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摘 要:本文以问题情境为依托,探讨了高中数学创设问题情境的原则,以及具体的教学策略,希望能够给予教师借鉴参考.
关键词:问题情境;教学;策略
问题情境是指在学生和问题之间形成的这样的一种情境——具有一定概括性的问题与学生已有的认知结构之间产生了内部矛盾冲突,学生拥有足够的知识、技能来独立理解这一矛盾冲突,但仅凭现有的知识、技能却又无法解决. 问题情境将数学问题与具体情境进行巧妙的结合,将学生已有的知识和经验转化为新知体验和探索的原料和素材,赋予数学问题以生动形象的情境,将学生的好奇心内化为体悟新知生成的驱动力,促使学生保持数学问题探索的积极性. 问题情境法地引入实现了数学教学由“填鸭式”教学向“探究式”教学的改变,其以具体问题为中心,以任务型探究为主要形式,以体验、感悟知识形成过程为目的,能够有效地提高学生的探究能力和数学应用能力.
创设问题情境的原则
学生对矛盾冲突的认识和理解主要依赖于自己原有的知识水平和生活经验,即问题情境以学生的生活环境和知识背景作为数学问题提出的设定背景,为学生发现问题提供了条件. 学生对矛盾冲突的无法解决性主要源于问题情境在旧知与新知之间设定了巧妙的衔接和过渡,以旧知引新知,以新知设悬念,从而使学生思维陷入“进退两难”的境地,不得不寻求新的解决方法. 根据以上学生产生认知矛盾冲突的条件,高中数学问题情境的创设需要遵循以下几个原则:
(一)探究性
探究性是指当学生产生疑惑时,具有主动寻找问题答案而进行探究活动的可能性. 问题情境最重要的功能就在于为学生体验新知生成过程、开展探究活动提供素材和实验场所,探究性是其最基本的特征. 因此教师在创设高中数学问题情境的过程中,要将探究性作为其第一要义,使学生在提出假设、推理分析、观察实验、归纳比较和讨论交流等一系列亲身探究的过程中,以事实来发现数学概念和规律,积累、掌握数学研究的方法.
(二)针对性
针对性是指问题情境的设置必须从教学目标、教学内容出发,针对特定的数学问题,精心设置课堂环节,使数学情境的导入与教学方向保持一致. 数学课堂情境化是为了更好地服务于高中数学教学,高中数学教学问题情境的设计必须扎根于数学知识,而不能脱离数学本质,流于形式. 因此教师在问题情境的设置过程中,必须针对教学所需、学生所需来精心设计数学情境,实现“好钢用在刀刃上”.
(三)启发性
启发性是指问题情境能够以有效疑问引导学生独立思考、积极探索,培养学生敢于质疑和诘难的精神,以达到对数学问题更深层次认识的目的. 启发是思维向深处拓展、向宽处延伸的一个过程,问题情境从问题的提出到问题的解决,是思维逐渐深入的一个过程. 正如苏格拉底所说,“一个坏的教师奉送真理,一个好的教师则教人发现真理”,教师一方面要善于提问设悬念,引导教学步步深入,另一方面要注重引导、启发和点拨等方法的科学性,重视学生对知识的领悟和融会贯通.
创设问题情境的策略
问题情境的创设是一门艺术,其既要抓住学生的心理,又要考虑到数学课堂建构的有效性.针对这两项要求,笔者提出了以下三条策略:
(一)创设生活化问题情境,发展学生思维能力
复杂的数字符号、深奥莫测的规律定理、烦琐的解题过程,数学看似脱离现实生活,与日常生活格格不入,但实际上数学像是无孔不入的阳光,渗透进我们生活和生产的各个角落. 从各式各样的建筑中我们可以感受到点、线、面组合的神奇变化,从工程设计的测量、计算中我们可以体验数与形之间的巧妙转化,从存款利息、购房贷款等实际计算问题中我们可以偶遇数列的魅力. 而问题情境是数学与生活相结合的有效结合点,它一方面将生活中具体的问题以情境的方式抽象、概括为一般性的数学问题,以数字和符号来衡量现实生活;另一方面将数学问题情境化、具体化,以故事的形式将数学知识娓娓道来,极大地激发了学生参与探究活动的积极性.
如在学习《解三角形》一章时,教师可以设计以下的问题情境,来引出本节课的内容:
例1 如果只给你皮尺和测量器等一些基本的测量工具,你有什么方法测量出我们学校旗杆的高度呢?能否给出测量方案?
学校的旗杆是学生熟知的事物,而当其作为数学问题出现时,学生的求知欲最大限度地被激发,“八仙过海,各显神通”地寻找解决方法,从而拉近了数学与生活的距离. “有直接测量旗杆的可能性吗?”“是否需要借助其他一些事物,通过间接的测量、计算得出旗杆高度呢?”“可以将其抽象为怎样的数学模型呢?”学生的脑袋马上被这些问题围绕着,并不断驱使他们进行思考和探索,以揭开生活事物的神奇面纱.
生活化问题情境围绕着生活中的具体问题展开,以学生的认知规律为导向,遵循着情景展现、问题发现、指导探究、解决问题和数学应用的操作步骤,循序渐进,使得课堂一步步展开,逐层深入. 从发现问题到解决问题,首先其以情境为表象材料,使学生产生认知映象,构建形象思维;紧接着,学生在教师的引导下,从情境中抽象、概括出数学模型,形成对数学问题的抽象认识. 这一过程,不仅是数学问题前因后果的探索过程,也是学生思维由形象思维向抽象思维发展的一个过程,能够有效地提高学生的思维能力.
(二)创设趣味化问题情境,以好奇心先导
好玩、好动是学生的天性,教师可以引入一些有趣的数学游戏,一方面可以使课堂焕发“生机”,调动学生参与课堂的积极性,另一方面可以达到寓教于乐的效果,使学生轻松学习、快乐学习.如在学习《算法的含义》一课时,教师可以以游戏情境引出“算法”的定义.
例2 同学们,我们来玩一个“猜数”的小游戏:一位同学先在心里想一个数字(1-200之间),并写下来,然后让另外一位同学猜. 猜测以后,想的同学要给予“高了”还是“低了”的提示,然后再猜,直到猜中为止. 我们来看看哪一位同学最少次数猜中. 通过几轮游戏,教师可以向学生发问:“这个游戏看似是检测大家的‘人品’,其实也是对你们智商的一个考验.经过这几轮游戏,大家有没有找到什么窍门呢?”看大家鸦雀无声,教师不妨自己解开谜题:“这个游戏要想获胜,最好的方法就是二分法. 所谓二分法,就是找两个数的中间值.如在这个游戏中,我们首先可以报100,如果高了,就再报50;如果低了,就报150,……,按照在前一个数再在前一个数之间,取他们中间值的方法,直到猜中为止. 这是比较科学、也是比较容易获胜的方法,而这一计算过程也正好阐释了算法的含义”.
好奇心强、对外界事物充满疑惑是这一阶段学生的典型特征,趣味化问题情境的导入不仅可以通过学生认知矛盾的冲突来引起他们对数学问题的关注,而且还能够使他们在好奇心的驱动下,对问题进行锲而不舍的探索,达到数学学习的目的.
(三)创设实验式问题情境,培养学生探索和创新能力
实验是探索数学必不可少的一种手段,也是培养学生探索精神和创新能力的重要途径. 所谓“事实胜于雄辩”,亲身体验获得的知识往往比教师“苦口婆心”地教导来得更有说服力、更扎实. 实验式的问题情境同样在情境的展现中抛出问题,但不同的是,学生亲身参与到情境的设计、呈现过程中,以主观探索和实践体验铺成知识的形成过程,从而达到获得新知的目的.
如在学习《流程图》一课时,教师可以针对“流程”这一知识点,以奥运会申报为切入点,设计2024年奥运会申报城市投票表决的情境,使学生在亲身体验的过程中理解“流程”的定义以及流程图的循环结构.
例3 北京获得了2008年的奥运会主办权,在申办奥运最后的阶段,奥委会需要对五个申报的城市进行表决:首先进行第一轮投票,如果有哪个城市得票超过半数,那么该城市获得举办权,表决结束;如果所有申报城市的票数都没有半数,则将得票最少的城市淘汰,然后重复上述过程,直到选出一个申办城市为止. 同学们,我们现在来模拟一下奥委会投票表决的现场,通过亲身实验的方式来体验一下投票结果的产生过程.
教师可以让全班学生就2024年奥运会的五个申报城市(开罗、柏林、圣彼得堡、多伦多、休斯敦)按照规定的表决程序进行投票,选中学生心目中最值得期待的2024年奥运会举办城市. 然后,教师可以要求学生复述投票产生的过程,并结合实际体验来讲解流程图的循环结构,达到知行合一的教学目的.
实验式问题情境将重心放到探索新知上,“任务型”的课堂模式一方面强调了学生主体的创造性,即以学生为中心,另一方面注重对教师角色的定义,即教师“引导者”的功能. “还课堂于学生”的教学理念给予学生自由和轻松的自主空间,受传统课堂束缚和禁锢的思维也重新被激活,学生新的想法、新的创意不断涌现,这对于提高他们的创新能力和实践操作能力具有重要的作用.
结束语
正所谓“真理诞生于一百个问号之后”,问号的神奇力量就在于不断激励人们解决疑问、追根求源. 而生动、丰富的情境不仅为生活问题数学化提供了肥沃的土壤,而且为学生创造了一个虚拟的、广阔的数学空间,使学生自觉地进入到探索者的角色中去. 总之,教师在教学的过程中,既要充分认识到问题情境在数学课堂中的价值,又要积极创设适当的问题情境,以问题为诱因,以情境为导入,使学生在发现问题、分析问题和解决问题的过程中,提高自身的数学解决能力和知识运用能力.
关键词:问题情境;教学;策略
问题情境是指在学生和问题之间形成的这样的一种情境——具有一定概括性的问题与学生已有的认知结构之间产生了内部矛盾冲突,学生拥有足够的知识、技能来独立理解这一矛盾冲突,但仅凭现有的知识、技能却又无法解决. 问题情境将数学问题与具体情境进行巧妙的结合,将学生已有的知识和经验转化为新知体验和探索的原料和素材,赋予数学问题以生动形象的情境,将学生的好奇心内化为体悟新知生成的驱动力,促使学生保持数学问题探索的积极性. 问题情境法地引入实现了数学教学由“填鸭式”教学向“探究式”教学的改变,其以具体问题为中心,以任务型探究为主要形式,以体验、感悟知识形成过程为目的,能够有效地提高学生的探究能力和数学应用能力.
创设问题情境的原则
学生对矛盾冲突的认识和理解主要依赖于自己原有的知识水平和生活经验,即问题情境以学生的生活环境和知识背景作为数学问题提出的设定背景,为学生发现问题提供了条件. 学生对矛盾冲突的无法解决性主要源于问题情境在旧知与新知之间设定了巧妙的衔接和过渡,以旧知引新知,以新知设悬念,从而使学生思维陷入“进退两难”的境地,不得不寻求新的解决方法. 根据以上学生产生认知矛盾冲突的条件,高中数学问题情境的创设需要遵循以下几个原则:
(一)探究性
探究性是指当学生产生疑惑时,具有主动寻找问题答案而进行探究活动的可能性. 问题情境最重要的功能就在于为学生体验新知生成过程、开展探究活动提供素材和实验场所,探究性是其最基本的特征. 因此教师在创设高中数学问题情境的过程中,要将探究性作为其第一要义,使学生在提出假设、推理分析、观察实验、归纳比较和讨论交流等一系列亲身探究的过程中,以事实来发现数学概念和规律,积累、掌握数学研究的方法.
(二)针对性
针对性是指问题情境的设置必须从教学目标、教学内容出发,针对特定的数学问题,精心设置课堂环节,使数学情境的导入与教学方向保持一致. 数学课堂情境化是为了更好地服务于高中数学教学,高中数学教学问题情境的设计必须扎根于数学知识,而不能脱离数学本质,流于形式. 因此教师在问题情境的设置过程中,必须针对教学所需、学生所需来精心设计数学情境,实现“好钢用在刀刃上”.
(三)启发性
启发性是指问题情境能够以有效疑问引导学生独立思考、积极探索,培养学生敢于质疑和诘难的精神,以达到对数学问题更深层次认识的目的. 启发是思维向深处拓展、向宽处延伸的一个过程,问题情境从问题的提出到问题的解决,是思维逐渐深入的一个过程. 正如苏格拉底所说,“一个坏的教师奉送真理,一个好的教师则教人发现真理”,教师一方面要善于提问设悬念,引导教学步步深入,另一方面要注重引导、启发和点拨等方法的科学性,重视学生对知识的领悟和融会贯通.
创设问题情境的策略
问题情境的创设是一门艺术,其既要抓住学生的心理,又要考虑到数学课堂建构的有效性.针对这两项要求,笔者提出了以下三条策略:
(一)创设生活化问题情境,发展学生思维能力
复杂的数字符号、深奥莫测的规律定理、烦琐的解题过程,数学看似脱离现实生活,与日常生活格格不入,但实际上数学像是无孔不入的阳光,渗透进我们生活和生产的各个角落. 从各式各样的建筑中我们可以感受到点、线、面组合的神奇变化,从工程设计的测量、计算中我们可以体验数与形之间的巧妙转化,从存款利息、购房贷款等实际计算问题中我们可以偶遇数列的魅力. 而问题情境是数学与生活相结合的有效结合点,它一方面将生活中具体的问题以情境的方式抽象、概括为一般性的数学问题,以数字和符号来衡量现实生活;另一方面将数学问题情境化、具体化,以故事的形式将数学知识娓娓道来,极大地激发了学生参与探究活动的积极性.
如在学习《解三角形》一章时,教师可以设计以下的问题情境,来引出本节课的内容:
例1 如果只给你皮尺和测量器等一些基本的测量工具,你有什么方法测量出我们学校旗杆的高度呢?能否给出测量方案?
学校的旗杆是学生熟知的事物,而当其作为数学问题出现时,学生的求知欲最大限度地被激发,“八仙过海,各显神通”地寻找解决方法,从而拉近了数学与生活的距离. “有直接测量旗杆的可能性吗?”“是否需要借助其他一些事物,通过间接的测量、计算得出旗杆高度呢?”“可以将其抽象为怎样的数学模型呢?”学生的脑袋马上被这些问题围绕着,并不断驱使他们进行思考和探索,以揭开生活事物的神奇面纱.
生活化问题情境围绕着生活中的具体问题展开,以学生的认知规律为导向,遵循着情景展现、问题发现、指导探究、解决问题和数学应用的操作步骤,循序渐进,使得课堂一步步展开,逐层深入. 从发现问题到解决问题,首先其以情境为表象材料,使学生产生认知映象,构建形象思维;紧接着,学生在教师的引导下,从情境中抽象、概括出数学模型,形成对数学问题的抽象认识. 这一过程,不仅是数学问题前因后果的探索过程,也是学生思维由形象思维向抽象思维发展的一个过程,能够有效地提高学生的思维能力.
(二)创设趣味化问题情境,以好奇心先导
好玩、好动是学生的天性,教师可以引入一些有趣的数学游戏,一方面可以使课堂焕发“生机”,调动学生参与课堂的积极性,另一方面可以达到寓教于乐的效果,使学生轻松学习、快乐学习.如在学习《算法的含义》一课时,教师可以以游戏情境引出“算法”的定义.
例2 同学们,我们来玩一个“猜数”的小游戏:一位同学先在心里想一个数字(1-200之间),并写下来,然后让另外一位同学猜. 猜测以后,想的同学要给予“高了”还是“低了”的提示,然后再猜,直到猜中为止. 我们来看看哪一位同学最少次数猜中. 通过几轮游戏,教师可以向学生发问:“这个游戏看似是检测大家的‘人品’,其实也是对你们智商的一个考验.经过这几轮游戏,大家有没有找到什么窍门呢?”看大家鸦雀无声,教师不妨自己解开谜题:“这个游戏要想获胜,最好的方法就是二分法. 所谓二分法,就是找两个数的中间值.如在这个游戏中,我们首先可以报100,如果高了,就再报50;如果低了,就报150,……,按照在前一个数再在前一个数之间,取他们中间值的方法,直到猜中为止. 这是比较科学、也是比较容易获胜的方法,而这一计算过程也正好阐释了算法的含义”.
好奇心强、对外界事物充满疑惑是这一阶段学生的典型特征,趣味化问题情境的导入不仅可以通过学生认知矛盾的冲突来引起他们对数学问题的关注,而且还能够使他们在好奇心的驱动下,对问题进行锲而不舍的探索,达到数学学习的目的.
(三)创设实验式问题情境,培养学生探索和创新能力
实验是探索数学必不可少的一种手段,也是培养学生探索精神和创新能力的重要途径. 所谓“事实胜于雄辩”,亲身体验获得的知识往往比教师“苦口婆心”地教导来得更有说服力、更扎实. 实验式的问题情境同样在情境的展现中抛出问题,但不同的是,学生亲身参与到情境的设计、呈现过程中,以主观探索和实践体验铺成知识的形成过程,从而达到获得新知的目的.
如在学习《流程图》一课时,教师可以针对“流程”这一知识点,以奥运会申报为切入点,设计2024年奥运会申报城市投票表决的情境,使学生在亲身体验的过程中理解“流程”的定义以及流程图的循环结构.
例3 北京获得了2008年的奥运会主办权,在申办奥运最后的阶段,奥委会需要对五个申报的城市进行表决:首先进行第一轮投票,如果有哪个城市得票超过半数,那么该城市获得举办权,表决结束;如果所有申报城市的票数都没有半数,则将得票最少的城市淘汰,然后重复上述过程,直到选出一个申办城市为止. 同学们,我们现在来模拟一下奥委会投票表决的现场,通过亲身实验的方式来体验一下投票结果的产生过程.
教师可以让全班学生就2024年奥运会的五个申报城市(开罗、柏林、圣彼得堡、多伦多、休斯敦)按照规定的表决程序进行投票,选中学生心目中最值得期待的2024年奥运会举办城市. 然后,教师可以要求学生复述投票产生的过程,并结合实际体验来讲解流程图的循环结构,达到知行合一的教学目的.
实验式问题情境将重心放到探索新知上,“任务型”的课堂模式一方面强调了学生主体的创造性,即以学生为中心,另一方面注重对教师角色的定义,即教师“引导者”的功能. “还课堂于学生”的教学理念给予学生自由和轻松的自主空间,受传统课堂束缚和禁锢的思维也重新被激活,学生新的想法、新的创意不断涌现,这对于提高他们的创新能力和实践操作能力具有重要的作用.
结束语
正所谓“真理诞生于一百个问号之后”,问号的神奇力量就在于不断激励人们解决疑问、追根求源. 而生动、丰富的情境不仅为生活问题数学化提供了肥沃的土壤,而且为学生创造了一个虚拟的、广阔的数学空间,使学生自觉地进入到探索者的角色中去. 总之,教师在教学的过程中,既要充分认识到问题情境在数学课堂中的价值,又要积极创设适当的问题情境,以问题为诱因,以情境为导入,使学生在发现问题、分析问题和解决问题的过程中,提高自身的数学解决能力和知识运用能力.