问题驱动下数学解决问题能力的培养

发表时间:2020/8/31   来源:《教育学文摘》2020年4月第10期   作者:惠菲颖
[导读] 在素质教育的大环境下,数学教学主要解决“学生如何学以致用”的问题

         摘要:在素质教育的大环境下,数学教学主要解决“学生如何学以致用”的问题,培养有利于祖国建设的应用型人才。因此,解决问题能力的培养变成了高中数学教学的重要篇章,让学生知道知识如何而来,又怎样回馈生活。在此背景下,本文探究了问题驱动下的解决问题教学,以培养学生问题解决能力。
         关键词:高中数学 问题驱动 解决问题能力
         高中数学问题带有抽象、复杂性、开放性、联系性的特征,学生必须具备发散思维、转化能力、分析推理素养以及充足的知识储备,才能不费吹灰之力的解决问题。鉴于此,解决问题能力的形成与发展依赖于学生自身发散思维能力的强弱、知识内部结构的完缺以及分析探究能力的高低,而数学知识与能力的建立与生长又与问题息息相关,问题是数学存在与生存的原动力。因而,问题驱动是学生生成问题解决能力的关键,教师要以问题驱动为手段展开教学,让学生潜移默化中培养发散思维能力,完善知识内部结构,提高分析探究能力,最终强化解决问题的实力。
         一、提出启发性问题,培养发散思维能力
         高中生的逻辑思维能力已经初步形成,可以独立思考一些较为复杂而深刻的问题。但是,由于知识经验不足且逻辑思维较弱,学生经常在独立思考时遇到思维屏障,阻断了解决问题的道路。此时,学生需要发散思维的帮助,充分想象与联想,提出关于问题的无数种可能,从而经过逻辑推理找到解决障碍的方法,最终成功到达问题“彼岸”。而发散思维能力的训练离不开启发性问题,教师经常提出一些启发性问题有助于学生活跃思维,积极进行辐射性思考,最终培养发散思维能力。
         例如,在教学“利用函数性质判定方程解的存在”时,面对“求解函数f(x)=lnx+2x-6的零点个数并确定零点所在的区间[n,n+1](n∈Z)。”这一问题,学生只能想到用最笨的代入法,将数字代入函数式当中求零点所在区间,进而求出零点值,浪费时间且容易犯错。为了让学生提高解决问题质量,我利用启发性问题引导学生探究新的解题方法,问题包括:是否可以分解函数式f(x)=lnx+2x-6?零点左右函数是递增还是递减?通过问题,学生联想到了函数与方程的知识,函数单调性的知识,根据既有知识解决了问题。在解决过程中,学生提高了发散思维能力,掌握了解题之道。因此,问题驱动下教师要学会提出启发性问题,促使学生培养发散思维能力,进而强化问题解决能力。
         二、提出冲突性问题,完善知识内部结构
         要想解决实际问题,学生必须具备数学知识转化能力,需要将现实资料与数学语言相匹配,从而将问题转化成数学问题并用数学知识解决。然而,当前学生数学知识量不足,知识结构存在断裂地带,因而无法通过内在联系完成知识的相互转化,也因此无法解决问题。鉴于此,教师需要提出冲突性问题,引发学生的认知矛盾,从而激励学生不断探索、掌握知识,从而完善知识内部结构,提高问题解决能力。


         例如,在教学“空间两点间的距离公式”时,我提出了与学生既有认知相矛盾的问题,引导学生重构知识框架,完善知识内部联系,从而强化解题实力。问题如下:
         1.空间中任意一点O(x,y,z)到原点的距离是多少?
         2.如果点O到原点的定长是r,那么,x2+y2+z2=r2表示什么?
         首先,第一个问题激发了认知冲突,学生发现平面上任意两点之间的距离公式无法解决问题;其次,第二个问题起到了启发作用,引导学生联想与转化,利用平面的距离公式推导空间的距离公式。通过两个问题,学生完善了关于距离的数学知识,建立了距离知识间的内部联系,从而强化了相关问题的解决能力。因此,问题驱动下教师应该提出冲突性问题,促使学生完善知识内部结构,培养数学问题解决能力。
         三、提出螺旋式问题,提高分析探究能力
         数学的核心是问题,问题的核心是推导与分析,不断地理性思维活动让人类发现了数学性问题,提高了用数学眼光解决现实问题的能力。因此,分析探究能力是数学问题解决能力的重要组成部分,而分析探究的培养离不开螺旋式问题,层层递进、不断深入的问题锻炼了分析探究能力。因此,教师要提出螺旋式问题,促使学生提高分析探究能力,进而增强问题解决素养。
         例如,在教学“正弦函数的性质”时,我提出了螺旋式问题,引导学生分析与探究,潜移默化中形成问题解决素养。螺旋式问题如下:
         1.如何用单位圆中的正弦线作正弦函数的图象?
         2.正弦函数的定义域是多少?
         3.正弦函数的值域是多少?
         4.正弦函数的值有什么特点?
         5.根据正弦函数值的特点,你能推导出什么性质?
         根据问题,学生层层递进地分析,全面探索了正弦函数,自主建构了知识规律,掌握了解决问题的方法。因此,问题驱动下教师可以提出螺旋式问题,促使学生提高分析探究能力,培养问题解决能力。
         总之,问题驱动教学法是数学问题教学的根本方法。以问题为切入点可以激活思维,促使学生深入探索,培养发散思维能力,完善知识框架,积累解决问题经验,提高问题解决能力。
参考文献:
【1】周健.问题驱动下的高中数学创新教学模式研究[J].中外交流,2018,(25):101.
【2】王兴.浅析在高中数学教学中如何培养学生解决问题的能力[J].新课程·下旬,2018,(12):200.
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