高中数学问题情境教学中的几个误区

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  随着高中数学新课程改革不断的深入,在数学课堂教学中,注重让学生在现实情境和已有的生活、知识经验的基础上学习和理解数学、发展学生的应用意识已成为新课程改革的重要理念,在课堂(尤其在公开课)上,通过创设丰富的实际情境提出问题,引入数学知识,似乎已成为教学中不可或缺的环节.然而,在实际教学中,由于理念把握上的偏差、行为诠释上的失当而导致了问题情境教学中也存在着一些误区,结合自己的教学经历谈几点看法.
  
  1误区之一:情境看似新颖、独特,却往往暗藏
  
  “硬伤”在教学中,一个新颖、恰当的问题情境可以极大地激发学生的兴趣和解决问题的欲望,但有时,我们在创设问题情境时只考虑了其新颖独特,如何吸引学生,却忽视了问题情境的科学性、合理性,这样的例子在课堂教学中时有发生,笔者在这方面也有深刻的体会.记得本人刚参加工作,上“指数函数”课时,为了让学生体会指数函数的增长速度很快,即所谓的“指数爆炸”的特点,我绞尽脑汁设计这样一个问题情境:将一张厚度为0.1mm的报纸对折一次,其厚度为0.2mm,对折两次,厚度为0.4mm,以此类推,对折30次,厚度是多少?学生通过计算:其厚度为0.1×2.30≈10.8mm=10.5m>8848m(超過了珠穆朗玛峰的高度).在课堂上,当学生得到这个结果时,确实有许多同学感到很意外,甚至发出一阵惊呼,我也为自己精心设计的问题情境能够打动学生而暗自得意.可一下课,一个同学追出教室跟我说:“老师,一张纸根本不可能对折到30次,我把纸对折了6次,就折不下去了”.我有点不相信,就拿了张纸试了一下,果然是这样,我一时无言以对.事实证明:这种对折操作最多只能进行10次左右.像这种有科学性错误的问题情境对培养学生的科学精神极为不利,有时还会误导学生.
  再如:一老师在上“独立事件同时发生的概率”公开课时,创设了“三个臭皮匠抵上一个诸葛亮”的问题情境:在一次有关“三国演义”的知识竞赛中,三个臭皮匠能答对题目的概率分别为50%、40%、45%,诸葛亮能答对题目的概率为80%,如果将三个臭皮匠组成一组与诸葛亮比赛,各位选手独立解题,不得商量,团队中只要有一人解出即获胜,问哪方获胜的概率大?很多老师认为这是概率教学中一个很好的“问题情境”,可仔细一想:三个臭皮匠抵上一个诸葛亮强调的是团队的力量,而题目中偏偏不让臭皮匠们商量,这不是与团队协作的精神背道而驰吗?
  
  2误区之二:“生活化”的情境脱离实际,牵强附
  
  会在实际教学中,有些老师注重创设“生活化”的情境,将生活问题与数学问题巧妙结合起来,在“生活化”的问题情境中,学生体验到数学与生活的联系,感受到数学方法的魅力,从而提高学习数学的兴趣和信心.但我们常常看到有些“生活化”的问题情境与生活实际严重不符.例如,在一次“数列”的习题课上,老师设置这样一个问题情境:某大楼共20层,有19人在第一层上了电梯,他们分别要去第二层至20层,每层1人,而电梯只允许停一次,只能使1人满意,其余18人都要步行上楼或下楼,假设乘客每向下走一层的不满意度为1,每向上走1层的不满意度为2,所有人的不满意度之和为S,为使S最小,电梯应停在第几层?该问题以乘电梯为生活背景,突出的是数学中的最优化设计问题,其答案是电梯应停在14层,应该说,这是考查学生数列知识和函数最值综合应用的一个好题,可我们想想:电梯本来是为了方便人们上下楼而设置的,生活中有这样只能在一层停靠的电梯吗?有这样的人要到2楼去,却要先乘电梯到14楼再走到2楼吗?这种与生活严重不符的问题情境显然是为了应用而捏造事实,缺乏科学依据,这样的“生活化”问题情境其教学效果会大打折扣.我们在创设“生活化”情境时一方面必须立足于学生已有的生活经验,另一方面必须符合生活中的一般常识和规律.其实,上面的问题只要稍作如下修改:“要在某一层开会,但当天电梯出了故障,只能步行上下楼梯,每层也只派一名代表参加会议,问放在哪一层开会使不满意度之和最小?”这样,既符合原题意,又更加贴近生活.
  
  3误区之三、“问题情境”与教学内容貌合神离,
  
  喧宾夺主一位老师在上“随机事件的概率”时,设计了这样一个问题情境:1943年以前,在大西洋上英美两国的运输船队常常受到德国潜艇的袭击,当时,英美两国限于实力,无力增派更多的护卫舰,一时间,德国的潜艇搞得盟军焦头烂额,为此,有位美国海军将领专门去请教了几位数学家,数学家们运用概率分析后认为:舰队与敌潜艇相遇是一个随机事件,从数学角度来看这一问题,它具有一定的规律性,建议美国海军将舰队的编队规模增大,美国海军接受了数学家的建议,命令舰队在指定海域集合,在集体通过危险海域后,然后各自驶向预定港口,结果奇迹出现了,盟军舰队遭到袭击的概率由原来的25%降为1%,大大减少了损失,保证了物资的及时供应,你知道是什么原因使盟军舰队遭袭被击沉的概率减少吗?这样的“问题情境”设计,起到什么作用?太多的信息干扰已经冲淡数学课的主题,让学生觉得不知是在上数学课还是历史课,老师花了太多的时间和精力仅仅是为了说明学习概率的重要性,除此之外,对学生理解随机事件概率毫无用处.
  在大力推进新课程改革的今天,问题情境教学模式似乎已成了课堂教学中体现新课程理念的标志,不少老师甚至认为,不用情境导入的课就不新颖,就不符合新课标的要求,笔者认为这是对新课程理念的片面理解.新课程注重问题创设情境是为了让学生更好的接受新知识,并不是每节课都要用问题情境引入,更不能为了要体现新课程理念而滥用问题情境,造成问题情境与教学内容严重脱节,更不能一味为了提高学生所谓的学习兴趣(其实,高中学生对这样的情境也未必感兴趣)而牵强附会地设置一些与教学内容貌合神离的情境.郑毓信教授认为:一个好的问题情境除了能够激发学生的学习兴趣外,应在课程的进一步开展中对学生的数学认知起到导向作用,而不仅仅是“敲门砖”而已.即应当成为相关学习活动的“认知基础”.
  
  4误区之四:将问题情境等同于生活情境
  
  注重数学知识与实际的联系,引导学生从实际情境中发现问题,并归结为数学问题,尝试用数学知识和方法去解决问题,这是新课程所倡导的教学方式之一.但不能将问题情境等同于生活情境.数学发展史表明:数学发展一方面来自外部,即现实社会发展的需要,另一方面源于内部,即数学自身发展的需要.如果将问题情境片面理解为生活情境,凡是必须找生活原型,将数学视为生活问题的附属物,那将是数学教学的一大误区.其实“问题情境”包括各种意义上的情境,如常规问题、习题、实验等,另外,高中和初中阶段相比,数学知识的抽象要求和逻辑要求有了质的飞跃,因此,一定要在课堂教学中创设真实的生活情境未免强人所难.比如:国际象棋发明者与国王的故事曾被许多老师(甚至包括一些教材,如人教版高中数学第一册(上))作为引入“等比数列前n项和”这节课的问题情境,用这个故事作为问题情境的确可以说明学习等比数列前n项和公式的必要性,但笔者觉得:学生在学习了等差数列、等差数列前n项和及等比数列的概念和性质之后,根据两个数列在结构上的相似性,用类比的方法提出探究等比数列的前n项和公式这个问题更符合高中学生的心理认知特征,相比前一个生活情境,这个问题情境从数学内部发展的需要提出问题则显得更自然、更简洁,也可以培养学生从数学内部提出数学问题的能力.另外,从高中学生认知水平发展的规律看,高中学生的逻辑思维已从经验型向理论型转化,他们能够理解和掌握更抽象的概念、定理、定义和公式,过多的、缺少挑战性的生活情境问题已不能激发学生的求知欲望,因此,在创设问题情境时,我们大可不必拘泥于生活情境提出数学问题,可适当的从数学内部创设一些问题情境来组织教学.
  以上是本人对高中数学课堂教学中创设问题情境教学中出现的一些问题的一点肤浅认识,随着高中新课程改革的不断深入,课堂教学有效性的问题正日益成为课程改革的核心问题之一,“怎样的问题情境才能更有效地促进学生的学习”、“如何创设有效问题情境”等一系列问题必将引起广大数学教育工作者的高度关注,作为一名一线教师,笔者深感到:在教学中要创设一个恰当问题情境并非易事,因此,在这里也热切期待着有关专家和广大教师提供更多、更有效的问题情境供一线教师教学时参考.
  
  参考文献
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  4胡典顺,赵军.对“数学生活化”的理性反思.数学教育学报.2007(3)
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