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通俗易懂精准施教--类比推理在高中数学教学实践中的应用论文

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2023-12-15 15:07:16    来源:    作者:hemenglin

摘要:类比推理是将不同的知识与概念整合起来进行比对,随后再开展教学活动的教育教学 方法.与传统的教学方式相比,类比推理理清了知识点之间的差异

  摘 要 : 类比推理是将不同的知识与概念整合起来进行比对,随后再开展教学活动的教育教学 方法.与传统的教学方式相比,类比推理理清了知识点之间的差异,引导学生在“求同存异,精解问 题”的同时确定数学学习思路,推动高中生数学技能的进一步发展.在实施教学活动的过程中,教 师应该尝试配合教学要求打造全新的数学互动模块,整合应用数学知识,汇总分析数学概念,为学 生搭建推导数学知识、分析数学概念的全新学习平台.

  关键词 : 高中数学,类比推理,实施

  《普通高中数学课程标准》指出,数学教育活动的实施、设计要坚持教学指导纲要的引导,除了挖掘 数学知识之外,更要基于理性的探索过程培养学生 的数学学习能力,促使学生学习数学知识、应用数学 知识,创新高中数学教学方法.基于这一教学要求, 必须将学生已经掌握的数学学习经验用起来,推动 课堂上的有效互动,构建全新的高中数学教学模式. 教师要尝试建立从数学课程指向数学教学的全新指 导体系,围绕着课程要求与教学要求挖掘数学知识, 对数学教学过程进行分析,对教学目标进行设计,提 升学生的数学学习效率.

  1 类比推理在高中数学教学中的应用优势

  1.1 知识点整合优势

  要提升高中数学教学质量,必须改变单打独斗 的教学现状,在培养学生数学分析能力、数学知识应 用能力的同时创新高中数学教学方法,打破知识点 之间的隔阂问题,引导学生进一步发展自身的数学 技能.但传统的数学教学以单一板块为发力点,并不考虑学生与数学知识之间的交互问题,数学教学质 量得不到保障.基于类比推理的数学教学模式则创 新了高中数学教学方法,其以对比数学知识点为目 标,在实施数学教学活动的同时对各类知识点进行 归纳汇总,提升高中生的数学理解与数学认知能力, 让学生在“温故”的过程中逐步“知新” ,把握数学知 识点之间的联系.对于高中生来说,基于类比推理视 角下的高中数学教学浑然一体,已经掌握的数学知 识可以成为启发学生思考的金钥匙,尚未完全解读 的数学知识点被加工为学生认识数学课堂的工具. 在现代高中数学教学活动中,积极推动类比推理活 动的落实,帮助学生更为全面的掌握数学知识.

  1.2 数学思维训练优势

  丹麦教育学家肯尼斯将类比定义为一种“借由 比较、分析来认知学科知识的思维能力 ” ,其指出, 类比下的部分教育活动可能比传统的教学方式更为 高效,学生可以对知识与概念进行对比,依靠旧的知 识点引出新的学习目标,培养学生更为出色的学习 能力.

  1.3 教学方法优势

  类比推理依靠对数学知识的对比、分析培养学 生的逻辑思维与数学推理能力,将数学教学转化为 一个认知、应用的过程.在发展学生的数学思维、尝 试创新高中数学教学模式的过程中,借由类比推理 可以进一步优化高中数学教学活动,教师可以将数 学知识与数学概念带入到数学课堂当中,基于直观 认知的视角开展教学活动.在帮助学生掌握数学知 识点的同时,基于数学分析、数学理解视角创新高中 数学教学方法,培养学生的数学应用能力与数学理 解能力,为高中生的后续学习提供新的实践支持.

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  2 类比推理在高中数学教学中的应用

  2.1 类比数学问题,确定教学突破口

  正如爱因斯坦所说的“提出一个问题远比解决 一个问题更为重要.”对于高中数学教学活动来说, 提出问题是一个引导学生分析、整合数学知识的过 程,其对学生的数学认知能力与数学理解能力提 出了更高的学习要求,促进 学 生 数 学 素 养 的 发 展.在借由类比推理法开展高中数学教学活动的 过程中,要强调数学问题 的整合、对 比 问题,建立 指向学生数学技能与数学思维发展的教学框架, 类比关键性教学资源与数学知识,打造全新 的教 学指导模块.

  设计多元问题,可以加深学生对于数学知识的 认识,培养学生的数学理解能力,推动学生的数学分 析能力.以苏教版高中数学教材《全集、子集、补集》 的教学为例,可以基于简单的数学概念开展类比推 理教学,鼓励学生独立探究数学知识,以“方程”的 有关知识为例,对于这类计算问题,学生并不陌生, 在进行数学学习的过程中已经掌握了一定的学习技 巧.教师可 引导学生对“方程”的有关知识进行汇 总,从而引出对于“集合”的讨论 : 方程包含一元一 次方程、一元二次方程、二元一次方程等不同的方程 类型,不同的方程之间存在着不同的数学关系,在 “集合”当中,是否也存在这样的数学关系? 在引导 学生展开分析之后,基于数学认知视角开展教学活 动,要求学生从集合的关系入手展开推导 : 集合之间 可能存在着包含关系,也可能存在着对等关系.在类比数学知识的 同时,将“集合相等”“真子集”“子 集”“空集”等概念整理 出来,结合“方程”的有关 知识帮助学生进行理解 : 对于“方程”这个概念来 说,一元一次方程就是方程的真子集 ; 二次函数属 于方程的空集.借由数学问题启发学生思考,可以 精准锁定数学教学的突破口,提升学生 的数学理 解能力.

  2.2 类比数学方法,掌握数学差异性

  学生的数学思维发展情况不同,对于数学知识 的认识也存在着较大的差异.在高中数学课堂上,学 生会尝试利用不同的数学方法来整合数学知识,解 决数学问题.在尝试推动数学教学活动的过程中,可 基于教学要求建立全新的类比教学框架 : 强调数学 教学本身带有的工具性与差异性特点,归纳并分析 数学知识 ; 整合数学教学材料与教学资源,进行数学 资源的汇总和应用.帮助学生在课堂上掌握“最简 解题方法” ,才能让类比推理教学发挥出价值.

  以苏教版高中数学教材《函数的单调性》的教 学为例,在基于类比推理视角开展数学教学活动的 过程中,可基于数学教学要求为对学生提出数学学 习目标 : 对数学知识进行汇总分析,思考函数的单调 性应该如何进行判断? 学生以不同的数学方法进行 互动,对数学知识进行汇总,如下列方法所示 :

  ( 1) 根据函数解析式画出对应的函数图像,说 明函数的单调性.

  (2) 求解函数的最小值或最大值,在极值的左 右两端分别给自变量取值,观察函数值的变化,确定 函数的单调性.

  学生依靠不同的数学方法来整理数学知识,教 师要发挥出引导作用,对学生所给出的数学方法进 行验证.对于方法( 1) 过程较为繁琐,但在确定几个 关键坐标点之后,依靠函数图像来表示函数的单调 性,确定教学方向 ; 对于方法(2) 虽然失去了函数图 形的直观引导,但能够基于数学计算角度对数学问 题进行分析,简化学生的计算过程.对于高中数学教 学来说,两种方法满足不同素质学生的学习需求,在 一定程度上保障了数学教学活动的有效性.

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  2.3 类比数学知识,建立课堂新框架

  部分高中数学知识存在着一定的相似性特点 : 其不仅与当前的数学教学活动息息相关,更涉及以 往数学知识的表达、应用.在借由类比推理法推动高 中数学教学工作的过程中,应该对数学知识进行比 对 : 建立指向理性知识结构的教学框架,引导学生对 数学知识点与数学要素进行分析,培养学生的数学 应用和数学归纳能力.

  重视数学知识的对比,将高中数学教学转化为 一个“求同存异”的过程,创新高中数学教学框架, 促使学生掌握数学知识.以苏教版高中数学教材 《抽样》的教学为例,可以基于数学情境帮助学生 类比推理数学知识,营造全新的教学模块.如下列 数学情境所示 : 某工厂生产了 30000 台电机,现在 要对电机的质量进行检测,要求在 30 分钟内出具 检测结果,如果是你负责质检任务,你会如何安排 工作?

  解析 : 该数学问题是一个“计算产品合格率”的 过程,如果对整体样本全部进行检测,则工作压力过 大,难以节约检测成本.在类比推理视角下,可尝试 将多元化数学知识带入到数学课堂当中 : 基于抽样、 普查两个视角开展数学讨论活动,分析不同数学调 查方法对于调查活动所产生的影响 : 如果采取普查, 则需要对 30000 台电机共同开展质检,在没有足够 的质检人员与设备的情况下,很难按规定时间完成 质检任务.但如果采取抽样调查,则可以在 30000 台 电机当中选择对应数量的样本进行检测.当学生给 出数学观点之后,帮助学生确定抽样检测的具体思 路 : 将 30000 台电机分成 100 组,每组由 300 台电机 组成,在 300 台电机当中抽取 30 台电机进行随机检 测,评估电机质量.

  2.4 类比数学概念,找准教学发力点

  数学概念是学生认知数学知识、参与数学课堂 的基础前提条件.在培养学生的数学逻辑思维数学 推理能力等关键素养的过程中,要尝试建立指向基 础数学概念的全新教学模式 : 找准数学课堂上 的 发力点,提出具体化的数学学习目标,深度开发数 学课堂.从基础数学概念入手设计教学活动,可以 构建低难度的数学教学模块,引导学生对数学知 识进行分析、汇 总,从而锻炼学生的数学理解能 力,使其形成较强的数学思维,让数学教学活动逐步发挥育人价值.

  以苏教版高中数学教材《圆的方程》的教学为 例,可以基于数学概念视角开展类比推理教学.教师 为学生设计数学问题 : 方程中未知数可以帮助我们 掌握全新的数学关系,而圆的位置、大小与圆心的位 置和半径的长度有关,思考一下,能否将方程中的两 个未知数表示为圆的圆心和半径,从而确定圆的方 程? 在类比数学知识的过程中,引导学生进行独立 自主的探究式学习 : 一方面,说明圆的方程的应用价 值 : 借由圆的方程开展数学教学活动,可以对数学问 题与关键数学知识进行分析,确定具体化的数学学 习目标,了解圆的一般规律 ; 另一方面,说明圆的特 点 : 基于方程视角探究表示圆的一般公式,在课堂上 展开交流活动,分享关键知识点.作为教师,要基于 数学概念、数学应用视角引导学生展开类比推理活 动 : 现在有两个同心圆,一个圆的半径为 9.一个圆 的半径为 4.如何列出圆的方程? 在类比推理的过 程中,教师仅负责提出数学思考问题,数学学习任务 由学生独立完成,在教学环节,要重视对学生数学探 究技能的训练.

  综合来看,在高中数学教学中开展类 比推理 活动确实能够在一定程度上提升数学教学效率, 在整合数学知识、分享数学资源的过程中,学生与 教师可以及时进行交流,对数学概念、数学定理、 数学规律进行整合归纳.教师要解开学生 的思维 枷锁,在培养学生的数学学习能力的同时,基 于 学、用、算的全新视角分享数学知识 点,打造全新 的数学课堂.引导学生在教学中分享数学经验,重 新理解数学知识点,有助于学生数学技能 的深度 发展.


参考文献 :

  [1]程璞.类比推理在高中数学中的应用探究[J]. 数学之友,2021 (4) : 11 -12 .

  [2] 张跃骜.基于类比推理的高中数学解题教学思 考[J].数理天地,2022 (13) : 61-63 .

  [3]任剑波.类比推理在高中数学教学实践中的应 用研究[J].求知导刊,2021 (47) : 52-54 .