疑问式引导法在数学教学中的运用

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疑问式引导法在数学教学中的运用

摘要:

结合高等数学教学中的实践经验,引入了疑问引导教学方法,指明了其实施的模式及具体步骤.通过实际案例,阐述了教师如何在课堂上以“疑问”的方式展开,并引导学生进行自主学习,独立思考,从而实现教师与学生的双赢导学模式.

关键词:

疑问式引导法;教学模式;高等数学

高等数学是高等院校中一门非常重要的公共基础课[1],为其它课程提供必不可少的数学基础知识及解决问题的多样方法.同时,它也是考研数学中一个重要的组成部分.然而,在最初学习阶段和考研深造过程中,学生普遍感觉学习高等数学较为困难.这其中有学生的学习方法缘故,同时教师在教法上也有值得商榷探讨的地方.根据多年的教学经验,发现学生在学习过程中缺乏发现问题的眼光,缺乏分析问题的视角,缺乏概括的能力.为此,探索了高等数学教学中的疑问式引导法,以便提高学生学习高等数学的积极性,培养学生发现问题、分析问题、解决问题及概括的能力,并进一步提升学生的创新意识. 疑问式引导法是在 Problem-Based Learning(PBL)[2-4]教学法的基础上衍生出来的一种教学模式,是指教师依据课程内容,精心设计出适量的问题,并以“疑问”的方式,引导学生自主学习,进行独立的思考,进一步引出新概念、新内容和新问题,从而实现以教师为主导、学生为主体的教学模式,进而能激起学生的学习主动性,并提高学习效率.学起于思,思源于疑.巴尔扎克也曾说过:打开一切科学大门的钥匙都毫无疑问的是问号.学习的过程本质上就是一个不断产生疑问并解决疑问的过程.学生有了疑问,就有了思考的动力,就能由被动的学习对象转化成主动的学习者[5-8].

1疑问式引导法在高等数学教学中的实施模式

1.1明确目标,创设情境,引入疑问

思维自好奇与疑问而起.围绕教学目标,根据教学内容,回顾旧知识,引入新趣闻和新知识,创设合适疑问,学生就会在疑问的引导下自觉去探索和思考,充分发挥自己的主观能动性,如学习数列的极限一节内容,课堂伊始,教师随手拿起一支粉笔,并记数为 1,然后从中折断一半留下,记为12,再从剩下的一半中又折断一半,记为14,…,依此方法继续下去,学生自然而然能观察到这样的过程可以无限制地进行,也能想象到所剩下的粉笔记数将越来越小并趋于 0.进而解释庄周的著名论句:一尺之锤,日取其半,万世不竭,便是这个道理,这也就是朴素的极限思想.继而引入疑问:数列的极限如何描述,如何用精确的数学语言进行刻画.在这样的疑问引导下,学生的听课与学习过程就有了主动性.在学习导数概念时,可以适当介绍牛顿和莱布尼兹的相关趣事,并提出实际问题:如何求变速直线运动的瞬时速度及曲线的切线斜率,二者解法有何共性.然后从中引出导数的概念,解释其本质,进而加深学生对概念的理解.

1.2疑问设计,循序渐进,环环相扣

引入疑问,要建立在学生已掌握的内容以及要学习的内容基础上,合理而精心地设计疑问,并分解成若干个具体问题,逐层地深入展开,环环相扣.通过这样的方式引导着学生去主动学习,并积极地思考和探究问题,最后解决问题.如学习极限的四则运算法则时,先提问0lim ( )nx xP x®(这里 ( )nP x 指 n 次多项式)如何计算;继而问0( )lim( )nx xmP x®Q x如何处理,并就0( )mQ x 与0( )nP x 是否为0进行分类思考;最后再引出关于( )lim( )nxmP x®¥Q x的计算问题.通过层层的深入探究,学生不仅可以体会学习的乐趣,也能感觉知识的广博,更能自觉地进行所学内容的融合.当然,在实践教学中教师要灵活的掌控,对问题的设计要能做到收放自如.

1.3问题释疑,总结点拨,拓展创新

在问题的指引下,学生在课堂上虽然扮演了学习主体的角色,然而还存在着知识体系不全,认识问题不深,概括能力不足等问题.所以在这一阶段中,教师需要对各问题进行解惑,并给予有针对性地点拨和总结.在此过程中,描述要精练、准确、生动而又不失巧妙、适度,并注意给学生思考的空间,使学生进一步提升理解问题、分析问题和解决问题的能力.疑问式引导教学是始于疑问的出现,定然要以问题的解决为终点.通过总结和点拨,并作适当的延伸拓展,横在学生面前的问题得到了解决,学生对知识的理解也得到了深化.

2案例实施——关于一元有理函数的不定积分

在一元函数积分学理论中,有理函数的积分是非常重要的一类积分.而这类积分也较为特殊,对于一般有理函数的积分很难求出其原函数.如果上课开始就遵从教材的编排,进行注入式的授课,不仅学生很难理解教师所讲的知识内容,还有可能导致学生不想听、不愿学的后果.为此可以从旧知识着手,以疑问的方式引导他们进入思考的模式. 疑问 1用什么方法求积分1d4x+xò . 显然,可以凑微分求1d4x+xò (怎么凑). 对被积函数进行系列处理,继续追问用什么积分方法. 疑问 2如何求21d4x+xò ,21d4x-xò ,2d4xx+xò ,2d4xx-xò ,22d4xx+xò ,21d2 2xx +x +ò ,21d2 2xxx x++ +ò ,21d2 3xx +x -ò ,22d2 3xxx x++ -ò ,( )21d4xx +xò ,( )2 21d4xx +xò .在问题的驱动下,学生就会积极地探索和回忆前面所学的基本积分表、直接积分法、凑分法、代入法和分部积分法等重要积分理论.在此过程中,教师可以适当地提示这些积分的特点,并指出被积函数称为有理函数,而有效辨别被积函数的特点是快速求出积分的关键. 疑问 3什么是有理函数,什么是假分式、真分式,假分式转化为真分式的常用方法是什么.通过疑问,能引导学生理解概念,并明确有理函数的积分主要是有理真分式的积分. 疑问 4如何有效解决有理真分式的积分. 经学生对疑问 2 中各题的思考后,进行点拨,并引出较为复杂的有理真分式的积分方法,即先将被积函数化成部分分式的代数和,然后分项积分.通过实例进一步引导,并让学生亲自动手实验,那么学生将很快掌握这一类积分的解题思想.疑问 5 (对疑问 2 继续拓展)用什么方法求积分1d4x+xò , d4xx+xò ,21d4x+xò ,2d4xx+xò ,21d4x-xò ,2ò4 -xdx ,2òx4 -xdx . 进而学生又可以明确无理函数的积分及相应的有效积分方法.通过问题的引导,学生了解了有理函数的积分,并能够较为轻松地处理这类积分.这样不仅使学生的学习效率更高,而且也更能让学生明白归类和总结在高等数学学习中的重要性.

3结束语

疑问式引导法教学是以问题为中心,并围绕这个中心开始的系列设计、分析、解决、归纳和拓展的过程.对于问题较多,学生感觉难学又乏味的高等数学这门课而言,这是一种行之有效的教学模式.通过学生自主的学习、思考以及教师的点拨,使学生成为课堂学习的主体.然而,在实行这一教学模式时,也存在一些问题需要处理.高等数学教学内容繁多,课时紧张,因此每一堂课中需要设置的疑问要精炼,数量要适当,能体现所学内容的重点和关键点,这就要求教师对所讲课程的内容非常熟练,并能融会贯通,进而在引导上可以做到游刃有余.为了能保持这种引导模式的有序进行,最好进行小班授课,效果会更加明显.总之,疑问式引导法作为一种时效明显的教学方法,将会被越来越多的教育工作者使用,也将会得到更多学生的喜爱并接受.

参考文献:

[1]同济大学应用数学系.高等数学[M].北京:高等教育出版社,2014

[2]张建伟.基于问题式学习[J].教育研究与实验,2000(3):55-60

[3]刘雄伟,李建平,朱健民.高等数学现代化教学改革的研究与实践[J].高等教育研究学报,2011,34(3):75-77

[4]王霞.“问题解决”教学模式在高等数学教学中的实践运用与实验结果分析[J].大学数学,2010(6):5-9

[5]栗洁.“问题解决”课堂教学模式:开创数学教学新境界[J].新乡教育学院学报,2006,19(2):97-98

[6]宋静,汪忠志.“兴趣+问题驱动”教学模式在高等数学教学中的实践[J].安徽工业大学学报:社会科学版,2013,30(6):128-129

[7]张玉灵,冯改红.在高等数学中尝试“问题驱动”教学模式[J].成都师范学院学报,2013,29(3):110-111

作者:钟光胜 吕效国 钟志华 单位:南通大学