數(shù)學(xué)思維能力是數(shù)學(xué)能力的核心,是運用數(shù)學(xué)知識分析和解決問題能力的前提,數(shù)學(xué)思維能力的培養(yǎng)是我們數(shù)學(xué)教學(xué)的目的所在。根據(jù)思維產(chǎn)生和發(fā)展的條件,為有效地激發(fā)學(xué)生積極思維,培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力,數(shù)學(xué)課堂教學(xué)應(yīng)做到:
一、創(chuàng)設(shè)問題情景,激發(fā)思維動機,提高思維的志向水平。
蘇霍姆林斯基指出:“所謂課上得有趣,就是說:學(xué)生帶著一種高漲的、激動的情緒從事學(xué)習(xí)和思考,對面前展示的真理感到驚奇甚至震驚;學(xué)生在學(xué)習(xí)中意識或感覺到自己的智慧力量,體驗到創(chuàng)造的快樂,為人的智慧和意志的偉大而感到驕傲?!笨梢?,合適的問題情景是外部問題和內(nèi)部知識經(jīng)驗的適當(dāng)程度的認(rèn)識沖突,從而能夠引起學(xué)生最強烈的思考動機和最佳的思維定向,這樣的情境,是引發(fā)學(xué)生思維的“引爆器”,可以提高思維的志向水平。
在創(chuàng)設(shè)能引起學(xué)生認(rèn)識沖突,激發(fā)思維動機的問題情景時,一般要注意以下幾點:
⑴ 問題情景的創(chuàng)設(shè)必須使學(xué)生產(chǎn)生情感上的共鳴。傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)忽視了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的情感作用,而心理學(xué)研究表明:成功與興趣是相輔相成、互相促進(jìn)的。學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性是順利完成學(xué)習(xí)任務(wù)的心理前提,而學(xué)習(xí)積極性又是學(xué)習(xí)動機伴隨著學(xué)習(xí)興趣形成的。思維的啟發(fā),離不開情感的支撐。只有產(chǎn)生情感上的共鳴,學(xué)生才愿意把問題內(nèi)化,驅(qū)使自己去思考、去探索。老師可以從學(xué)生感興趣的、好奇的、熟悉的、產(chǎn)生審美感的問題和現(xiàn)象去創(chuàng)設(shè)問題情景。
⑵ 問題的難易程度要適當(dāng)。學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程,是他們原有數(shù)學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)與新知識相互作用,產(chǎn)生同化和順應(yīng)的過程,在這一過程中,學(xué)生已有觀念和意識,往往用以解釋和接納新的概念和方法,此時,教師若把教學(xué)內(nèi)容能動地進(jìn)行加工提出適合學(xué)生認(rèn)知水平的問題,創(chuàng)設(shè)學(xué)生“最近發(fā)展區(qū)”(即原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)),則能起到誘發(fā)學(xué)生思維的作用,反之則可能激不起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,扼殺學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。創(chuàng)設(shè)“最近發(fā)展區(qū)”,設(shè)置一些學(xué)生“跳一跳”就能解決的問題,符合學(xué)生的認(rèn)知水平和心理特點,從而引起學(xué)生心理上的期待與渴望,使學(xué)生的思維由潛隱狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S狀態(tài),實現(xiàn)預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。
⑶ 必須給學(xué)生充分思考問題的機會和時間。“創(chuàng)設(shè)問題情景”的做法已倡導(dǎo)多年,但在實際教學(xué)中收效甚微,其原因之一是老師提出問題后給予學(xué)生獨立思考的機會與時間太少。因為在教學(xué)中,學(xué)生的思維往往滯后于老師的思維活動。對老師提出的問題,學(xué)生必須有一個理解,領(lǐng)悟、思考的過程,雖然這段時間里,課堂處于“冷場”,但學(xué)生卻處于積極的思維狀態(tài)。如果老師迫不及待地給出答案或要求學(xué)生回答,就不能充分利用問題來激發(fā)學(xué)生的思維。
二、重視數(shù)學(xué)活動過程的教學(xué),提高思維的探究水平
我們學(xué)校培養(yǎng)的主體,應(yīng)是有血有肉,善于思索,具有創(chuàng)新意識和能力的人,數(shù)學(xué)素有思維體操之稱,如何在課堂教學(xué)中利用數(shù)學(xué)材料的載體功能對學(xué)生進(jìn)行有效的思維訓(xùn)練呢?其根本途徑就是充分展示數(shù)學(xué)知識的形成和演變過程,解題的思考和探索過程、規(guī)律的小結(jié)和提煉過程,在過程中培養(yǎng)學(xué)生的觀察、比較、分析、綜合、抽象和概括能力,培養(yǎng)學(xué)生運用歸納的演繹和類比進(jìn)行推理的能力,培養(yǎng)學(xué)生善于暴露思維過程的習(xí)慣,進(jìn)而提高準(zhǔn)確闡述自己的思想和觀點的能力。因此,在數(shù)學(xué)教學(xué)中展現(xiàn)思維活動,讓學(xué)生親自參與思維活動,不僅體現(xiàn)了這種教學(xué)思想,而且有利于提高學(xué)生思維的探究水平。
一般說來,數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程主要包括以下幾類:
⑴ 數(shù)學(xué)概念的形成過程。數(shù)學(xué)概念是反映現(xiàn)實世界的數(shù)量關(guān)系和空間形式本質(zhì)屬性的思維形式。數(shù)學(xué)概念是數(shù)學(xué)命題、數(shù)學(xué)推理的基礎(chǔ)成分,是數(shù)學(xué)思維的細(xì)胞。在概念的教學(xué)中(特別是較難理解的概念),應(yīng)充分展現(xiàn)概念的形成過程,可使學(xué)生了解概念的來龍去脈,減少學(xué)習(xí)上的困難,加深對概念的理解。
(2) 公式、定理、性質(zhì)的探索、發(fā)現(xiàn)、推導(dǎo)過程。如果教師只將定理、公式按教科書那樣推導(dǎo)或證明呈現(xiàn)在學(xué)生面前,學(xué)生聽課就會只知其然,而不知其所以然。學(xué)生對這些知識死記硬背,機械套用,當(dāng)然談不上提高思維能力。在我們平時的教學(xué)過程中應(yīng)充分展現(xiàn)定理、公式的發(fā)現(xiàn)過程及證明過程。啟發(fā)學(xué)生自己去猜測,去發(fā)現(xiàn),去證明。而由學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)的結(jié)論、理解深刻,在以后的日子里不易遺忘,更讓學(xué)生嘗到成功的喜悅。
(3)解題方法的思考與解題規(guī)律的總結(jié)過程。解題是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動的主要形式,斯托利亞認(rèn)為:“數(shù)學(xué)教學(xué)是數(shù)學(xué)活動過程的教學(xué)”,解題教學(xué)就是解題的思維過程的教學(xué),教學(xué)生如何思考就是解題教學(xué)的目的之所在。G·波利亞將解題的思維過程分為四個階段:弄清問題、擬定計劃、實施計劃、回顧。即:理解、轉(zhuǎn)換、實施、反思。平時教學(xué)中,教師注重的是理解、實施( 現(xiàn)成的解題思路和過程),沒有展示解題的整個思維過程, 特別是解題思路的探索過程,從而使解題教學(xué)失去了應(yīng)有的功能。所以在解決問題過程中,教師應(yīng)盡量暴露解題方法的思考過程,把怎樣擺脫困境,少走彎路,達(dá)到“柳暗花明又一村”的理想效果的探索過程“返樸歸真”地展現(xiàn)給學(xué)生。只有這樣,學(xué)生才能真正學(xué)到教師高明的思維方法,掌握探索的方法與解題規(guī)律。
三、滲透數(shù)學(xué)思想方法,提高思維的策略水平
數(shù)學(xué)思想方法是指對數(shù)學(xué)知識和方法形成的規(guī)律性理性認(rèn)識,是解決數(shù)學(xué)問題的根本策略。因此,數(shù)學(xué)教學(xué)不能滿足于單純的知識灌輸,要使學(xué)生掌握數(shù)學(xué)最本質(zhì)的東西,用數(shù)學(xué)思想和方法統(tǒng)率具體知識、具體問題的解法,促使其由對正確方法的盲目的、不自覺的應(yīng)用向有意識的、自覺的應(yīng)用轉(zhuǎn)化。在教學(xué)實踐中滲透數(shù)學(xué)思維方法,是一項長期的,細(xì)致的工作。應(yīng)結(jié)合學(xué)生的年齡特征,結(jié)合教學(xué)內(nèi)容自然而然、潛移默化地進(jìn)行。教師在日常教學(xué)中,必須做一個有心人,善于利用反映數(shù)學(xué)思想方法的基本材料,有意識地設(shè)計與一定的數(shù)學(xué)思想方法相聯(lián)系的學(xué)習(xí)活動,以便達(dá)到“潤物細(xì)無聲”的效果。
(1) 教學(xué)內(nèi)容的選擇、組織,呈現(xiàn),必須體現(xiàn)數(shù)學(xué)思想方法的基本精神。長期以來,中小學(xué)數(shù)學(xué)教材編重知識的傳授,忽視了數(shù)學(xué)思想方法的熏陶。因此,對教學(xué)內(nèi)容的改造組織很有必要。有的老師為了加強類比的思想,對數(shù)列章節(jié)進(jìn)行調(diào)整,把等差數(shù)列與等比數(shù)列的教學(xué)同時類比進(jìn)行,收到了滿意的效果。
數(shù)學(xué)科學(xué)是知識和方法的有機結(jié)合,沒有不包含數(shù)學(xué)方法的知識,也沒有游離于數(shù)學(xué)知識之外的方法。大量的數(shù)學(xué)思想方法蘊含在數(shù)學(xué)知識系統(tǒng)之中,不是以明顯的形式呈現(xiàn)出來,這就要靠教師去發(fā)掘──從具體事例中抽象,從大量事實中概括。因此,數(shù)學(xué)要在知識的發(fā)生、形成過程中揭示由知識所反映的數(shù)學(xué)思想方法,促進(jìn)學(xué)生思維結(jié)構(gòu)的形成。例如:函數(shù)概念是通過觀察實例,抽取共性→分析本質(zhì)屬性→從正、反兩方面弄清其內(nèi)涵、外延,最后得出函數(shù)的定義。這里就蘊含著抽象概括的思想。
(2) 在雙基教學(xué)中,根據(jù)數(shù)學(xué)知識特征, 有計劃有步驟地滲透相應(yīng)的數(shù)學(xué)思想方法。比如,在講授有理數(shù)的絕對值、有理數(shù)運算時,滲透“分類”思想方法;在解二元一次方程組時滲透“化歸”思想方法;講列方程解應(yīng)用題時,可以滲透“方程”思想方法、“模式化”思想方法。在高中階段,數(shù)學(xué)思想的滲透可螺旋式地重復(fù)進(jìn)行。比如,展現(xiàn)三角公式之間的相互關(guān)系反映了簡約化思想方法,由一個公式cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβ,便可推導(dǎo)出一系列公式。 空間問題轉(zhuǎn)化為平面問題,復(fù)數(shù)問題轉(zhuǎn)化為實數(shù)問題,進(jìn)一步體現(xiàn)了“化歸”思想方法。
(3) 在解決問題教學(xué)中,以數(shù)學(xué)思想方法為指導(dǎo),尋求解決問題的途徑和方法。數(shù)學(xué)問題的解決過程,實質(zhì)上是命題的不斷變換和數(shù)學(xué)思想方法反復(fù)運用的過程,數(shù)學(xué)的思想方法存在于數(shù)學(xué)問題的解決之中,數(shù)學(xué)問題的步步轉(zhuǎn)化,無不遵循著數(shù)學(xué)思想方法指示的方向。因此,我們在教學(xué)中要突出數(shù)學(xué)思想方法在解題中的指導(dǎo)作用,展現(xiàn)數(shù)學(xué)思想方法的應(yīng)用過程。例如對于多面體體積的計算,我們的方法是通過分解組合的思想把其轉(zhuǎn)化成規(guī)則的、熟悉的幾何體(如棱柱、棱錐、棱臺等),再去求其體積。體現(xiàn)了分解組合思想及化歸思想等數(shù)學(xué)思想方法的指導(dǎo)。
著名數(shù)學(xué)家玻利亞曾統(tǒng)計,學(xué)生畢業(yè)后,研究數(shù)學(xué)和從事數(shù)學(xué)教育的人占1%,使用數(shù)學(xué)的的人占29%, 基本不用或很少用數(shù)學(xué)的占70%。我國的情況大抵相仿。對于大多數(shù)學(xué)生來說,數(shù)學(xué)思想方法比形式化的數(shù)學(xué)知識更加重要。因為前者更具有普遍性,在他們未來的生活中和工作中能派上用場。“大眾數(shù)學(xué)”的口號在歐美各國已被廣泛接受,而且成為數(shù)學(xué)教育的主流,在素質(zhì)教育的今天,研究如何在數(shù)學(xué)課中加強數(shù)學(xué)思想方法的教學(xué)正體現(xiàn)了“大眾數(shù)學(xué)”的思想。它會對學(xué)生的思維水平及整體文化素質(zhì),產(chǎn)生深刻而持久的影響,使學(xué)生受益終生。