2015年2月3日星期二

數學探究在課堂教學中的實踐與思考



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內容摘要:探究性學習的開展是當前我國在新課標的環境下,基礎教育課程深化的新嘗試,是面對21世紀知識經濟的挑戰,也是培養學生創新精神、實踐能力的重要舉措。本文就探究性學習在高中數學領域中的應用做瞭粗淺的探索,在教學中引領學生探究,培養學生探究能力。

關鍵詞:數學探究 探究性學習 高中數學 課題

普通高中數學課程標準(實驗)指出:數學探究即數學探究性課題學習,是指教學過程中在教師的啟發誘導下,學生圍繞某個數學問題,自主探究、學習的過程。這個過程包括:觀察分析數學事實,提出有意義的數學問題,猜測、探求適當的數學結論或規律,給出解釋或證明。

數學探究是高中數學課程中引入的一種新的學習方式,有助於學生初步瞭解數學概念和結論產生的過程,初步理解直觀和嚴謹的關系,初步嘗試數學研究的過程,體驗創造的激情,建立嚴謹的科學態度和不怕困難的科學精神;有助於培養學生勇於質疑和善於反思的習慣,培養學生發現、提出、解決數學問題的能力;有助於發展學生的創新意識和實踐能力。

再此指導下,我結合數學課程內容,以學生動手動腦、主動探索實踐和相互交流為主要學習方式,開展基礎性、拓展性的學習探究活動──數學探究性學習。現結合平時開展數學探究性學習的途徑,淺談幾點。

一、註重激發學生主動探究的積極性

求知欲是人們思考研究問題的內在動力,學生的求知欲越高,他的主動探索精神越強,就能主動積極進行思維,去尋找問題的答案。

例如在講授《指數函數》時,我先設置問題:“如果將一張報紙對折50次,那麼估計大概有多厚呢?”於是同學們七嘴八舌,議論紛紛,有的說一尺高,有的說一米高,兩米高……我讓學生再往上猜,大膽的學生已經猜到幾十米高,有的同學甚至拿著一張報紙對折,當我道出厚度超過瞭地球到月球的距離時,學生吃驚得有點坐不住瞭,迫不及待地想知道為什麼?面對一雙雙懷疑的眼睛,我抓住這一有利時機指出:學完這節課,你們自己就可以明白瞭。這樣,一入課 ,就引導學生進入角色,深入探究,使他們開始就處於學習的主體地位。

二、精心設計,開放結論,培養學生勇於探索的精神

教師對一些數學問題的講解需要堂前精心設計,開放結論,使學生逐步形成一種對任何困難都勇於探索的精神。

如高一數學《三角恒等變換》的測驗中,有一道填空題:的值為 。在評析試卷時,教師調查學生的解題方法,學生七嘴八舌說出瞭各自的解法,在教師組織下學生自己歸納整理瞭以下幾種不同的解法:

解一:原式 ==;

解二:原式= ;

解三:=,∴ 原式;

解四:原式;

解五:由於,同理,代入原式可得結果為。

歸納完之後, 教師並不忙於結束,而是請同學講講自己的解題想法,由同學對每種解法進行評價.在評價比較的過程中,同學們加深瞭對相關知識方法的理解記憶和靈活的運用,同時他們相互之間也進行瞭一次思想交流.緊接著教師提出下面問題讓學生作進一步的思考:

1、若把換成,上面的解法中,哪些還“有效”?學生嘗試發現,除解法五其它都還是可用的,從而總結出這類問題的一般性解法。

2、還有其他解法嗎?多數學生苦思不得其解。此時教師要給予適當的提示:所給的式子與什麼公式的結構形式相象?經過一段的思考,有的學生聯想到瞭坐標平面上兩點連線的斜率公式。對!教師及時給予肯定,再進一步鼓勵學生畫出示意圖,並認真觀察分析,教師予以巡導,最後在大傢共同努力下得出瞭如下的解法:

解六:可以看成點兩點與點連線的斜率(圖一),要求原式的值,即求的值。易知,,從而。

解七:若將原式改寫成,則可以看成點和點連線的斜率,此時點、在單位圓上(圖二),經過角的計算可得,於是。

圖一 圖二

我對學生的解法隻是做瞭適當的補充,並且給予歸納總結。並且指出,面對問題多角度,多方位探索,但還需要註重方案的優化。

三、立足於教材,註重實踐

貼近生活,回歸生活,符合學生認知心理。設定現實情境,汲取學生切身的生活體驗,與學生展開直接的面對面的對話,這樣學生才會學到富有真情實感的,能動的,有活力的知識。

例如在講授《不等式》時,我先設置問題:“在一杯不太甜的糖水中,添加適量的糖,結果糖水變得更甜瞭。”這是一個眾人皆知的生活常識,上升到理論高度,便成為一個數學問題──設糖水溶液為克,其中含糖克,則其濃度為,現在該糖水中加克糖,則糖水濃度變為,於是我們得到一個重要的不等式“,其中。”反之,該不等式又很好地解釋瞭上述生活現象。

生活中的很多問題都可以用數學知識來解決。比如數列、函數等知識可以用來解決合理儲蓄存款,保持貨幣增值等一系列與利率,分期付款有關的問題;平面幾何中圓與直線關系可解決高層建築與陽光照射問題。函數及數列極限可解決漂洗衣服的問題;線性規劃可解決如何用更少的錢辦更多的事;概率則可解決中獎機會等一類問題……

四、利用現代信息技術開展課題

現代信息技術與學科的整合,實現瞭學習內容的呈現方式、學生的學習方式、教師的教學方式、和師生互動方式的變革,為學生的學習和發展提供瞭豐富的教學環境和有力的學習工具。

在實踐中我瞭解到,在高一的《信息技術》課中,學生基本已學會瞭《Word》和《Excel》的一些基本的操作。與此同時,我還利用講座的形式,讓學生進一步學習Word中的數學公式編輯器和Excel的常用函數。雖然學會使用這些工具,花費瞭教師和學生的一些時間,但是,事後我們發現,工具的使用很好誘發瞭學生的興趣,促使課程的進行,也提升瞭研究的品質。在探究性課題《變量間的相關關系》交流課上,合作小組利用瞭Excel對數據作瞭圖象的處理,然後根據圖象結合學過的函數圖象去擬合,從而確定擬合函數,再用擬合函數去預測未來發生的事,形象、直觀、清晰的展示出來,起到瞭很好的效果。

學生用折線圖繪制的散點圖

學生根據散點圖得到回歸方程

學生根據回歸方程得到預測

類似於以上的課堂教學設計而從事的探究性學習,有利於學生形成功能良好的認知結構,學生對每一問題通過思考、操作、內化等學習過程,深化瞭知識和方法的建構,同時也不斷地促進瞭學生主動參與學習,真正做到瞭讓學生“動起來”,讓課堂“活起來”。

探究性學習改變瞭傳統的課堂教學模式,教師作為探究式課堂教學的導師,其任務是調動學生的積極性,促使他們自己去獲取知識、發展能力,做到自己能發現問題、提出問題、分析問題、解決問題;與此同時,教師還要為學生的學習設置探究的情境,建立探究的氛圍,促進探究的開展,把握探究的深度,評價探究的成敗。隨著探究性學習的深入展開,不僅有利於學生數學意識的培養,激發學生學習數學的興趣,更能培養學生探索創新的能力。

參考文獻:

《普通高中數學課程標準(試驗)》 人民教育出版社

《普通高中課程標準實驗教科書 數學?(A版)必修》 人民教育出版社

《中學數學教學中開展探究性學習的幾點思考》 作者:楊志文 《數學通報》 2001年第11期

《高中數學研究性學習的思考》 作者:諶業鋒

《高中數學研究性學習》 作者:曹瑞彬,張傑 龍門書局.2003







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