岳偉
研究性學習作為課程改革的一門新課,其基本理念在于以幫助學生學會學習,促進學生發展為宗旨,以改變學生單純地、被動地接受教師知識傳輸的學習方式為著眼點,構建一種開放的學習環境,為學生提供一個多渠道獲取知識、理解問題,并將學到的知識以綜合應用于實踐的機會。
在數學學習中引進研究性學習的方法,一是打破數學枯燥的堅冰,還數學以生動;二是破除數學無用的桎梏,還數學的價值;三是摒棄數學抽象的偏見,還數學之應用。
長期以來,在很多教師和學生的心目中,數學是最難學的課程之一。因為在他們眼中,數學是單調和枯燥的;教師上課就是講定義、公式、性質、運算、方法;學生學習就是背公式、做作業……最近,美國一位著名的數學教育家說:“由于學數學,一些學生從很年少時就對人生失去了信心,從這個意義上講,我們的數學教育在毀滅年輕的一代?!北M管這種說法有些極端,但在一定程度反映了數學教育的問題。
下面,從“拋物線的定義和標準方程”的教學,我談談如何將“研究性學習”應用于數學課的學習。
1.傳統的先“給結論—證明—應用”的教學方法,長期統治了我們的課堂,數學課的枯燥無味,也就毫不奇怪。不僅拋物線的教學過程是如此,橢圓、雙曲線的教學也是這樣。有一次我們聽了市級教研課,講的是“橢圓”,上課的教師重點、難點、板書乃至普通話、時間安排、師生互動等都發揮得很好,但其橢圓定義的給出,基本仍是從天而降,他是這樣引入的:衛星繞地球運行的軌道是什么?地球繞太陽運行的軌道是什么?一學生回答:“橢圓?!庇谑?,教師就寫出橢圓的定義,然后建立直角坐標系,推導橢圓標準方程……
實際上,我們不少教師為了改變數學課的枯燥無味想了很多辦法,但基本上都是把“聯系實際、聯系生活”作為法寶,而無法從根本上得到改變。數學知識從天而降,數學課不講道理的現象亟待糾正。
究其原因,就是沒有新的教學理念作指導,也沒有在新的教學理念指導下出現全新的數學學習方法。
在新課程實施的背景下,按照中共中央、國務院全面推進素質教育的要求,教育工作者“要轉變教育觀念,改革人才培養模式,積極實行啟發式和討論式教學,激發學生獨立思考和創新的意識,切實提高教學質量。要讓學生感受、理解知識的產生和發展的過程,培養學生的科學精神和創新思維習慣,重視培養學生收集處理信息的能力,獲取新知識的能力,分析和解決問題的能力,言語文字表達能力及團結協作的社會活動的能力”。
2.把新課程“研究性學習”應用于數學學習,我們在教學實踐中的具體做法有幾下幾點。
(1)廣泛收集信息。廣泛收集信息,就是要理解數學源于自然、源于生活、源于社會。在時間上,表現為數學要從學生未來發展的需要出發,強化對學生獲取和處理信息能力的培養,使學生在未來仍具有獲取信息的方法和技能。在空間上,表現為數學教學應與社會、與生活、與實踐、與自然廣泛結合,要從教材內向教材外延拓、鏈接;觀察、吸收、分析信息,就是要拓寬視野,增強數學的應用。在內容上,加強學科之間的滲透,體現數學的人文價值,即把數學作為人類的一種文化,培養學生的愛好和應用數學解決其他學科問題的能力。
這一過程實施,主要根據學習內容和學生的學習需求,采取靈活多樣的形式和方法:若是學生非常感興趣的問題,可讓學生在較長時間、較大范圍內進行信息收集;較小的問題,提前一兩天收集一下也可以;學生收集有困難的,可由教師引導其收集。收集的形式,可以是查資料、上網、調查等等。
(2)抓特征,建模型。在高中數學教學中,教師要引導學生廣泛收集信息,觀察客觀世界的現象,其目的是為了“抓住其主要特征,抽象出概念或建立模型;進行探索,通過直覺判斷或歸納推理、類比推理作出猜測;然后進行深入分析和邏輯性推理,揭示事物的內在規律,從而使紛繁復雜的現象變得井然有序”。
在學習拋物線之前,學生在收集信息時,發現(或在教師引導下發現)了求曲線的方程中有一類型是:求到一定點和一條定直線距離之比為常數的點的軌跡。在問題教學中,教師要引導學生進行這樣的歸納,在分析其主要特征之后,由學生進行探索。
①這類題的共同點是什么:都是求到一個定點和一條定直線距離之比為常數的點的軌跡。②它們的不同點是什么:定點坐標不同;定直線方程不同;比值不同;結論不同:一為橢圓,一為雙曲線。③研究:為什么都是到一個定點和一條定直線距離之比為常數的點的軌跡,卻一為橢圓,一為雙曲線。④原因:可能是定點坐標不同;也可能是定直線方程不同;也可能是比值不同;也可能是其中兩項不同或三項均不同……
由學生進行以上“直覺判斷”或“作出猜測”后,對自己的判斷和猜測進行邏輯推理,驗證自己的判斷和猜測……直到揭示事物的內在定律,找出軌跡不同的根本原因,“從而使紛繁復雜的現象變得井然有序”。
造成軌跡不同的根本原因,在于比值不同:比值(0,1)時為橢圓;比值在(1,+∞)時為雙曲線。進一步研究可知,這個比值就是它們的離心率;定點為一個焦點;定直線為焦點同側的準線。
研究此時,似乎應該結束。但是且慢,且聽下回分解:既然比值是造成軌跡不同思維的根本原因,那么還有什么新的奇跡出現?果然,有學生叫了起來:“還有比值1”!了不起,一個未來的數學天才萌芽了。通過這樣的猜想和假設,大多數學生的創造力被激發出來,有個性學生的特質也隨之表相出卓爾不群的一面。
將前面兩道題的比值改為1,再求出其軌跡方程分別為:
y=-12x+60和y=(18/5)x-369/25。通過作圖可知兩軌跡均為拋物線。
于是,揭示“事物的內在定律” ——拋物線的定義:到一個定點和一條定直線距離之比為1(或距離相等)的點的軌跡,叫拋物線。學生很自然地進入拋物線的學習和研究。
總之,課堂不是教師表演的舞臺,而是師生之間交往、互動的舞臺;課堂不是對學生進行訓練的場所,而是引導學生發展的場所,課堂不只是傳授知識的場所,而更應該是探究知識的場所;課堂不是教師教學行為模式化運作的場所,而是教師教育智慧充分展現的場所。所以,根據國際數學課程改革和我國當前基礎教育新課程改革的理念,有效的課堂教學,除了把握教材特點,培養學生的探索性思維,加強學法指導以外,還要把教材與現實生活進行有效的結合,使學生在一個充滿探索的過程中,感受數學發現的樂趣,增進學好數學的信心,使他們形成應用意識、創新意識,使理智和情感世界獲得實質性的發展和提升。
(責編 田彩霞)