数学思维能力是数学能力的核心,是运用数学知识分析和解决问题能力的前提,数学思维能力的培养是我们数学教学的目的所在。根据思维产生和发展的条件,为有效地激发学生积极思维,培养和发展学生的数学思维能力,数学课堂教学应做到:
一、创设问题情景,激发思维动机,提高思维的志向水平。
苏霍姆林斯基指出:“所谓课上得有趣,就是说:学生带着一种高涨的、激动的情绪从事学习和思考,对面前展示的真理感到惊奇甚至震惊;学生在学习中意识或感觉到自己的智慧力量,体验到创造的快乐,为人的智慧和意志的伟大而感到骄傲。”可见,合适的问题情景是外部问题和内部知识经验的适当程度的认识冲突,从而能够引起学生最强烈的思考动机和最佳的思维定向,这样的情境,是引发学生思维的“引爆器”,可以提高思维的志向水平。
在创设能引起学生认识冲突,激发思维动机的问题情景时,一般要注意以下几点:
⑴ 问题情景的创设必须使学生产生情感上的共鸣。传统的数学教学忽视了学生在学习过程中的情感作用,而心理学研究表明:成功与兴趣是相辅相成、互相促进的。学生的学习积极性是顺利完成学习任务的心理前提,而学习积极性又是学习动机伴随着学习兴趣形成的。思维的启发,离不开情感的支撑。只有产生情感上的共鸣,学生才愿意把问题内化,驱使自己去思考、去探索。老师可以从学生感兴趣的、好奇的、熟悉的、产生审美感的问题和现象去创设问题情景。
⑵ 问题的难易程度要适当。学生的数学学习过程,是他们原有数学认知结构与新知识相互作用,产生同化和顺应的过程,在这一过程中,学生已有观念和意识,往往用以解释和接纳新的概念和方法,此时,教师若把教学内容能动地进行加工提出适合学生认知水平的问题,创设学生“最近发展区”(即原有的认知结构),则能起到诱发学生思维的作用,反之则可能激不起学生学习的兴趣,扼杀学生的学习热情。创设“最近发展区”,设置一些学生“跳一跳”就能解决的问题,符合学生的认知水平和心理特点,从而引起学生心理上的期待与渴望,使学生的思维由潜隐状态转变为活跃状态,实现预期的教学目标。
⑶ 必须给学生充分思考问题的机会和时间。“创设问题情景”的做法已倡导多年,但在实际教学中收效甚微,其原因之一是老师提出问题后给予学生独立思考的机会与时间太少。因为在教学中,学生的思维往往滞后于老师的思维活动。对老师提出的问题,学生必须有一个理解,领悟、思考的过程,虽然这段时间里,课堂处于“冷场”,但学生却处于积极的思维状态。如果老师迫不及待地给出答案或要求学生回答,就不能充分利用问题来激发学生的思维。
二、重视数学活动过程的教学,提高思维的探究水平
我们学校培养的主体,应是有血有肉,善于思索,具有创新意识和能力的人,数学素有思维体操之称,如何在课堂教学中利用数学材料的载体功能对学生进行有效的思维训练呢?其根本途径就是充分展示数学知识的形成和演变过程,解题的思考和探索过程、规律的小结和提炼过程,在过程中培养学生的观察、比较、分析、综合、抽象和概括能力,培养学生运用归纳的演绎和类比进行推理的能力,培养学生善于暴露思维过程的习惯,进而提高准确阐述自己的思想和观点的能力。因此,在数学教学中展现思维活动,让学生亲自参与思维活动,不仅体现了这种教学思想,而且有利于提高学生思维的探究水平。
一般说来,数学学习过程主要包括以下几类:
⑴ 数学概念的形成过程。数学概念是反映现实世界的数量关系和空间形式本质属性的思维形式。数学概念是数学命题、数学推理的基础成分,是数学思维的细胞。在概念的教学中(特别是较难理解的概念),应充分展现概念的形成过程,可使学生了解概念的来龙去脉,减少学习上的困难,加深对概念的理解。
(2) 公式、定理、性质的探索、发现、推导过程。如果教师只将定理、公式按教科书那样推导或证明呈现在学生面前,学生听课就会只知其然,而不知其所以然。学生对这些知识死记硬背,机械套用,当然谈不上提高思维能力。在我们平时的教学过程中应充分展现定理、公式的发现过程及证明过程。启发学生自己去猜测,去发现,去证明。而由学生自己发现的结论、理解深刻,在以后的日子里不易遗忘,更让学生尝到成功的喜悦。
(3)解题方法的思考与解题规律的总结过程。解题是数学学习活动的主要形式,斯托利亚认为:“数学教学是数学活动过程的教学”,解题教学就是解题的思维过程的教学,教学生如何思考就是解题教学的目的之所在。G·波利亚将解题的思维过程分为四个阶段:弄清问题、拟定计划、实施计划、回顾。即:理解、转换、实施、反思。平时教学中,教师注重的是理解、实施( 现成的解题思路和过程),没有展示解题的整个思维过程, 特别是解题思路的探索过程,从而使解题教学失去了应有的功能。所以在解决问题过程中,教师应尽量暴露解题方法的思考过程,把怎样摆脱困境,少走弯路,达到“柳暗花明又一村”的理想效果的探索过程“返朴归真”地展现给学生。只有这样,学生才能真正学到教师高明的思维方法,掌握探索的方法与解题规律。
三、渗透数学思想方法,提高思维的策略水平
数学思想方法是指对数学知识和方法形成的规律性理性认识,是解决数学问题的根本策略。因此,数学教学不能满足于单纯的知识灌输,要使学生掌握数学最本质的东西,用数学思想和方法统率具体知识、具体问题的解法,促使其由对正确方法的盲目的、不自觉的应用向有意识的、自觉的应用转化。在教学实践中渗透数学思维方法,是一项长期的,细致的工作。应结合学生的年龄特征,结合教学内容自然而然、潜移默化地进行。教师在日常教学中,必须做一个有心人,善于利用反映数学思想方法的基本材料,有意识地设计与一定的数学思想方法相联系的学习活动,以便达到“润物细无声”的效果。
(1) 教学内容的选择、组织,呈现,必须体现数学思想方法的基本精神。长期以来,中小学数学教材编重知识的传授,忽视了数学思想方法的熏陶。因此,对教学内容的改造组织很有必要。有的老师为了加强类比的思想,对数列章节进行调整,把等差数列与等比数列的教学同时类比进行,收到了满意的效果。
数学科学是知识和方法的有机结合,没有不包含数学方法的知识,也没有游离于数学知识之外的方法。大量的数学思想方法蕴含在数学知识系统之中,不是以明显的形式呈现出来,这就要靠教师去发掘──从具体事例中抽象,从大量事实中概括。因此,数学要在知识的发生、形成过程中揭示由知识所反映的数学思想方法,促进学生思维结构的形成。例如:函数概念是通过观察实例,抽取共性→分析本质属性→从正、反两方面弄清其内涵、外延,最后得出函数的定义。这里就蕴含着抽象概括的思想。
(2) 在双基教学中,根据数学知识特征, 有计划有步骤地渗透相应的数学思想方法。比如,在讲授有理数的绝对值、有理数运算时,渗透“分类”思想方法;在解二元一次方程组时渗透“化归”思想方法;讲列方程解应用题时,可以渗透“方程”思想方法、“模式化”思想方法。在高中阶段,数学思想的渗透可螺旋式地重复进行。比如,展现三角公式之间的相互关系反映了简约化思想方法,由一个公式cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβ,便可推导出一系列公式。 空间问题转化为平面问题,复数问题转化为实数问题,进一步体现了“化归”思想方法。
(3) 在解决问题教学中,以数学思想方法为指导,寻求解决问题的途径和方法。数学问题的解决过程,实质上是命题的不断变换和数学思想方法反复运用的过程,数学的思想方法存在于数学问题的解决之中,数学问题的步步转化,无不遵循着数学思想方法指示的方向。因此,我们在教学中要突出数学思想方法在解题中的指导作用,展现数学思想方法的应用过程。例如对于多面体体积的计算,我们的方法是通过分解组合的思想把其转化成规则的、熟悉的几何体(如棱柱、棱锥、棱台等),再去求其体积。体现了分解组合思想及化归思想等数学思想方法的指导。
著名数学家玻利亚曾统计,学生毕业后,研究数学和从事数学教育的人占1%,使用数学的的人占29%, 基本不用或很少用数学的占70%。我国的情况大抵相仿。对于大多数学生来说,数学思想方法比形式化的数学知识更加重要。因为前者更具有普遍性,在他们未来的生活中和工作中能派上用场。“大众数学”的口号在欧美各国已被广泛接受,而且成为数学教育的主流,在素质教育的今天,研究如何在数学课中加强数学思想方法的教学正体现了“大众数学”的思想。它会对学生的思维水平及整体文化素质,产生深刻而持久的影响,使学生受益终生。