數(shù)學(xué)問題的解決是學(xué)生從事數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的一個(gè)重要內(nèi)容,它是培養(yǎng)學(xué)生思維能力的一條重要途徑。面對(duì)一道實(shí)際生活中的圖形與空間的數(shù)學(xué)問題,學(xué)生的思維活動(dòng)會(huì)經(jīng)歷一個(gè)特定的、程式化的過程。在此過程中,學(xué)生從弄清問題、明確目標(biāo)到尋找方法、解決問題,盡管我們外人似乎無法看到學(xué)生的內(nèi)在思維過程,但整個(gè)思維過程是真實(shí)地存在于學(xué)生的頭腦中的。當(dāng)我們靜心研究學(xué)生數(shù)學(xué)思維的具體過程,我們還是能夠把握學(xué)生思維的過程,并從中想辦法解決學(xué)生思維過程中存在的種種問題,不斷培養(yǎng)學(xué)生思維活動(dòng)的良好品質(zhì)。下面是我在教學(xué)關(guān)于體積問題的練習(xí)課上時(shí)的具體情景:

 

一、我給學(xué)生們出了下面一道習(xí)題:

在一個(gè)長24厘米,寬9厘米,高8厘米的長方形水槽中注入6厘米深的水,然后放入一個(gè)棱長6厘米的正方體鐵塊,水面上升了多少厘米?

因?yàn)檫@是學(xué)完長方體、正方體體積計(jì)算后的練習(xí)課,所以對(duì)班里絕大部分學(xué)生來說,是第一次見到此類體積問題。盡管如此,我并沒有給予學(xué)生相應(yīng)的提示,而是讓學(xué)生們進(jìn)行自主探索、嘗試解答。10分鐘后,學(xué)生們相繼解決了這個(gè)問題,當(dāng)然還是有一部分學(xué)生存在困難,仍在冥思苦想而不得其解。從學(xué)生的交流討論中可以看出學(xué)生具體做出了以下一些思考:

1.讀了題目之后,明確了題中的條件、已知數(shù),弄清了要求的問題。從表面上看,學(xué)生已經(jīng)知道了條件和問題,其實(shí)還只是文字層面的。

2.根據(jù)平常生活中的經(jīng)驗(yàn),當(dāng)鐵塊放入水中時(shí),水面就上升了。

3.水在有形的容器中也是有形的,上升的高度其實(shí)就是什么呢?就是上升的‘長方體水形’的高度。此時(shí),學(xué)生已經(jīng)弄清楚了問題的實(shí)質(zhì)。

4.要求長方體的高,這是一個(gè)與體積有關(guān)的問題。長方體的體積÷底面積=高,這是一個(gè)重要的公式。然而,上升的水的體積是多少呢?

5.上升的水的體積也就是放入鐵塊的體積,這樣就找到了一個(gè)至關(guān)重要的關(guān)系。

6.正方體鐵塊的體積可由棱長×棱長×棱長求得,這也就是上升的水的體積。

7.上升的水的體積(即鐵塊的體積)÷水槽底面積=水上升的高度。此時(shí)學(xué)生已經(jīng)在頭腦中實(shí)現(xiàn)了體積的轉(zhuǎn)化,找到了解決問題的好辦法。

面對(duì)一個(gè)新問題,學(xué)生依照解決問題的基本思路,進(jìn)行分析思考,運(yùn)用相關(guān)生活經(jīng)驗(yàn)和已有知識(shí)基礎(chǔ),成功地找到了解決新問題的方法。

 

二、在后來的期末復(fù)習(xí)課中,我再次拿出了這道習(xí)題,并在其中做了一個(gè)小手腳,形成了“一數(shù)之差”:

在一個(gè)長24厘米,寬9厘米,高8厘米的長方形水槽中注入4厘米深的水,然后放入一個(gè)棱長6厘米的正方體鐵塊,水面上升了多少厘米?

學(xué)生一看到這題,似曾相識(shí),毫不猶豫地解答起來,由于已經(jīng)有了上次成功的解答經(jīng)歷,這次解題可以說是毫不費(fèi)勁,一會(huì)兒工夫都做完了。學(xué)生的解答過程都如下:6×6×6÷(24×9=1厘米

解答思路仍是:上升的水的體積(即鐵塊的體積)÷水槽底面積=水上升的高度。然而“水面上升1厘米”這個(gè)答案恰恰是錯(cuò)誤的。學(xué)生們的答題情況是在我意料之中的。怎樣讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到這個(gè)答案是錯(cuò)誤的?是直接指出,還是學(xué)生通過反思自己主動(dòng)意識(shí)到呢?我采取了后者。因?yàn)樵谝淮瓮暾慕忸}過程中,自我回顧反思也是必不可少的,而這一個(gè)環(huán)節(jié)往往是學(xué)生們所忽略的,借此機(jī)會(huì)正好可以讓學(xué)生體會(huì)到回顧反思的重要性。讓學(xué)生們反思什么呢?為了引領(lǐng)學(xué)生的思路,我提出這樣一個(gè)問題:上升后水面有多高,你們發(fā)現(xiàn)了什么?

學(xué)生們討論開了:“上升后水面高度為5厘米(41)。鐵塊的高度是6厘米,鐵塊并沒有被水浸沒。上升的水的體積并不是鐵塊的全部體積,再用鐵塊的體積去除容器的底面積就不對(duì)了?!?SPAN lang=EN-US>

那又該如何解決這個(gè)新問題呢?首先還是要重新認(rèn)識(shí)問題,要從生活與數(shù)學(xué)的角度的還原出問題。我提問:既然沒有浸沒鐵塊,那么想象一下,這是怎樣的一種形態(tài)?

學(xué)生討論交流:“能不能把它看作是一種特別的容器,它的底面形狀變成怎樣的了?容器的底面積變小了,變成24×96×6=180平方厘米了。在這個(gè)特別的容器中水的高度是多少呢?水的總體積沒有變化,只是底面積變了,根據(jù)體積÷底面積就可算出現(xiàn)在水的高度了。上升的高度可以用后來水的高度減去原來水的高度求得?!?SPAN lang=EN-US>

至此,新問題的解決方案已經(jīng)基本擬定了,接下來就是學(xué)生去實(shí)施計(jì)劃、解決問題了。解決問題后,我再次引導(dǎo)學(xué)生回顧整理解題過程:這個(gè)問題與原來的問題有什么本質(zhì)區(qū)別?

學(xué)生們反思道:“最根本的區(qū)別是水有沒有浸沒鐵塊。浸沒的情況可以用上升水的體積÷原來容器的底面積求得答案。沒浸沒的情況下可以把容器想象成一個(gè)特殊容器,求出后來水面的高度,再減去原來高度就是上升的高度?!?SPAN lang=EN-US>

 

從上述兩個(gè)表面上相似的問題的解決過程中看,我們數(shù)學(xué)教師是能夠把握學(xué)生的思維脈搏的,當(dāng)我們不斷引導(dǎo)學(xué)生弄清問題、分析問題時(shí),還能夠有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì),促進(jìn)學(xué)生思維的發(fā)展。

當(dāng)學(xué)生通過對(duì)比意識(shí)到原來的解題計(jì)劃存在問題后,就重新對(duì)問題的條件進(jìn)行了分析。在擬定新計(jì)劃的過程中,轉(zhuǎn)化思想發(fā)揮了決定性的作用,當(dāng)學(xué)生想象著“原來的容器形狀變了樣,底面積變小了”時(shí),一條新的解題思路也就逐漸形成了,他們找到了一個(gè)好念頭。

其實(shí),學(xué)生思維的各種良好品質(zhì)是相輔相成、相互促進(jìn)的,良好的思維品質(zhì)必定會(huì)促進(jìn)思維能力的大幅提高。數(shù)學(xué)教師肩負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生思維能力的重任,這就需要我們?cè)谄綍r(shí)的教學(xué)過程中悉心鉆研、精心設(shè)計(jì)、巧妙引導(dǎo),促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)和思維水平的全面提升。