我想,所以我说的是培养数学思考的习惯_数学论文

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在数学教学中,我们常常会遭遇这样的困扰:有些做过几遍、讲过多次的习题,学生还是一错再错。这种“过目即忘”“浮萍式”的学习方式,使数学学习成为一种“带着镣铐的舞蹈”,痛苦而疲惫。那么,如何才能让学生具有敏锐的“数感”“符号感”?费赖登塔尔指出:“反思是数学思维活动的核心和动力”“通过反思才能使现实世界数学化”。于是,在教学实践中,笔者尝试从培养学生的数学反思习惯入手,取得了意想不到的效果。

一、梳理解法,培养反思意识

一道数学题解完了,学生习惯就了事了。他们普遍重视的是问题解决了没有,而对“这道题我是怎么做出来的?”“还可以怎么解?”“还有没有更巧妙的解法?”等这些问题,学生很少甚至根本不去思考。正是由于他们对每道题的解法都处于一鳞半爪、零散的感性认识就浅尝辄止,才使得对做过的原题、讲过的习题永远停留在“白头如新”的层次上。为此,笔者每次提议学生在解完题后要学会“站一站”“想一想”。想想此题都应用了哪些定义、定理或法则?是如何证明、计算的?然后同桌之间互相说一说,口述一遍思路和解法,直到对方认可、没有疑问后才算真正解完题。

大家千万不要小看这个看起来显得有些多余的程序,正是对解法的再梳理,学生才会跳出局部的、狭隘的个人认识,找到知识理解中的盲点、疑点,从整体上把握此题的解法。刚开始,学生梳理的内容仅限于此题解法的再叙述,但注意不要苛责他们,梳理解法是唤醒并培养学生反思意识的第一步。随着反思次数的增多,反思意识的加强,学生关注的内容自然而然就会多起来。学生在描述、追问的梳理过程中,能充分意识自我的存在及思维的魅力,得以重新审视自己和他人的思维方向,借反思这根“金线”串起散落的思维之“珠”。

二、感悟方法,提高反思理性

学生对数学学习的兴趣,在于追逐各种奇思妙想的解法,却很少有学生去关注解决问题的策略和方法。只有提升了反思的理性含金量,才能真正收到“以一抵十”之效。因此,在教学中,笔者特别注意引导学生去挖掘、发现千变万化的解法背后的本质。

例如,在讲“四边形性质探索”一章时,有这样一道经典老题:“两个相同的正方形如图1那样叠合,O为四边形ABCD的中心,其边长为4,请问阴影部分的面积为多少?”

图1

笔者先让学生自己独立思考,借助小组合作,探讨思路和解法。很快找到了答案:“把△OFC旋转到△OED,他们能完全重合(通过三角形全等),于是,阴影部分的面积即为△OCD的面积,阴影部分的面积就转化为原正方形面积的四分之一”。

为了加深学生对问题本质的理解,我又把图形做了如下的变化(∠EOF应保持90°不变),如图2所示,问:此时阴影部分的面积是多少?

图2

学生笑着说“一样的。”“对。那么,问题的实质是什么呢?必须是两个完全一样的正方形叠合吗?”学生经过思考、讨论后,有学生回答:“只要是过正方形的中心,叠合的角度是90°,阴影部分的面积就是原正方形面积的四分之一”。笔者继续追问:“如果我把正方形,换成正三角形、正五边形、正六边形呢?会不会有类似的结论出现?”

“一语惊醒梦中人”,学生又开始积极地探索,并把探索活动延伸到课外。有学生说:“肯定有,正三角形叠合的面积必为原来三角形面积的三分之一,正五边形叠合的面积必为原来正五边形面积的五分之一,…,依此类推,正n边形叠合的面积是原来正n边形面积的n分之一”。此时又有学生反对:“我把两个正三角形叠合在一起,阴影部分的面积根本就不是猜想的三分之一。”他出示了如图3的例子。

图3

学生的思维再次受阻,我适时给出引导性的小提示:“大家不妨猜想一下,叠合的阴影部分面积会不会与叠合的角度有关呢?”立刻有学生恍然大悟,“是的,是的,我明白了,叠合的角度必须是绕中心旋转后能够重合的最小角度,即才可以(如图4)。”学生纷纷加以跟进验证。很快,他们便归纳出正确的结论:对于正多边形的叠合,当叠合的顶点为正多边形的中心,叠合部分的角度为时,则重叠的阴影部分的面积即为正n边形面积的n分之一。

图4

“那么,通过这一系列的探究思考,在解题策略方面你们又有哪些体会和收获呢?”一波未平,一波又起,笔者再次抛出问题。“这些题都可以用等积变换来说明理由。”“棒极了!等积变换是一种很重要的说理方式,大家要注意体会、掌握。”“这个规律的归纳,还应用了类比思想。”学生的讨论在继续……正是在这精心的预设下,学生的反思一步步由无序走向有序,化隐性为显性,变无效为有效。

三、变式发散,建构反思体系

有些例、习题有很丰富的内涵,但学生往往囿于所学,井蛙观天,白白浪费了这些良好的载体。因此,在反思训练中,笔者经常鼓励学生挖掘例、习题的内涵,并将之打散、重组,一题多变,自己设计变式练习。

例如,在鲁教版数学八年级(下)“四边形性质探索”P.42有这样一道题:如图5,任意剪一个平行四边形纸片,过一个顶点作出它的一条垂线段h,沿这条垂线段剪下这个三角形纸片,将它平移到右边的位置,平移距离等于平行四边形的底边长a.(1)所得的图形是怎样的四边形?为什么?(2)求原平行四边形的面积。

图5

本题以动态的形式,从操作入手,把平行四边形通过简单的平移变换自然过渡到长方形,培养学生从运动的观点去思考图形的基本性质和两者之间的关系。笔者发现这是一道很好的变式题材料,可以以此为“母本”大做文章。于是,鼓励学生尝试以平行四边形为题干,利用学过的几种图形进行改建重组,编造新题。几天后,有学生把题改编为:过平行四边形纸片的一个顶点,作一条垂线,沿这条垂线剪下这个三角形纸片,将它平移到右边的位置,平移距离等于平行四边形的底边长a,可得到一个矩形(如图5)。在图6的平行四边形纸片中,按上述方法,你能使所得的四边形是菱形吗?如果能,画出这条线段及平移后的三角形(用阴影部分表示);如果不能,请说明理由。

图6

笔者在全班同学面前大力赞扬了这位学生,该生有些不好意思地说,其实这道题不是他改编的,而是他在一本数学杂志上看到的。笔者说:没关系,数学阅读本身就是一种很好的学习方式。由于挑战来自于身边的同学,学生求解的兴趣很高,三三两两在讨论。很快,就找到了答案。几天后,又出现了第二道改编题:用什么样的平行四边形纸片按上述方法,能得到正方形?画出这个平行四边形,并说明理由。学生的探究活动仍在进行中……

这种变式发散式反思是模仿式反思的递进,是一种创造性反思。在这一问一答、如切如磋、破而后立的探究活动中,学生将原有的知识经验打散、改造,然后整合、重组,并将之纳入到体系中,最终形成清晰准确的知识块。这时,学生才是真正地享受知识,而不是记忆知识。因为只有真正消化的知识才能成为营养,从而转化为能力。

四、归纳小结,养成反思习惯

当反思还没有成为一种习惯,用“契约”来约束行为不失为一种好办法。为了引导学生的反思从被动走向主动,成为一种自觉的习惯,一种学习常态,笔者和学生约好每天坚持写反思日记。一开始,学生感到无话可写,颇有畏难情绪。于是,笔者提供了如下的日记内容:反思当天所学的知识,找出那些给自己留下深刻印象,让自己有一种思维震撼,或是策略启发的题,将它整理下来;那些能带给你一种顿悟的、豁然贯通的快感体验的思考,也可以记录下来;如果对哪个知识点的理解存在着疑难、困惑、争鸣,也可以记下来……这种反思日记,不计长短,无关多少,重在有的放矢,言之有物。循序渐进地,学生的反思日记一天天变得丰富、精彩,各有特色。

习惯的培养需要时间的磨炼,因此,每隔两周,笔者就组织一次反思日记展评,组织学生评委精选日记中散发着思维芳香、有特立独行见解的反思体验,将其展示在看板上,追求资源共享。“予人玫瑰,手有余香”,当学生真正从反思活动中体会到知识的魅力,反思成为常态已指日可待了。

播种一个好行为,就会收获一种好习惯。有了一个好习惯也就是形成了一种好意识,有了一种好意识就能形成一种好能力。良好反思习惯的养成,不仅可以使学生由被动的机械学习提升为具有品位的智慧学习,减轻学习负担,而且对学生学习数学的兴趣和能力的培养,也有着不可估量的作用。

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