層教學模式的運用,充分考慮班級每名學生的學習能力,能夠讓學生基于自身數(shù)學水平參與解題訓練,提升解題能力,進而切實提升班級全體學生的數(shù)學素養(yǎng)。
(四)注重問題遷移,培養(yǎng)舉一反三能力
要想提升學生的解題能力,教師就要著重培養(yǎng)學生舉一反三的能力,讓學生靈活運用知識,順利解答不同的題型,使學生的數(shù)學思維得以充分發(fā)展[4]。如此,學生不僅能夠順利解決各種問題,還能夠體會到數(shù)學知識的靈活性和趣味性,提升對數(shù)學問題的敏感度,增強數(shù)學學習的信心。
以人教版八年級數(shù)學下冊“一次函數(shù)”的練習為例。為深化學生的知識理解,教師可給學生出示遷移問題,讓學生在理解和解決問題的過程中加深對一次函數(shù)本質的理解,有效提升數(shù)學思維。
教師先給學生出示基礎問題:
你知道科學家如何測算巖石的年齡嗎?解決這個問題時也用到函數(shù)這個數(shù)學工具.
1903年,英國物理學家盧瑟福通過實驗證實,放射性物質放出射線后,這種物質的質量將減少,減少的速度開始較快,后來較慢. 物質所剩的質量與時間成某種函數(shù)關系. 下圖為表示鐳的放射規(guī)律的函數(shù)圖象(圖略).
由圖我們可以發(fā)現(xiàn):鐳的質量由m0縮減到 m0需1620年,由 m0縮減到 m0需年數(shù)為3240-1620=1620,由 m0縮減到 m0需年數(shù)為4860-3240=1620,即鐳的質量縮減為原來的一半所用的時間是一個不變的量—1620年. 一般把1620年稱為鐳的半衰期.
實際上,所有放射性物質都有自己的半衰期,鈾的半衰期為45.6億年,蛻變后的鈾最后成為鉛. 因此,科學家們測出一塊巖石中現(xiàn)在含鈾和鉛的質量,便可以算出這塊巖石原來的含鈾量,進而利用半衰期算出從原來含鈾量到現(xiàn)在含鈾量經過了多少時間,從而推算出這塊巖石的年齡. 據(jù)此測算出地球上最古老的巖石的年齡約為30億年.
學生充分了解后,教師繼續(xù)出示遷移問題:
請思考下面的問題,它能幫你理解“半衰”現(xiàn)象.
一個皮球從16 m高處下落,第一次落地后反彈起8 m,第二次落地后反彈起4 m,以后每次落地后的反彈高度都減半. 試寫出表示反彈高度h(單位:m)與落地次數(shù) n 的對應關系的函數(shù)解析式. 皮球第幾次落地后的反彈高度為 m?
教師借助此類遷移問題,讓學生通過不同角度、不同思路分析和解決一次函數(shù)的問題,在探究問題的過程中發(fā)現(xiàn)一次函數(shù)相關問題的解題規(guī)律,積累解題經驗,從而促進學生對一次函數(shù)的理解,讓學生學會自主遷移知識,提升學生的解題能力。
結語
綜上所述,在初中數(shù)學教學中培養(yǎng)學生的解題能力有利于學生掌握基礎知識,提升數(shù)學思維。在強調培養(yǎng)學生學科核心素養(yǎng)的教育背景下,培養(yǎng)學生的解題能力至關重要?;诖?,初中數(shù)學教師要著重培養(yǎng)學生的審題能力,讓學生學會準確理解題意;優(yōu)化解題方法,鼓勵學生靈活解題;開展分層教學,使不同層次的學生都能有所收獲;培養(yǎng)學生舉一反三的遷移能力,讓學生能夠自主解決不同的問題。通過實施這些教學策略,教師能夠有效提升學生的解題能力。
【參考文獻】
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