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数学阅读能力培养的教学实践与思考

2020-07-22盛国平

中学数学月刊 2020年7期
关键词:向量案例阅读教学

盛国平

(江苏省苏州市吴中区东山中学 215107)

1 问题提出

1.1 试题再现

1.2 试题思考

该试题属于阅读理解类试题,主要考查自主学习、阅读理解、综合应用等能力.解决问题的关键是理解题中所给的新概念“HC函数”以及“基本不等式”.这些新概念、新知识是学生之前没有学过的,需要学生在短时间内迅速理解、消化,并能加以运用,能力要求比较高.从阅卷统计结果来看,很多习惯了传统题型的学生在面对上述题型时很难形成认识与理解,甚至感到无从着手.

纵观近几年各地高考试题,考查阅读能力的试题越来越受命题者青睐,但学生得分均不太理想.这引起了笔者的思考:从当前学生的解题实践活动来看,部分学生的数学成绩不够理想.究其原因,除了学生的数学能力和计算能力较薄弱外,还有一个重要的因素便是学生自身的阅读能力较薄弱,无法将题中所给的新信息转化为自己熟悉的知识范畴.进一步反思传统的数学教学课堂:教师多采用题海战术,学生反复学习相关知识点,解决同类数学问题,这尽管能够在一定程度上增强学生的解题能力,但是无法培养学生的创新能力、举一反三的能力和独立思考的能力.

《普通高中数学课程标准(2017版)》指出:“教师要把教学活动的重心放在促进学生学会学习上,积极探索有利于促进学生学习的多样化教学方式,不仅限于讲授与练习,也包括引导学生阅读自学、独立思考、动手实践、自主探索、合作交流等.”[1]可见,改变传统课堂模式,加强数学阅读教学研究,让阅读活动真正走进课堂,提升学生的阅读能力,是当下数学课堂亟待解决的问题.

2 数学阅读教学现状和教育价值

2.1 数学阅读教学实施现状

苏教版高中数学教材中设置了不少阅读材料.材料中蕴含着丰富的数学思想与方法,对引导和促进学生主动学习、指导数学阅读课的开展,提升学生的学习兴趣和核心素养,都有着重要的意义.但在实际教学中,教师与学生对数学阅读都不够重视,阅读教学效果不佳,主要体现在:

(1)学生内部缺乏阅读动机.数学阅读包含感知、理解和记忆等多方面的心理因素,是综合性的认知活动.高中生已经具备一定的认知能力和自我意识,但由于数学语言本身具有较强的逻辑性、抽象性和概括性,存在着大量抽象的专业概念和术语,学生无法保持较长时间的注意力,对数学阅读的动机还不够稳定,从而导致阅读效果不佳.

(2)学生阅读理解能力薄弱,阅读障碍明显.对于数学题目的理解,学生往往无法超出表面语句形成深入的了解和认识,从而无法准确掌握题目信息的文字、符号和图形语言,并在这三种语言和数学知识之间加以有效联合,形成充分认识.久而久之,学生对比较抽象的数学阅读题产生畏惧.

(3)教师和学生重视程度不够.教材中虽有丰富的阅读材料,但部分教师却片面地认为,高考考什么就教什么,而阅读材料一般不在考点中,可以不重视,因而阅读材料常被教师边缘化.在有些教师和学生眼里,这些阅读内容甚至成了摆设.[2]

(4)阅读方法和训练不够到位.课堂教学中,教师没有给学生留足数学阅读的时间,布置的阅读任务也较少,教师采用的阅读教学方法不够合理,这些都导致了阅读教学效果不够理想.

2.2 阅读教学的教育价值

信息化时代,知识日新月异.支撑学生未来发展的是他们自己获取知识的能力,“授之以鱼,不如授之以渔”表达的正是这个信息.教师在数学教学活动中,应顺应时代的发展,根据新课程标准和数学核心素养要求,高度重视并培养学生的数学阅读能力,帮助学生打下扎实的数学学习基础,形成完备的数学学习能力.

·突出学生主体地位 传统数学课堂教学中,多采用讲授为主的方法,这一教学模式过于强调整齐划一,学生的主体性和自主性得不到充分发挥.开展数学阅读教学,将独立思考、自主学习的时间和空间适当还给学生,通过主动、独立地探索新知,让学生亲自体验到学习的成就感和满足感,从而促使学生更主动、更自觉地学习[3].坚持阅读训练,能充分实现学生的主体地位,从而促进学生自主学习能力的提升.

·提升学生认知水平 数学阅读是心理认知活动,涉及到多种认知因素,如同化和顺应、抽象与概括、假设与推理、分析与归纳等方面,经过一系列科学合理的数学阅读教学环节,可以有效增强学生的数学认知水平,促进学生具备良好的数学记忆能力、感知能力和思维能力,同时在不断获得这些能力的过程中,还能够帮助学生构建并完善良好的数学认知架构体系.

·开阔学生知识视野 学生在不断学习和研究知识的过程中,经常会遇到难题,也面临较多困惑.学生在阅读能力的支持下,可以主动思考、探究相关知识点,如同有“自我造血”功能的生命体,学习充满了“生命”活力[4].通过阅读,可以不断开阔视野,增长知识,并在自我探索和学习过程中学会质疑、学会思考,不断地提升数学学习能力和数学素养.

3 数学阅读课堂实践案例

在数学阅读教学中,教师要善于抓住教材中合适的阅读内容,给学生提供合适的阅读机会,并采用科学合理的阅读教学方法,逐步增强学生的阅读能力.下面笔者结合三个教学案例,说明数学阅读教学活动中可采用的教学方法.

3.1 案例1:两角差的余弦公式推导[5]

·活动1 阅读发现

阅读下面的材料并将所得到的结论填入到相应空格里:“算两次”是一种重要的数学方法,也称为“富比尼原理”.实际上就是从不同的角度看问题,即从不同的角度计算同一个量,利用“殊途同归”的等量关系达到出奇制胜的目的,它体现了数学的转化思想和方程思想.单墫教授将算两次原理形象地比喻成“三步舞曲”,即从2个方面考虑一个适当量,“一方面……,另一方面……,综合起来可得……”.如果一个数学研究对象具有“双重身份”或“两面性”,也就是说既满足条件A又满足条件B,就可以考虑使用这种方法.

样例1 如图1,设a=(cos 75°, sin 75°),b=(cos 15°, sin 15°),计算a·b.

一方面,由a·b=x1x2+y1y2,可得a·b= cos 75° cos 15°+ sin 75° sin 15°;另一方面,由a·b= |a| |b| cos(a,b)可得a·b=cos(75° -15°).综合这两个方面,可以得到.①

图1 图2

样例2 如图2,a=(cosx, sinx),b= (1, 1),计算a·b.

一方面,由a·b=x1x2+y1y2可得a·b=;另一方面,由a·b=|a| |b|=cos(a,b)可得a·b=.综合这两个方面,可以得到.②

·活动2 学生探究

通过上述两个“算两次”的样例,我们得到了两个表达式①和②.

问题1 你能将②的表达式表述得和①更接近吗?.③

问题2 观察①和③,请根据它们形式上的一致性猜想出更一般的结论:.④

问题3 你能证明④吗?

设计意图本案例先让学生阅读“算两次”的阅读材料(苏教版必修4第3章),激发学生的阅读兴趣,并以两个“算两次”的样例,引导学生通过自主阅读,初步体会“算两次”的思想方法.随后以此为基础,引导学生猜想更一般的结论,并尝试自己证明两角差的余弦公式.

实践证明,大部分学生通过自主阅读,都能在“算两次”案例的基础上比较顺利地进行方法迁移, 利用一般角代替特殊角进行证明.整个教学设计以“算两次”阅读材料为切入点,以算两次的思想方法为核心,以两个简单案例为引导,让学生在阅读中发现、体会并尝试运用.整个过程以学生阅读为中心,指导学生体会了公式产生的来龙去脉,有力培养了学生阅读能力、自主学习能力,并提升了学生的学习兴趣,是一个典型的数学阅读指导课的案例设计.

3.2 案例2:向量的概念及表示

·活动1 整体阅读,初识概念

问题 我们学习过“数”,类比对“数”的认识,请大家阅读课本来认识“向量”,阅读时关注以下问题:什么是向量?向量怎么表示?有哪些特殊向量?向量间有哪些特殊关系?能否整理出一篇介绍“向量”的小文章?

设计意图本节课概念较多,但难度不大.鉴于学生数学阅读能力不强,教师从学生熟悉的“数”入手,并结合“向量”的主要信息,给出提纲性问题,指导学生开展数学的整体阅读,培养学生自觉、有效地获取信息的能力.

·活动2 深度阅读,辨析概念

问题 刚才我们通过整体阅读初步认识了 “向量”,请再次阅读课本,梳理相关概念间的关系.回答以下问题:向量可以比大小吗?如何理解零向量和单位向量?向量平行具有传递性吗?

设计意图学生的阅读往往停留在知识表层,对概念内涵的理解往往不够深入,这就需要进一步开展深度阅读.此时,教师可以设计一些学生容易混淆的概念问题,让学生辨析交流,在交流中排难解惑,从而促进学生对概念的深度理解,发展学生的数学思维和素养.

·活动3 反思阅读,升华概念

问题 通过本节课的学习,大家能否从知识层面梳理出知识思维导图.

设计意图学习完一节后,教师与学生,学生与学生之间可进行交流、反思、提炼,并对所学知识进行归纳梳理,这样有利于学生进一步疏通思维,升华知识,从而形成知识网络(图3).

图3

·活动4 课后阅读,开拓视野

问题 请同学们课后阅读教材第94页“向量源自力学”,进一步了解向量的有关发展史(苏教版必修4第2章).

设计意图课后的拓展阅读能使学生了解向量的发展史,开拓学生的视野,进一步激发学生的学习兴趣,让学生真正爱上阅读.

3.3 案例3:向量的投影

对于知识点“平面向量a在平面向量b方向上的投影”(苏教版必修4第2章),由于这一文字语言比较抽象,学生往往难以读懂.教学中,可以从文字语言、符号语言和图形语言对数学知识点进行说明,促进学生形成深刻的、全面的认识.

图4

(1)文字语言:平面向量a在平面向量b方向上的投影.(2)符号语言:|a|cosθ,在这个公式中能够看出,θ是a和b之间的夹角.(3)图形语言:如图4所示.

设计意图对于阅读中较难理解的数学知识,教师可结合三种数学语言帮助学生多角度理解,并引导学生根据自身理解,将其转化为易于接受的数学语言,使学生在文字、符号、图形与数学知识点之间构建起密切的联系,形成较为充分的认识.

4 关于数学阅读教学的几点思考

在数学学习过程中,数学阅读是一项获取数学知识的重要技能.陶行知先生说过:教是为了不教.有效开展数学阅读教学,无疑是给予学生授之以“渔”的有效途径,也是提高从数学角度发现和提出问题、分析和解决问题能力的重要途径.笔者认为,培养学生的阅读能力,有效开展数学阅读活动,可以从以下几方面着手.

4.1 培养数学阅读能力的切入点:培养数学阅读兴趣,激发阅读动机

兴趣是培养阅读能力的切入点.教师可以结合数学知识,选取学生感兴趣的数学现象、生活案例、数学史等阅读材料作为切入点,给学生创设出一些生动形象的教学情境,促使学生能够沉浸其中,激发学生的学习兴趣和探索欲望,从而让学生自觉主动参与到阅读活动中.教学中,教师要善于开发、组织阅读内容,并设置一些难度适宜、具有启发性和趣味性的问题,让学生能看得懂,让学生能通过自主学习来解决或发现新问题,从而享受到阅读的成功感和愉悦感.如上文案例1中,通过设置“算二次”的阅读材料,让学生初步体会其思想,并模仿两个样例,自主探究出两角差的余弦公式;在案例2中设置课后阅读材料,让学生“穿越”数学史,了解向量的发展历程,相信这样的阅读材料能极大地激发学生的阅读兴趣.

4.2 培养数学阅读能力的关键点:发展学生的数学语言,提高数学语言之间的转化能力

数学语言(包括文字、符号、图形语言)是数学知识的载体,也是数学思维的工具.数学阅读的过程也是数学语言不断内化和转化的过程.[6]一定程度上说,数学语言转化能力的水平决定了阅读水平.因此,发展学生的数学语言,提高三种数学语言之间的转化能力,是提升阅读能力的关键点.从本文开始所提试题的阅卷情况来看,学生对三种语言的转化能力

还比较欠缺,特别在理解一些新概念的抽象数学符号语言上还存在困难,甚至产生畏惧心理.基于此,教师在日常教学中应强调数学语言的重要性,强调三种不同的数学语言有各自的特点,并着重训练学生数学语言之间的转化能力.特别地,当阅读中碰到概念、定理、公式及例题中一些比较抽象的语言时,应根据材料内容灵活地转化为易于接受的数学语言,使学生可以在文字、符号、图形与数学知识点之间构建密切的联系,形成较为充分的认识.如上文案例3中,引导学生从文字语言、符合语言和图形语言三个层面认识“向量投影”这一数学知识,有利于学生有效转化这三方面的语言信息,形成较为深刻的认识,从而突破难点,扫除阅读障碍.

4.3 培养数学阅读能力的保障点:培养良好的阅读习惯,教授科学有效的阅读方法

科学有效的阅读方法及良好的阅读习惯是阅读顺利进行的有力保障.指导数学阅读时要把学生作为主体,对学生进行引导但不主宰.根据不同能力要求,阅读大致可以分为三个主要阶段(参考案例2):(1)引导性阅读阶段:阅读的引导阶段.以问题为导向进行整体阅读,并通过设置一些引导性问题,帮助学生初步了解阅读材料.(2)精细化阅读阶段:阅读的攻坚阶段.对于材料中的重点概念、关键词、难以理解的符号等,可以让学生先用“圈、点、划”做好标记[3],暂时搁置一下,继续往下读.通读后,再回过头来细读,仔细推敲,进行精细化阅读.也可采取“分块阅读”策略:将材料内容分为几部分,分块阅读,对每一部分细细研读,转化为自己熟悉的数学语言,逐一击破,最后将所得信息汇总处理.(3)反思性阅读阶段:阅读的升华阶段.应指导学生自主梳理,也可通过画出思维导图等研究知识点的发生发展过程,找出其中的逻辑关系,对于疑点要鼓励学生多问自己几个为什么.

总之,阅读能力的养成不是一朝一夕之功,而是一个长期的工程.唯有持之以恒,科学训练,才能让数学阅读能力在课堂教学中落地生根.

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