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基于思维培养的课堂“引导式”提问的若干原则
——以一道圆锥曲线高考题的教学为例

2019-04-09毛浙东

数学通报 2019年2期
关键词:深刻性余弦定理双曲线

毛浙东

(浙江省宁波市北仑中学 315800)

马卡连柯认为:教育技巧的必要特征之一就是随机应变的能力.当学生在课堂探究中思维受阻时,教师需要这种随机应变的能力,在短时间内提出一些建设性的意见,从而引导学生继续探索.这些意见往往通过提问的形式来呈现,我们把这种提问称为课堂“引导式”提问.

波利亚曾说:数学教学的目的在于培养学生的思维能力和思维品质.的确,数学是思维的体操,那么我们如何在课堂中对学生进行思维培养?亚里士多德给出了精辟的答案:思维从问题开始.众所周知,教师在教学中是起主导作用的,当学生在课堂上思维遇到困难而停滞不前时,教师抛出的“引导式”提问显得非常关键.良好的“引导式”提问,能启迪学生的思维,激发学生的学习兴趣,促进课堂有效探究,帮助学生进入深度学习,并在潜移默化中培养学生的数学思维品质.

那么,教师如何在课堂中开展有效的“引导式”提问?需要遵循哪些原则? 下面笔者就结合一道圆锥曲线高考题的教学,来阐述基于思维培养的课堂“引导式”提问需要遵循的若干原则,希望能抛砖引玉.

1 “引导式”提问要顺应学生思维的轨迹

当学生的思维受阻时,教师要根据学生已有的思维轨迹进行顺势利导,切忌全盘否定学生的思路,这有助于学生获取成功的体验,建立学习的自信.

上课伊始,笔者抛出了如下一道高考题:

让学生经过几分钟的思考后,笔者请一位学生回答他的思路.

生1:我觉得本题应该会用到椭圆和双曲线的定义,可能还需要结合余弦定理来建立边角之间的关系,但是操作时我遇到了困难.

师(微笑):那能将你想到的步骤具体说一下吗?

生1:设椭圆长半轴长为a1,双曲线的实半轴长为a2,不妨设|PF1|>|PF2|,由椭圆和双曲线的定义知

又由余弦定理知

|F1F2|2=|PF1|2+|PF2|2-|PF1|·|PF2|,

这时,笔者对其进行了如下的“引导式”提问.

提问1:你能否尝试用统一的字母来表示所有的量?比如都用a1,a2来表示?

由余弦定理知

此时学生思路再次受阻,于是笔者继续进行“引导式”提问.

点评:在课堂中,学生的思维过程和教师课前准备的预案有时会“大相径庭”,这时教师的“引导式”提问一般有两种操作途径:如果教师判断学生的思路是不可行的,那么需要通过“引导式”提问将其纠正到正确的轨道上来;如果教师判断学生的思路是可行的,那也需要通过“引导式”提问 ,帮助学生在知识的最近发展区搭建脚手架,让学生顺利完成整个思维过程.但是无论是哪种操作途径,我们都应顺应学生的思维,循循善诱,切忌全盘否定或止步学生的思维.本环节的教学片段中,学生提出思路后,教师迅速判断出其思路具有可行性,于是通过两个“引导式”的提问,鼓励学生继续进行探索,并最终获得成功.学生的大脑由于受到正面积极的刺激,始终保持着兴奋的状态,学生的思维得到了锻炼和发展.

在解决问题的过程中,如果教师只是提供一些方法和建议,而解决问题的具体步骤都是学生自己想出来的,那么这些“方法和建议”是可迁移的内部帮助.内部帮助会指引解决问题的方向,提出解决问题的一般化方法与策略,而外部的帮助只对学生解决当前的问题发挥一种直截了当的作用,很难迁移到新的问题情境中.[1]在刚才的教学片段中,由于整个解题的“思路”是学生自己的,教师给学生提供的是内部的帮助,因此学生掌握的方法与策略具有可迁移性,此环节的学习是非常高效的.

2 “引导式”提问要培养学生思维的深刻性

为了让学生更透彻地看清问题的实质,特别是当问题已经获解之后,我们仍可以继续引导学生进行深入思考,从而培养学生思维的深刻性.如在本课中,笔者又对学生进行了如下的“引导式”提问 .

提问3:我们刚才用字母a1,a2来表示所有的量,那能否用其它字母来表示呢?

生2:我觉得也可以用PF1,PF2来表示.

又由余弦定理知

4c2=|PF1|2+|PF2|2-|PF1||PF2|,

点评:数学学科的性质决定了学生的思维需要深刻性,而思维的深刻性又集中表现在智力活动中能深入思考问题,善于归纳概括,能抓住事物的本质和规律,开展系统的理解活动等. 教师在课堂中设置“引导式”提问时,提示语的指向性越隐蔽,那么对思维的挑战性越强,更能考查学生透过现象看本质的能力,因此在教学中通过合理设置“引导式”提问,有助于培养学生思维的深刻性.比如,本环节中的提问3相比上个环节中的提问1,指向性更隐蔽.提问1明确引导学生用字母a1,a2来表示所有的量,而提问3则没有任何这方面的暗示,而恰恰是这种“粗线条”的启发语,增加了思维的挑战性,也更能凸显问题的本质.学生通过对提问3的思考,深刻地体会到解决此题的关键是合理构造函数,至于构造怎样的函数,那就仁者见仁智者见智了.事实上,除了生1和生2所构造的函数之外,我们还可以选择其他变量来构造函数,同样可以解决问题.到此,学生的认知已经从“1”走到了“x”,从掌握某一种具体方法,上升到系统地掌握一类方法,从程序性知识的习得上升到策略性知识的习得,学生的思维达到了质的飞跃.

3 “引导式”提问要激发学生思维的创造性

为了让学生的思维能更开阔,教师有时需要“投一石而激起千层浪”,通过“引导式”提问,将学生带入广阔的思维海洋,激发学生思维的创造性.在本课例中,笔者就进行了这方面的尝试.

生3:由余弦定理可知

再由柯西不等式知

生4:我和生3一样先得到等式

即x2+3y2=4(x>1,0

不妨设(x+y)2=x2+2xy+y2

≤x2+mx2+ny2+y2

=(m+1)x2+(n+1)y2,

点评:为了培养学生创新思维能力,我们要重视课堂中“引导式”问题的设计.弗赖登塔尔认为:每个人都有自己生活、工作和思考着的特定客观世界,以及反映这个客观世界的各种数学概念、运算方法和有关的数学知识结构.也就是说,每个学生都有自己独特的“经验系统”,这些“经验系统”是培育学生创造性思维的优质土壤,教师应针对学生的“经验系统”,通过“引导式”提问,让学生从已有的知识经验中“生长出”新的知识经验.当然,这些“引导式”提问入口要宽,学生容易上手 ,从而诱发学生思维的创造性.在“引导式”提问下学生往往能产生各种不同的想法,如在本教学环节中,生3通过柯西不等式进行放缩 ,生4巧妙地通过三角换元来减少字母个数,进而构造三角函数,使问题方便地得以解决,生5则通过换元,将条件转化为椭圆的一部分,利用数形结合来解决问题,生6则采用基本不等式进行放缩,同时结合了待定系数法,解法也很有新意.而这些创造性思维的产生,得益于教师引导学生得出关键的中途等式(*)式,从而激活了学生原有的知识经验,培养了他们的创造力.

4 “引导式”提问要破除学生的思维定势

学生在思考问题的过程中,往往会陷入思维的定势,此时教师应当帮助学生拨开迷雾,去开辟思维的新大陆,这有助于学生创新思维能力的培育.

提问5:刚才众多的解法都是先通过余弦定理得到中途等式(*),是否只能用余弦定理得到(*)?

生7:设椭圆短半轴长为b1,双曲线的虚半轴长为b2,由椭圆和双曲线的焦点三角形面积公式知

提问6:本题是否一定要先得到中途不等式(*),能否跳过这个过程?

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