真正经历了这个过程的教学是什么?_数学论文

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《义务教育数学课程标准(2011年版)》在“课程目标”中,不仅使用了“了解、理解、掌握、运用”等刻画结果目标的行为动词,而且还使用了“经历、体验、探索”等刻画过程目标的行为动词,并且在附录中详细解释了这些行为动词,充分凸显了对学生数学学习过程的关注.关注数学学习过程,是数学学科的本质使然,是数学教学的现实所需.当前,一线教师普遍具有新课程的理念,知道学生只有经历了知识的发生、发展过程,才能把知识真正纳入自己的知识系统,教学才能真正取得实效.但是,在教学实施的过程中,出现了许多“理念的偏差”和“实施的误区”,导致“教学过程化”只留于形式,甚至出现了许多“伪过程”的教学现象.那么,什么是真正经历了过程的教学?我们应该怎样让学生经历知识的学习和运用过程,才能最终达到发展学生思维能力的目的?本文就基于笔者平时听课调研中的具体案例,与各位同行交流对教学过程化的若干思考.

一、知识的形成过程

任何知识都有一个形成的过程,让学生经历知识的形成过程,并不是再现数学家发现数学知识的历程,而是通过创设合适的情境,让学生感受知识发生的必要性、合理性,并自然地引发学生对新知的探索,进一步体验知识的发展过程.比如,让学生经历概念的发生与发展的过程,就是要让学生认识概念的由来和发展,感受定义的自然性和合理性,并全方位地理解概念的内涵和外延及其表达形式,最后达到正确运用概念的目的.让学生经历定理的发现与得出过程,就是让学生经历发现命题、提出猜想、推理论证进而获得命题的过程,掌握命题所包含的条件和结论,并且掌握从条件到结论的推演方法.笔者在平时的听课调研中,经常会听到有些课虽然也有过程的“形式”,但是知识的发生很突兀,知识的发展不自然,没有真正凸显知识形成的过程.现以具体的案例对比分析如下.

案例1 浙教版课标教材九年级下册“锐角三角函数”一课中,“正弦”概念的教学片断.

师:让我们一起来看这样一个问题:如图1,∠AOB为30°,点P在射线OB上运动,过点P作PH⊥OA于点H,则线段PH与OP的比值会随着点P的位置变化而变化吗?

(教师板书.)

师:那么,如果将∠AOB改为45°,情况又如何呢?

:当∠AOB为45°时,无论点P在射线OB上什么位置,线段PH与线段OP的比值始终为.

师:这说明当∠AOB的度数α发生变化时,线段PH与线段OP的比值也发生变化,可见它是角度α的函数,我们称这对线段的比值为角α的正弦,记作sinα.

【评析】以上教学过程中,教师确实想让学生理解“三角函数为什么是关于角度的函数”,也设计了一定的过程.但是,这个过程完全是教师牵着学生鼻子走:教师设问线段PH与OP的比值是否与点P有关,学生也随之承认与点P在角的边上的位置无关,接着教师把角度从30°改为45°,学生也跟着计算,证实随着角度的变化,线段的比值也发生改变.但是,为什么会想到探究这对线段的比值?怎样发现这对线段的比值是以角度为变量的函数?三角函数和我们以前学习的函数有什么联系、区别?笔者认为,以上教学过程只有“过程的形式”,但无“过程的本质”.我们知道,学生在学习三角函数之前,已经学过一次函数、二次函数、反比例函数,因此这些函数知识应是学生学习新知的最近发展区,我们可以把“锐角三角函数”放在函数的系统中学习,通过类比进一步探求新知.以下是经过改进的教学片断.

师:同学们,现在有这样一个问题:如图3,斜坡的倾斜角为30°,当器材P沿斜坡OB向上搬运5米时,点P离地面的距离PH为多少?

:2.5米.

师:在器材P向上搬运的过程中,在点P离地面的距离PH、点P离起点)的距离OP等量中,有哪些量发生了变化?哪些量不发生变化呢?

师:刚才大家找到了3个变量,那么在这个变化的过程中,有不变的量吗?

师:(很开心地)这里确实有6对比值,现在我们不妨先选取其中的3对比值进行研究,先从线段PH与线段OP的比值开始.

(教师板书:.)

师:这对线段的比值与点P的位置无关,那么它与什么有关呢?

:(再次发言)可能与∠AOB的度数有关.(停顿了一下,马上接着讲)比如图5,.

师:想想看,能否借助图5来说明当角度变化时,比值也随之变化呢?

(学生先独立思考,再讨论交流大约2分钟.)

:如图6,假设点P在以点)为圆心,OP为半径的圆上,那么比值中,分母OP不变,当角度增大时,分子PH越来越大了,比值就越来越大了!

:这对线段的比值随着角度的改变而改变,它是角度的函数.

师:为了表示的方便,把这对线段的比值用sinα表示,称之为角α正弦.

(接着再根据其他线段的比值定义余弦函数、正切函数.)

【说明】以上教学片断中,教师创设了一个“器材沿斜坡运动”的问题情境,通过“运动过程中变量和不变量的找寻”,激起学生回忆“函数指的是对每一个确定的x值,y都有唯一确定的值与之对应”,巧妙地把三角函数放在函数的概念体系中进行教学.在寻找变量、不变量的过程中,自然地出现了线段的比值,在探索比值的相关量的过程中,发现比值随角度变化而变化,是角度的函数,从而很自然地引出三角函数的概念.这样一个循序渐进的过程,让学生体会了锐角三角函数产生的必要性,理解了锐角三角函数是一个以角为自变量的函数,使学生慢慢理解了锐角三角函数的意义和符号表示,有效地突破了难点.

让学生真正经历概念的实际背景与形成过程,不仅有助于他们感受数学概念定义的自然性和合理性,加深对概念本质内在联系的理解,而且也能有效地培养学生从具体到抽象的概括能力和合情推理能力,进而使学生记忆深刻、理解到位、应用灵活.数学公理、定理、性质、公式、法则等数学命题可以看成是由若干数学概念组成的命题,反映了数学概念之间的特定联系.它是对数学原理所涉及的各概念提供的信息进行重新组织、转换,提出概念间关系的种种假设、猜想,进行多次反复检验,再得出论断的过程.当前,一些教师只让学生认识命题的正确性,忽略命题的发现过程,把重心放在命题的运用上.让学生经历命题的发现过程的教学,就是要把重点放在引导学生探究命题的发现过程、证明思路的猜测过程、证明方法的尝试过程上,让学生亲自通过观察、实验、猜想、探究、推理、归纳的过程,达到“知其然,知其所以然”的境界.

二、问题的解决过程

学生在经历知识的发生、发展过程后,要进一步把新知纳入自己的认知结构,并学会解决问题.让学生经历问题的解决过程,并不是让学生将问题按解决的程序执行一遍,而是要创设合适的活动,让学生经历猜想、探索、讨论、交流、验证等数学活动,经历问题逐步转化、获得解决思路的过程.学生只有经历问题解决的过程,才能积累一些解决问题的经验,才能将知识纳入自己的知识体系.比如,解题教学是运用数学概念、原理,寻找问题的条件、结论,将问题转化为自己熟悉的表述方式,并连接相关知识领域通道的过程,也是一个解决问题的过程.在解题思路的获得过程中,我们需要通过学生的思维和操作活动,展现问题转化的过程,理清相关知识领域连接的通道.但是,我们常常看到,面对学生感到困惑的习题,教师常常会把解题的结果按部就班地讲一遍,让学生依葫芦画瓢地做一遍,如此是解题教学的过程吗?能让学生从解题中获得他们应该获得的思想和方法吗?举例如下.

案例2 一道“正三角形分割成4个小等腰三角形”问题的教学片断.

题目:请用4种不同的分割方法,把如图7所示的正三角形分割成4个小等腰三角形.

师:同学们,怎样把正三角形分割成4个小等腰三角形呢?

:如图8,取三边的中点,正三角形被分割成4个等边三角形.我在学“三角形中位线定理”时在书上看到过这个图形,就记住了!

师:嗯,很好!还有没有其他的分法呢?

:如图9,我先作一条高线,这样等边三角形就被分成2个直角三角形,再取直角三角形斜边上的中点,分别与垂足相连接,从而分割出4个小等腰三角形.

师:对,这也把等边三角形分割成4个小等腰三角形了.还有没有其他办法呢?

:我是这样分割的:如下页图10,分别作∠B、∠C的角平分线,设它们相交于点O,过点)作BC的平行线,则等边三角形被分割成4个小等腰三角形.

师:太好了!我们以前曾讲过“平行+角平分线”可以得到等腰三角形,这4个小三角形确实是等腰三角形!那还有没有其他分割办法呢?

(学生摇头示意想不出来了.)

师:老师教大家第四种分法.如图11,作∠ABD=∠BAD=20°,连接AD并延长交BC于点E,作∠ACF=40°,CF交AE于点F,则等边三角形被分割成4个小等腰三角形!

(教师边讲边画,学生也跟着画一遍.学生很佩服,但不知教师是怎么想到的.)

师:会画了吗?

【评析】以上教学片断中,学生确实亲眼见到了4种分割的方法,而且还“亲自经历”了第四种分割方法作图的过程.但是,这样的过程能留给学生什么呢?如果,我们下次还考同样的试题,学生或许会解对,因为他又一次“记住”了,这就是典型的“凭经验解题”!该教学片断中,教师自始至终都只关注问题解决的结果,不追问问题解决的过程.学生也没有从该题的解题中获取应有的思维能力.作为教师,我们要从学生的经验剖析到问题的本质.分割方法一、二、三确实很容易让学生想到,但教师不应只问分割的结果,不问为什么想到这么分割,应让学生能从简单的分割方法中获得一些“分割等腰三角形”的经验:比如方法二中先分割为两个常见的直角三角形,再将直角三角形分割为小等腰三角形;分割方法三中构造等腰三角形的方法.对于分割方法四,或许应该经历如下的启发过程.

师:从前面的分割方法可知,可以先画出一个符合条件的等腰三角形,再将剩下的部分分割为3个小等腰三角形.那么,与A、B两点构成等腰三角形的点在哪些位置上?

生:如果AB为等腰三角形底边的话,那么线段AB中垂线上的点到线段AB两个端点的距离相等,因此中垂线上的任一点都和A、B构成等腰三角形.

师:如图12,我们不妨在它的中垂线上取点D,并连接AD、BD,延长AD交BC于点E,△ABD 一定是等腰三角形,当点D取在中垂线上何处时,才能保证△BDE是等腰三角形呢?

生:(经历思考和计算的过程)如图12,设∠ABD=∠BAD=x,则∠BDE=2x.若BE=DE,则∠DBE=2x.因为∠ABD+∠CBD=60°,即x+2x=60°,故x=20°.接下来,我们只需要把内角度数分别为40°,60°,80°的△AEC分割为两个小等腰三角形即可.这只要再作线段AC的中垂线就可以了!

【说明】学生经历以上的教学过程,才知道每一个小等腰三角形是怎么画出来的,才算经历了解决问题的过程.在这个过程中,学生积累了一些经验:线段中垂线上的点和线段的两个端点构成等腰三角形;先作出符合条件的三角形,再将其余部分分割.因此,解题教学应引导学生思考解题方法是怎么得到的,没有问题解决思路获得的过程,没有知识点连接的通道,学生只能被动接受,不能主动思考,不仅不利于学生数学思维的发展,也不利于基础知识的掌握,更不要说良好认知结构的形成了.重视问题解决的过程,即要求教师在教学中精心设计问题,使问题有层次性,有挑战性,给学生留有做数学与思考数学的空间.

三、学习的反思过程

学生要把知识真正内化为自己的数学素养,离不开学习的反思和知识重组.让学生经历学习反思的过程,并不是直接将表面的解题注意点告知学生,而是要创设合理的设问,提出明确的反思任务,让学生站在知识形成的高度俯瞰知识的来龙去脉和知识间的关系,通过思考、归纳、提炼,达到知识重组、思想方法升华的目的.比如,数学思想方法的教学离不开数学内容作为载体,我们应该基于内容合理设问,让学生在学习反思的过程中,慢慢渗透并逐步形成思想方法.但是,在听课调研中发现,不少教师把思想方法的教学当作“贴标签”式的教学,每每解题结束,加上一句“这就是我们数学中非常重要的什么什么思想”,就算重视数学思想方法的教学了,到头来学生只知道这个数学思想方法的名称,却不知道如何将它运用在问题解决中.

案例3 华东师大版课标教材八年级上册“平行四边形”一课中练习教学片断.

(教学完平行四边形概念,教师让学生在方格纸上作平行四边形.)

师:现在,我们知道了什么是平行四边形.请大家在如图13所示的网格中作以点A、B、C为其中3个顶点的平行四边形,大家会吗?

:(齐声)会!

(教师巡视学生练习,然后请上黑板演示.结果作出了2个,只作出了1个.)

师:(问)你能说说这个点D是怎么找到的吗?

:把线段AB沿射线BC方向平移线段BC的距离就得到了.

师:说得对!那除了这种平移方法外,还有没有其他平移方法呢?

:(高兴地)老师,我知道了!可以作3个.

很快作出了另外两个平行四边形.)

师:通过刚才这个问题,大家觉得平时在解题时要注意什么呢?

:要多想想解答是否完整.

:要从多个角度考虑问题.

师:对,两位同学回答得很好!下面我们再来解决一个新问题.

【说明】该教学片断探究了“经过已知的三个顶点作平行四边形”这样一个问题,学生出现的主要错误是“漏解”,教师“强调”了在平时解题时要注意“防止漏解”,甚至学生也说“要多想想解答是否完整”,“要多角度考虑问题”,但是当学生再一次面临需要分类讨论解决的问题时,他会“多想想”吗?“漏解”是多想想就能“不漏”吗?如果教师能抓住契机及时让学生总结:为什么要分类——遇到了平行四边形三个点确定求第四个顶点等图形不确定的问题;怎样分类——怎样得到这三个不同的平行四边形呢(比如按先确定平行四边形的两边的方法进行分类,即以AB、AC为一组邻边、以AB、BC为一组邻边、以BC、AC为一组邻边);等等.长此以往,学生就能在解决问题的过程中,慢慢地悟到什么时候需要分类,分类要确定分类的标准,从而潜移默化地建构自己的分类整合思想,真正达到思想方法的内化.

布鲁纳指出:“我们教一门科目,并不是希望学生成为该科目的一个小型书库,而是要他们参与获得知识的过程.学习是一种过程,而不是结果.”只有真正让学生经历数学学习的过程,才能让学生更好地掌握知识和技能,才能加强学生主动探究的意识,才能让学生更好地用数学的思维和方法思考问题、解决问题,并在探索、体验的过程中获得自信心、责任感、求实态度、科学精神、创新意识和实践能力,形成良好的情感态度与价值观.当然,关注过程也不意味着就可以忽略结果,更不能理解为只有忽略结果才能注重过程,要避免走极端的现象,避免过程教学“泛化”.

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