文/洪建章
學生學習知識,從理解到掌握再到應用需要一個過程。知識自身也有一個發生、發展和應用的過程。因此,教師不僅要明確知識生成的過程,還要明確教材中練習設置的變化和延伸過程,為學生提供獨立探索的機會。筆者認為,在數學課堂教學中應注重過程探究,使學生對數學產生興趣,激發學生學習的積極性,培養學生掌握知識、運用知識的態度和能力,構建高效的數學課堂。
問題驅動指引貫穿了學生的數學學習過程。序列問題有助于引導學生了解知識的來龍去脈,經歷知識的發展過程,從而形成對概念、原理等的深刻理解。對過程中蘊含的數學思想的體會與感悟,有助于發展學生的問題意識、探索精神。學生在學習中不僅要知道知識“是什么”,更要清楚“為什么”和“怎么樣”。其中,了解“為什么”和“怎么樣”就體現了對知識邏輯形式的探究。經過這種過程性的探究,學生能夠逐漸明了知識涉及的思維結構和思維方法,將客觀的符號知識內化為個人的認知結構,實現“轉知成智”。在教學中,教師要精心設計探究過程,體現知識的形成過程,讓學生深入理解知識,在運用知識時得心應手,使數學課堂教學更加有效。
例如,在“有理數的乘方”一節中,乘方的意義及求有理數的正整數指數冪是重點和難點,正確理解底數、指數和冪的概念,是正確運算解答乘方的關鍵。對此,筆者在教學過程中設計了三組問題,由淺入深,讓學生通過比較、辨析來理解概念,真正體會冪的運算由來,注重知識的形成過程,真正理解冪的概念。
問題1:把下列各式用乘方的形式表示。
(1)2×2×2×2×2×2=____;
問題2:
(1)在94中,底數是____,指數是____,表示的意義是____________________________;
(2)在(-5)3中,底數是____,指數是____,表示的意義是____________________________。
問題3:53與35的意義相同嗎?與的意義相同嗎?為什么?
注重知識形成的過程,一方面是新課中的知識形成過程,要理解知識的來龍去脈;另一方面是知識體系形成的過程,要理解知識間的區別與聯系[1]。學生在理解的基礎上才能形成結構化的知識,在綜合背景的問題中,才能選擇和調用相應的知識,這樣的數學課堂教學才會更高效。
數學習題中有很多極具教學價值的問題,在教學中教師不能僅僅就題論題,給出結果或答案即可,而應充分挖掘題目中的豐富內涵。深度教學要注重學生在教學過程中的切身體會、感受與經驗,豐富學生的過程體驗。這是深度教學的要求,也是對學生學習過程性的回應。因此,教師在教學中應盡量讓學生參與到解題過程探究中,讓學生真正體會習題中包含的知識,快樂地探究學習,使學生不斷完善知識結構和認知結構,培養學生舉一反三、觸類旁通的能力[2]。
以“實際問題與二次函數”這一節的一道習題為例:已知飛機著陸后滑行的距離s(單位:m)關于滑行的時間t(單位:s)的函數解析式是s=60t-1.5t2,求飛機著陸后滑行多遠才能停下來?在講解此習題時,筆者設計了如下的探究過程。
甲同學:準備一架模型飛機,用教室地板當跑道,演示飛機滑行的過程。
乙同學:在黑板上,先建立直角坐標系,t軸表示時間,s軸表示飛機滑行的距離。隨著甲同學的演示過程,在直角坐標系中把圖像畫出來,如圖1所示。

圖1
在這樣的探究過程中,學生真正理解了隨著時間t的增加,飛機滑行的距離s從只有增加不會減少到最終不變的事實,明白了點A的含義,體會了二次函數與實際問題的聯系,達到了對知識的真正理解和應用。
又如,地面上一個小球被推開后開始滑行,滑行的距離s與時間t的函數關系如圖2 中的拋物線所示(A是拋物線的頂點),則下列說法正確的是( )。

圖2
A.小球滑行6 秒停止
B.小球滑行12 秒停止
C.小球滑行6 秒回到起點
D.小球滑行12 秒回到起點
《義務教育數學課程標準(2022年版)》指出,課程內容不僅包括數學的結果,還包括數學結果的形成過程和蘊含的思想方法。對此,教師要重視學生的參與過程,重視知識的重現過程。
例如,在“點和圓的位置關系”這一節中,教師在講解如何確定外接圓的圓心時,可設計如下問題:
問題1:給出一個圓形(大于半圓)紙片,如何確定圓心,并把殘缺的部分補完整?方法1:在紙上用折疊法嘗試,確定圓心,補完圖形,如圖3所示。方法2:利用三角板中的直角及圓周角的性質,如圖4所示。

圖3

圖4
問題2:撕碎圓形紙片,給碎片定圓心。教師將圓形紙片當著學生的面撕碎(可多撕幾下),為學生設置一個新的情景:如何確定一塊碎片所在圓的圓心呢?
學生可以利用“過不在同一條直線上的三個點確定一個圓”,即利用外心的性質作圓,找出圓心,補完圖形(如圖5)。

圖5
知識的再現過程有助于學生了解所學知識從何而來、解決何種問題、怎么解決,在有限的時間內探究知識[3]。這樣學生不是被動地接受知識,而是主動獲取知識,獲得真正意義上的學習能力。同時,整個課時也收到了良好的教學效果。可見,有了學生的參與,再現知識過程的探究,課堂教學才會生機勃勃,學生才會成為課堂學習的主體。
完整的思維過程包括審題、解題、反思。教師要創造機會讓學生經歷完整的思維過程,讓學生理解數學思維方法、解決問題的策略。教師的主導作用應該體現在選擇好的題目、設計好的問題,以及提煉可推廣的方法、策略或技巧[4]。
以下面一題為例:“若拋物線y=x2+bx(b>2)上存在關于直線成軸對稱的兩個點,則b的取值范圍是________。”此題考查二次函數與不等式二次函數與一元二次方程的關系、軸對稱的性質、因式分解等知識點。對此,教師可以設計如下探究過程:
問題1:如果點A、點B是關于直線成軸對稱的兩個點,它們有什么特點?(引導學生根據性質設點A(m,n)、點B(n,m))
問題2:點A、點B與拋物線y=x2+bx有什么關系?(引導學生利用待定系數法解決,思路進一步打開)

由(1)-(2):得n= -b-1-m
代入(1):得到關于m的一元二次方程:
m2+(b+1)m+(b+1)=0
問題3:存在性與一元二次方程的根有什么關系?(引導學生與一元二次方程根的判別式聯系起來,思路更近一步,慢慢感覺豁然開朗)
Δ=(b+1)2-4(b+1)>0
即:b2-2b-3>0
問題4:想一想二次函數圖像與不等式的關系。
此時,令p=b2-2b-3。教師引導學生畫出圖像(如圖6)。

圖6
∵b2-2b-3>0(即p>0)
∴b<-1 或b>3
又∵b>2
∴b>3
注重思維過程探究,可以讓學生真正經歷完整的思維過程,使學生參與審題、析題、解題的探究過程,有利于學生理解數學思維方法,利用數學思想方法找到解決實際問題的策略、技巧,使學習更有效。
正如布魯納所說,“探索是教學的生命線”,這條生命線就是一個個大大小小的過程的集合。在數學課堂教學中,教師要注重知識形成過程探究,注重解題過程探究,注重知識的重現過程探究,注重思維過程探究,使學生更深入地理解知識、掌握知識,真正學會解決問題的方法。