探索讓數(shù)學(xué)課堂充滿激情與智慧

時(shí)間:2022-04-20 05:11:00

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探索讓數(shù)學(xué)課堂充滿激情與智慧

《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》提出“有效的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動不能單純地依賴模仿與記憶,動手實(shí)踐,自主探索與合作交流是學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的重要方式”。課堂是教學(xué)主陣地,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力和探索能力,還得從課堂入手,放手讓學(xué)生去探索、去發(fā)現(xiàn),對學(xué)生潛能發(fā)展和數(shù)學(xué)思維能力的發(fā)展都起著重要的推進(jìn)作用。因此,教師的任務(wù)主要在于指導(dǎo)學(xué)生探索獲得知識、技能的途徑和方法,領(lǐng)悟數(shù)學(xué)思想方法和精神,對于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會探索、學(xué)會學(xué)習(xí)是至關(guān)重要的。布魯納指出:“探索是數(shù)學(xué)教學(xué)的生命線”。

如何在數(shù)學(xué)課堂中引導(dǎo)學(xué)生開展探索活動?筆者就如下方面進(jìn)行了探究。

1.探索問題的條件或結(jié)論,彰顯學(xué)生智慧的個(gè)性

條件或結(jié)論開放的問題給學(xué)生留有足夠的探索空間,為學(xué)生創(chuàng)造了探索的機(jī)會和提供了探索題材,并能激發(fā)學(xué)生的探索欲望。學(xué)生從多角度、多層次開展探索活動,表現(xiàn)出不同層次的思維水平,通過互動交流促使思維空間得以拓展,有利于培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和激發(fā)學(xué)生的潛能,彰顯個(gè)性思維,迸發(fā)智慧的火花。

例1如圖(1),⊙O的直徑AB的延長線交切線TP于P,TH⊥AB于H,若TP=a,請你添上一個(gè)條件后,可以求出OH.

我提示:要求OH,關(guān)鍵是探究OH、PT、PH、OP、TH這些線段的關(guān)。經(jīng)此點(diǎn)撥,學(xué)生依據(jù)已知條件,聯(lián)想基本圖形,通過添加輔助線,從而容易得到OH、PT、PH、OP、OT、TH這些線段的關(guān)系,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)只要線段(PH、OP、TH、半徑或直徑)中的任何一條線段已知,就可求出OH。此時(shí)學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒高漲,充分感受到探索知識的無窮樂趣和成功的喜悅之情。我趁機(jī)提出:除添加以上條件外,還可以添加其它條件嗎?這進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生探索的激情.有的學(xué)生從角(∠P、∠PTH)入手添加條件,有的學(xué)生從線段(PA、PB)入手添加條件,有的學(xué)生從線段關(guān)系入手添加條件,如:PA=4PB、TH∶PH=1∶3、PH=3OH等。學(xué)生探究的角度越來越多,顯然,這樣的課堂是卓有成效的。

這里,問題結(jié)論明確而條件不給出或條件不完備,問題所要具備的條件需要學(xué)生探索才能獲得。應(yīng)點(diǎn)撥學(xué)生從所給結(jié)論、條件出發(fā),逆向推理,逐步探索,獲取最佳條件,常用方法是“執(zhí)果索因”。

例2如圖(2),AB是⊙O的直徑,⊙O過AC的中點(diǎn)D,DE⊥BC于E,CB切⊙O于B.由這些條件,你能推出哪些正確的結(jié)論?

我提示:要仔細(xì)觀察圖形的特點(diǎn),想一想,如何添加輔助線?從哪些方面獲取結(jié)論?經(jīng)此點(diǎn)撥,學(xué)生從判斷三角形的形狀及其三邊的特殊關(guān)系、兩角關(guān)系、兩條線段關(guān)系、直線與圓的位置關(guān)系及線段之間的數(shù)量關(guān)系等方面探究獲得結(jié)論,學(xué)生通過多層次、多方位的探索,活化了自己的思維。

問題給出條件而結(jié)論不給出或結(jié)論不確定,需要學(xué)生探索才能得到結(jié)論。常規(guī)策略是“綜合法”。要點(diǎn)撥學(xué)生從問題條件出發(fā),依據(jù)已知事實(shí)和數(shù)學(xué)知識,合理推斷,大膽猜想,探索相應(yīng)結(jié)論,并驗(yàn)證猜想的結(jié)論,從而獲得正確結(jié)論。

2.探索解題中的錯(cuò)因,點(diǎn)燃學(xué)生智慧的火花

英國心理學(xué)家貝恩布里奇說:“錯(cuò)誤人皆有之,作為教師不利用是不可原諒的?!笔堑模覀儾粌H要寬容錯(cuò)誤,更要挖掘利用好學(xué)生的錯(cuò)誤資源,學(xué)生有了錯(cuò)誤,要給足學(xué)生思考的時(shí)間和空間,讓學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤,探究錯(cuò)因,糾正錯(cuò)誤。從認(rèn)知沖突中產(chǎn)生思維碰撞,點(diǎn)燃智慧的火花,邁入知識的殿堂。

例4若(X+1)X²+3X+2=1,則X的值為()。

A、0B、-2C、-1或-2D、0或-2

解答時(shí),多數(shù)學(xué)生的解答是:由題意得:X2+3X+2=0,且X+1≠0,解得X=-2,故選B。

此時(shí),我提醒學(xué)生再仔細(xì)想想。過一會兒,終于有學(xué)生提出答案為D。很多學(xué)生半信半疑地把X=0代入原式驗(yàn)證,結(jié)果發(fā)現(xiàn)等式也成立。對此,大家感到迷惑不解,表明上述解法有錯(cuò),“到底錯(cuò)在哪里?”至此,學(xué)生產(chǎn)生了迫切的求知心和想弄清錯(cuò)因的強(qiáng)烈愿望。我再次提醒學(xué)生不要只注意“底”的條件(底數(shù)不能為零)而忽略其它情況,讓學(xué)生在探索、交流中去發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤,分析原因,真正弄懂錯(cuò)誤的根源——沒有全面地分析等式成立的所有可能性:①a0=1(a≠0),②1n=1(n∈N),③(-1)2n=1(n∈N),通過引導(dǎo)學(xué)生類比發(fā)現(xiàn):當(dāng)?shù)仁匠闪儆谇闆r①時(shí),解答如上,得X=-2;當(dāng)?shù)仁匠闪儆冖跁r(shí),有X+1=1,即X=0;當(dāng)?shù)仁匠闪儆谇闆r③時(shí),有X+1=-1,即X=-2,此時(shí),X2+3X+2=0,則等式為(-1)0=1,綜合以上情況得X=0或X=-2。

教學(xué)中巧設(shè)富有內(nèi)涵置陷且有啟發(fā)性的問題,能起投石激浪作用。通過示錯(cuò)——糾錯(cuò)——頓悟的過程,讓學(xué)生更好地在錯(cuò)誤中尋找疑點(diǎn),在誤中思,在思中悟,讓他們在自己常犯的錯(cuò)誤和挫折的教訓(xùn)中變得“聰明起來”。

3.探索數(shù)學(xué)公式定理,叩開學(xué)生的智慧之門

建構(gòu)主義認(rèn)為:“學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)是一個(gè)主動建構(gòu)知識的過程,獲得數(shù)學(xué)知識需要每個(gè)人再現(xiàn)類似的創(chuàng)造過程,數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)是一種再發(fā)現(xiàn)、再創(chuàng)造的過程”。讓學(xué)生探索定理、公式形成過程就是一個(gè)“再創(chuàng)造”的最好范例.為此,對公式、定理教學(xué),我不是簡單地呈現(xiàn)結(jié)論,而是突出公式定理的發(fā)生、發(fā)展和形成的過程,從具體背景材料出發(fā),揭示知識背景和來源,創(chuàng)設(shè)動手實(shí)踐、操作實(shí)驗(yàn)等情景和一系列探索性的問題,為學(xué)生建構(gòu)新知識創(chuàng)設(shè)必要的平臺,讓學(xué)生從事觀察、實(shí)驗(yàn)、探索、猜想、驗(yàn)證、推理與交流等活動,促使學(xué)生探索發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)公式定理,闖入知識的殿堂,叩開學(xué)生的智慧之門。

例5“平方差公式”教學(xué),可設(shè)置如下問題:

(1)計(jì)算并觀察下列每組算式:

(2)已知25×25=625,那么24×26=?

(3)你能舉出一個(gè)類似的例子嗎?

(4)從上述過程,你發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律?

(5)你能用語言敘述這個(gè)規(guī)律嗎?你能用代數(shù)式表示這個(gè)規(guī)律嗎?

(6)你能驗(yàn)證并說明你所猜想的規(guī)律的正確性嗎?

這樣,通過“數(shù)組計(jì)算——比較歸納——感受方法——猜想一般規(guī)律”,讓學(xué)生經(jīng)歷了根據(jù)特例進(jìn)行觀察、比較、歸納、猜想、驗(yàn)證,用數(shù)學(xué)符號表示,證明猜想,在探索過程中發(fā)現(xiàn)了“平方差公式”,從中嘗試到成功的喜悅,誘發(fā)了學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的激情。

例6“三角形中位線定理”教學(xué),我設(shè)計(jì)了“把一個(gè)三角形剪一刀拼成一個(gè)平行四邊形”的操作活動。

問題1:圖(5)是一個(gè)任意三角形,請?jiān)谌切紊霞粢坏?,使得分成的兩塊正好拼成一個(gè)平行四邊形.

問題2:若把圖(5)中我們剪下的位置稱為三角形的中位線,你能給出三角形中位線的定義嗎?一個(gè)三角形有幾條中位線?

問題3:通過活動和觀察,你能發(fā)現(xiàn)三角形的中位線和第三邊有什么位置和數(shù)量關(guān)系?想一想怎樣驗(yàn)證你的猜想?

問題4:你能否對你的猜想進(jìn)行證明?

這樣,把數(shù)學(xué)知識的形成過程轉(zhuǎn)化為學(xué)生親自實(shí)驗(yàn)、操作、觀察、探索、發(fā)現(xiàn)、驗(yàn)證、運(yùn)用的過程,讓學(xué)生歷經(jīng)探索發(fā)現(xiàn)了定理、公式,品嘗知識探索過程中成功的喜悅,既實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)教學(xué)對于學(xué)生主動發(fā)展的價(jià)值,又豐富了數(shù)學(xué)活動的經(jīng)驗(yàn),培養(yǎng)了學(xué)生探索能力,激活了創(chuàng)造潛能。

4.探索數(shù)學(xué)問題的規(guī)律,拓寬學(xué)生的智慧之路

波利亞指出:“學(xué)習(xí)任何知識的最佳途徑是自己去發(fā)現(xiàn)”。數(shù)學(xué)問題的許多內(nèi)容充滿了用來表達(dá)各種數(shù)學(xué)規(guī)律的模型,如數(shù)列、代數(shù)式、方程、函數(shù)、不等式、圖形等均蘊(yùn)含一定規(guī)律,這無疑要學(xué)生通過探索才能發(fā)現(xiàn)其規(guī)律。這類問題一般是從特殊到一般,再到一般,觀察它們的共同特征,猜想得出規(guī)律。學(xué)生在經(jīng)歷探索事物的數(shù)量關(guān)系、變化的過程中發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)規(guī)律,拓寬了思維空間與知識空間,開啟了智慧之門。

4.1探索數(shù)式所蘊(yùn)含的規(guī)律

數(shù)式蘊(yùn)含著什么的規(guī)律,通過探索才能發(fā)現(xiàn)其規(guī)律.關(guān)鍵要指導(dǎo)學(xué)生觀察、分析、比較、抓住數(shù)式的共同特征,探索它們之間的相互關(guān)系,進(jìn)而歸納、猜想得到規(guī)律。

例7請同學(xué)們先驗(yàn)證下列各個(gè)等式是否成立。

(1);(2);(3);

(4);…通過驗(yàn)證,你能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律呢?并用字母表示這一規(guī)律.

在上述各式中,根號“”像一個(gè)“牢籠”,它把數(shù)、式關(guān)在里面,使它們與“牢籠”外的數(shù)、式不能直接運(yùn)算,給化簡、合并帶來障礙.但是,經(jīng)過驗(yàn)算可以發(fā)現(xiàn),上述各式中的整數(shù)部分可以沖出“牢籠”。于是,引導(dǎo)學(xué)生探索:

(1)是否任何一個(gè)分?jǐn)?shù)開平方,整數(shù)部分都可以沖出“牢籠”呢?

(2)還有那些帶分?jǐn)?shù)開平方(或開立方…),整數(shù)部分都可以沖出“牢籠”呢?

學(xué)生進(jìn)行探索、試算、體驗(yàn),進(jìn)而觀察分子、分母的特點(diǎn),從而可以猜想得到:;

還可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步猜想出更一般的規(guī)律:.

這樣,學(xué)生通過觀察、猜想、類比、交流、歸納、證明等探索過程中獲得成功的體驗(yàn),進(jìn)一步認(rèn)識和理解數(shù)學(xué)探究的一般性方法。

4.2探索圖形蘊(yùn)含的規(guī)律

新教材編排(搭建、擺放、拼、鋪設(shè)等)許多計(jì)數(shù)圖形(案)均蘊(yùn)含某種規(guī)律,也是近年中考試題的一個(gè)亮點(diǎn),而且給學(xué)生提供了很好的探索素材。讓學(xué)生探索一組圖形變化所反映的規(guī)律,使學(xué)生經(jīng)歷觀察、分析、探索、猜測、驗(yàn)證等發(fā)現(xiàn)探索過程,學(xué)會“問題——探索——發(fā)現(xiàn)——推廣”的探索模式,從中讓學(xué)生“悟出”道理、規(guī)律和思考方法等,能有效地提高學(xué)生分析解決問題的能力和探索能力。

例8某餐廳按下圖方式擺放餐桌和椅子:

(1)1張餐桌可坐6人,2張餐桌可坐人。

(2)請你擺出5張餐桌的圖形,6張餐桌呢?各能坐多少人?

(3)觀察、分析、探索圖中表示的人數(shù)是怎樣隨餐桌的變化而變化的,你發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律?請寫出n張這樣擺放的餐桌可以坐的人數(shù)。

(4)如果按這種方式擺放100張餐桌,一共可以坐多少人?

這樣,教師以數(shù)學(xué)規(guī)律的發(fā)生、發(fā)展的過程為主線,結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn),不斷設(shè)置問題,激發(fā)學(xué)生的好奇心和探索欲望,能讓學(xué)生變被動接受為主動探究,富有個(gè)性地自我建構(gòu),從而掙脫思維定勢的束縛,激發(fā)自身的學(xué)習(xí)潛能。

多年的教學(xué)實(shí)踐證明,數(shù)學(xué)課堂開展探索學(xué)習(xí)活動,還必須結(jié)合學(xué)生的知識水平創(chuàng)設(shè)探索性問題情景進(jìn)行,只有這樣,才能保證學(xué)生學(xué)習(xí)探索的可持續(xù)發(fā)展。