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“问题+”:促进学生深度学习的助推器

2020-11-06张志强周颖

数学教学通讯·高中版 2020年9期
关键词:教学案例深度学习问题

张志强 周颖

[摘  要] 数学教育,就是要学生创造最能激发思维的情境,促使学生进行循序渐进、不断深入的思考. “问题+”能不着痕迹地将新的思想、新的知识融入原有的认知结构,在不断改变问题的情境或改变思维的角度中掌握变化中的不变,促使学生深度学习. 笔者结合深度学习理论,通过几个在课堂教学中运用“问题+”,推动学生深度思考,从而给数学课堂教学注入新的生机和活力,使课堂教学比传统方式更为轻松活泼的教学案例,谈谈自己的一些体会和思考.

[关键词] 深度学习;问题+;教学案例

“问题+”,就是在一个典型数学问题的基础上,教师针对学生的实际情况,运用相关的知识和方法,从不同角度、不同层次、不同背景下对数学概念、定理、习题等进行变化,有意识地设问,让学生从“+”的表象中发现其与原问题的本质是一致的,从中探究数学规律. 从而让学生抓住问题的本质,做到以不变应万变,从不同方面、角度和情况来解决这一数学问题,进而概括出解决一类数学问题的一般性的数学规律和方法.

下面结合教学案例,谈谈作者本人在教学中通过“问题+”促进学生深度学习的一些尝试.

新授课导入时“问题+”,促使学生以充沛的热情深度融入课堂

良好的开端是成功的一半. 在新授课知识建构时,教师可运用“问题+”进行设计,结合书本教学内容,精心创设问题情境,激发学生学习数学的兴趣. 进而激发学生新概念学习的冲动,让学生以丰沛的热情深浸在课堂知识的探究之中.

案例1:在人教版必修一起始节“集合”的第一节新授课时,教师可以设计以下一组问题:周末同学们陪同家长到大统华商场去购物.

问题:大统华商场中的电视机与大统华商场中的所有商品是什么关系?学生一定可以回答出“个体与总体的关系”. 这样创设的问题情境既简洁明了,又让学生产生了身临其境的感觉.

问题+1:某某同学与班级里的所有同学是什么关系?直线上的某个点与直线是什么关系?桌面上的每个点和桌面是什么关系?每一个自然数与全体自然数是什么关系?这样就从生活和数形几个角度对“个体与总体的关系”加以了诠释,再把个体抽象成每一个对象即元素,而全体便抽象成了集合. 这样,学生对集合这个新概念就有了一种亲切感,从而也就有了学好它的积极性.

问题+2:大统华商场购物结账时购物车中物品对照集合与元素的概念,你能概括一下集合概念的几个要点吗?购物车中物品,对应“一定范围内”;你选择的,对应“确定的”,显然购物车中的物品可能有相同的,但是在结账时,结算清单上相同的物品名称只打印一次,而在后面标注不同的数量,即购物车中物品按商品名称是不重复计的,即打印的购物结算单上的物品总体按商品名称就构成了一个“集合”,从而让学生对集合含义中的几个关键词“一定范围内”“确定的”“不同的”就都有了更为深刻的认识体会和理解.

问题+3:我们知道收银员在扫描商品时,是从购物车中随意拿取的,既没有按价格的高低,也没有按物品的大小,这一现象说明了什么?在此教师灵巧地借题发挥,学生顺势就能非常自然地想到集合元素的“无序性”.

设计这一组“问题+”,就是从学生熟悉的客观事实(如实例)出发,创设了生动形象的数学课堂教学情境,帮助学生建立起了感性认识和抽象概念(理性认识)之间的联系,从表面的不同中找出相同的实质,抽象出集合的概念,对激发学生学习数学的兴趣和热情起到了不可磨灭的作用.

概念引入、定理发现时“问题+”,促使学生深度思考,促进知识的有效迁移

高中数学的许多概念、定理比较抽象,学生感觉枯燥,学起来有索然无味之感. “问题+”让学生从动手、动脑的过程中复习与本课相关的原有知识要点,让学生深度回顾,促进知识的迁移,通过类比发现新的知识.

案例2:“双曲线标准方程”的一课.

问题:椭圆和双曲线的定义,我们已经学习过了,它们分别是怎么叙述的?

问题+1:两个定义的相同处有哪些?不同点是什么?

问题+2:椭圆的标准方程是什么?你能结合椭圆与双曲线的定义异同处,根据椭圆的标准方程,猜想出双曲线的标准方程吗?

问题+3:你能类比椭圆标准方程的推导,推出双曲线的标准方程吗?

问题+4:对于双曲线中有条件确定方程和有双曲线方程研究双曲线的性质,你知道如何解决了吗?

上面“问题+”的设计是很有讲究的:复习回顾为学生发现、证明双曲线的标准方程提供了一个“模板”. “问题”“问题+1”“问题+2”“问题+3”从学生现有发展水平出发提出问题,期望通过这些问题达到一种可能达到的新的发展水平,即潜在发展水平,体现了直观性. “问题+4”体现了开放性,由前面的探究过程,学生自然而然地就知道用类比的方法,类比椭圆就能解决双曲线问题. 这实际上是在引领学生达到另一个潜在发展水平. 如此形成双曲线标准方程的猜想、证明、应用的问题链. 教师通过“问题+”,将学生的思维引向深入,引导学生自主探究,获得新知,发展了学生的智慧,加深了对数学的理解. 促使学生对“将已有的知识方法迁移到新的问题情境中,作出决策并解决问题”有了深刻的理解,深度学习理念在学生心中就能生根发芽.

易错处“问题+”,促使学生深度反思,促进知识的正确建构

对于学生易错的地方,教师如果就错而错地向学生指出,学生不能留下深刻的印象,往往学生会一错再错.

案例3:“基本不等式應用”的一课.

问题:已知x>0,求y=x+■的最小值.

问题+1:已知x<0,y=x+■的最值是什么?

问题+2:函数y=x+■有最值吗?为什么?

问题+3:已知x>0,求y=x+■的最小值.

问题+4:函数y=■+■的最小值为2吗?为什么?

基本不等式的应用是高中数学的一个重要知识点,学生应用该定理时很容易忽视应用条件“一正、二定、三等”. “问题+1”出乎意料,“x<0”能用基本不等式吗?学生经过深度思考,就知道加个“-”就可以了,不过,不等号的方向要变,最小值变成了最大值;“问题+2”综合了“问题”和“问题+1”,在这里,“问题+”起着强化“一正”的作用;“问题+3”中,x·■不是常数,需要凑成y=x+3+■-3才行,使学生对“二定”有了深度的理解;而“问题+4”则使学生对“三等”这个极易被忽视的条件有了深度反思.以上“问题+”,促进了学生对基本不等式知识应用的正确建构.

探究活动时“问题+”,促使学生深度联系,促进知识的拓展与化归

案例4:“直线与圆的位置关系”的复习课.

问题:已知圆O的方程为x2+y2=4,点M(x,y)是直线x+y-4=0上的动点,MA,MB分别切圆于A,B两点,求过点M(2,3)的圆的切线方程.

问题+1:求切线长MA的最小值.

问题+2:求四边形MAOB周长的最小值.

问题+3:求四边形MAOB面积的最小值.

问题+4:求■·■的最大值.

问题+1:直线与圆的位置关系的问题要紧紧围绕圆心、构成直角三角形的两个要点. 原问题的解决,只要构造直角三角形MAO,由MA=■=■,要求MA的最小值,只要求MO的最小值,进而只要求圆心O到直线x+y-4=0上点的距离的最小值,即点O到直线x+y-4=0的距离.

問题+2:学生只要联系四边形MAOB的周长=4+2MA,马上就把它化归为原问题得以解决.

问题+3:学生只要能把它进行转化,四边形MAOB的面积=S■=2S△MAO=MA·OA=2MA,又化归到原问题得以解决.

问题+4:关键也在于转化,■·■=■·■cos∠AOB=4cos∠AOB=4cos2∠MOA=4(2cos2∠MOA-1)=42■■-1,又回到了只要求MO的最小值即可.

上面从一道习题出发,一题多变,开阔了学生的视野,丰富了学生的认知;这种前后串联的“问题+”,体现了方法探究的和谐融合,有利于学生对知识的熟练掌握和灵活应用,更有利于培养学生的等价变形能力和化归能力,精彩在一个个的“问题+”中生成.

在“问题+”课堂导学模式中,课堂教学由“教为中心”向“学为中心”转化. 教师是指导者,是基于学生,服务于学生的. “问题+”避免了重复的、低层次的重复追问,而是以学生数学认知发展为追求,恰到好处地引领学生的思维,推动学生深度学习和思考,不着痕迹地促进了学生的认知发展. “问题+”就是学生深度学生的助推器.

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