通过“用问题”培养学生逻辑推理能力的研究

发表时间:2021/1/27   来源:《中国教师》2020年第13期   作者:马杰 付燕 李俊
[导读] 当代美国数学家哈尔莫斯说过
        马杰  付燕  李俊
        四川省简阳中学  
        当代美国数学家哈尔莫斯说过:“数学真正的组成部分应该是问题和解,问题才是数学的心脏”。把问题作为数学教学的出发点,是现代数学教学的又一条原则。教学是一个有预设、有生成的过程。华东师范大学叶澜教授曾说过:“对教师而言,如果将其教学工作进行高度的概况,我们就会抽取两个最核心的要素——“教什么”和“怎么教”,即教学预设和课堂生成。”因此,我们应该把握好“生成”和“预设”之间的平衡,在平衡中寻求教学效果的最优化。如何抓住这个平衡点,关键从教学的三个环节入手,即课前自主、课中探究和课后拓展入手。用好问题,做好数学教学设计,从学生最近发展区出发,让“生成”为每个学生创造积极学习的机会。教师合理的整合资源、设计问题,让高三复习教学高效进行。下面从几个方面阐述高三复习教学中如何“用问题”。
一,用问题驱动梳理知识点          
        波利亚指出:“直接从老师或课本那儿不加思索接受过来的知识,可能很快忘掉,难以真正变成自己的东西。”复习课的知识梳理,很多时候都是教师面面俱到的罗列,学生浏览、做笔记。其缺点是平均用力,重点不突出,而且这种罗列缺乏实例的支撑容易忘记。基于此,可以在适当的时候采用问题驱动来进行知识梳理。下面以基本不等式的知识点复习为例:
案例一

        师追问:你能从中归纳出利用基本不等式解题需要注意什么吗?
        生:利用基本不等式解决要注意“一正二定三相等”,即⑴要求各数均为正数;⑵要求“和”或“积”是定值;⑶要注意是否具备等号的条件。
        设计意图:
        基本不等式这一节就知识而言重点是基本不等式;

就基本方法而言是对基本不等式结构特点的掌握,配凑积定或者和定,实现和积互化;就注意点而言就是基本不等式成立的条件“一正二定三相等”。本案例中没有罗列基本不等式及其变形,而是在追问中提炼知识,通过教师的追问,学生的积极回答,学生在活动中获取数学知识,会收到事半功倍的效果。提问→寻求解决办法→回顾基础知识。复习课不同于新课,怎么做到让以前不懂的学生今天能搞懂,跟上,让懂的学生依然能感受到复习对他的帮助,教师在设问的时候就很有讲究。
    
二.用变式追问加深本质理解
        高考数学全国卷的命制重基础、重本质、重通性通法,试题强调依纲靠本、回归教材。因此,高三复习不能只兼顾做题,依靠题海战术,而是要彻底弄懂数学概念的本质,并对其进行适当变式拓展,培养学生推理能力,达到举一反三。下面以2017全国卷Ⅲ文科17题为例:(引用2017年第12期中学数学教学参考挖掘数学概念的本质,加强合情推理的渗透:一道高考试题对高三复习教学的启示.段小龙、谢玉平、蒋富杨
案例二

        设计意图:通过以上变式训练,让学生透过现象看本质,举一反三。其中变式2考查了3个知识点:已知一个数列前n项和的递推关系式求其通项的类型和方法;裂项相消求和法;数列中求最值的方法。通过课后的相应的作业布置巩固提升。
        高三复习课,并不是讲授新课,也不是简单的讲完一轮复习资料,主要目的是让学生发现问题,回顾知识,形成系统。教师要围绕高考数学试题的价值取向和考查功能,引导学生清晰高考试题的明确导向,挖掘数学概念的本质和丰富内涵。在例题教学中,要引导学生注重对数学概念、数学试题、数学方法等变式迁移,提高学生的解题能力。
三.用问题链提高学生思维能力
        高三复习中会遇到不少无从下手的难题,这时可以立足学生认知,精心设计问题链,将难题分解成一些容易解决的问题,最终攻克难题,提高思维能力和解题能力。下面以“函数与不等式”中一道复习题为例:
案例三

案例四
        高考中的切线问题,已知函数表达式求定点的切线是常考点,学生问题不大。而面对高考中公切线问题,由于学生并未从切线的本质去思考,从而难以顺利解答。学生对多个参数问题的化归和转化能力不足,所以难点在方程的建立和参数的处理。

        问1:以上问题主要是什么问题?(函数图像的切线问题)
        问2:对这个问题我们学过哪些处理方法?(判别式法、导数法)
        问3:哪种方法解决此类问题最为简洁?为什么?(导数法,因为判别式法只适合二次曲线,其它函数图像不存在判别式)
        问4:解决切线问题的核心是确定哪些量?(切点和斜率)
        同学们对照练习答案,小组合作探究自己出现的问题,并组内解决问题。学生板演讨论结果,尝试概况提炼概念与方法。

        设计意图:通过基础题的考查,让学生了解切线基本应用的同时,也让他们能够体会切线的本质意义。
        通过经典考题,凸显高考中切线本质考查,提升学生分析、转化和解决问题的能力。同时,将学生出现的疑问和错误让其他学生现场解答,再次提升能力。
        
案例五

(1)求曲线上的动点P到直线的距离最小值;
(2)曲线上一动点P,到直线上一动点Q,求的最小值;
(3)若,在上,求面积最大值;
(4)直线(t为参数,t≠0),,若与、分别交于异于极点的,求最大值;
(5)直线(t为参数),,若与交于两点,求最小值.
        问1:以上问题主要是什么问题?
        问2:求最值问题一般有哪些方法?
        问3:上例求最值问题,可以归纳成哪些类型?
        问4:在解决极坐标与参数方程中的最值问题时,什么时候选取何种方程解题最简单?请同学们探讨归纳。
作业布置:
       
        设计意图:在高考试卷中极坐标与参数方程作为选考题,以解答题的形式出现,第一问一般考查极坐标方程、参数方程和普通方程间的互相转化,第二问主要考查利用参数方程求最值和参数方程的几何意义。例题中5个小题均为求最值问题,而且每个小题的设计梯度性强。其中(2)动点到动点距离可转化为(1)动点到定直线距离;(3)中运用平面几何知识解决比用参数方程解决容易得多;(4)(5)用极坐标方程来解决,而(5)弄清实质后用用平面几何知识解决会相当简单。将这些求最值问题放到一起,经过对比分析,引导学生反思总结:涉及直线与圆的时候求最值问题,用平面几何知识解决较为简单。涉及极角、参数方程中参数为角的时候求最值问题,常与三角函数求最值联系到一起。
        
        荷兰数学家弗赖登塔尔说过:“学习数学的唯一正确方法是实行再创造,也就是学生把要学习的东西去发现和创造出来。教师的任务是引导和帮助学生去进行这种再创造工作,而不是把现成的知识灌输给学生。”因此,好的数学教学课堂应该关注学生问题的生成和解决,教师对各种资源进行整合与再创造,用问题引领学生复习的各个环节,必然会使高三各个阶段的复习高效进行。
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