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高中數(shù)學(xué)教學(xué)中變題的方法與技術(shù)研究
關(guān)鍵詞：高中數(shù)學(xué)；變題；變題研究；方法；技術(shù)
高中數(shù)學(xué)教學(xué)中，學(xué)生的解題能力是培養(yǎng)重點，傳統(tǒng)的教學(xué)思路中，學(xué)生的解題能力更多地在雜亂無章的題海中自然形成，低效性不言而喻。 而要想系統(tǒng)地培養(yǎng)學(xué)生的解題能力，除了基于已有的習(xí)題按知識體系進行分類專題訓(xùn)練之外，變題是一種堪稱能夠迅速提升學(xué)生識題解題能力的捷徑，而變題的方法與技術(shù)則是變題研究的核心，近些年結(jié)合教學(xué)實踐以及他人的經(jīng)驗，筆者展開了相對系統(tǒng)的研究，形成一些粗淺的認識，在此向同行們做個匯報，并希望得到有益的建議。
關(guān)于變題的背景與理論概述
對于當(dāng)前的教學(xué)實際來說，習(xí)題可以說是高中數(shù)學(xué)教學(xué)的核心，在不帶偏見的情況下審視習(xí)題，可以發(fā)現(xiàn)習(xí)題就是教學(xué)的靈魂。 尤其是對于高中數(shù)學(xué)而言，習(xí)題解答的過程，就是學(xué)生運用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識，結(jié)合自身的數(shù)學(xué)思維，在分析問題的基礎(chǔ)上尋找解決問題途徑的過程。 在這個過程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力可以得到彰顯，分析思維能力得到體現(xiàn)，學(xué)習(xí)品質(zhì)與解題心智得到評價，因此習(xí)題解答是衡量學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的重要途徑。 但在實際教學(xué)中，我們看到相當(dāng)一部分學(xué)生在面對習(xí)題時，常常暴露出思維單一、生搬硬套的缺點，而教師的感覺常常是：講過的才會；講過的也不會；無論怎么講都不會……背后暴露出來的，就是學(xué)生解題能力弱，而解題能力弱的原因，又是學(xué)生在面對變化了的習(xí)題面前，無法有效地判斷習(xí)題情境并尋找數(shù)學(xué)工具。
筆者反思過一個問題：任何一道習(xí)題尤其是經(jīng)典的習(xí)題，常常是出題者心血的凝聚，更是教學(xué)智慧的凝聚。 在這個過程中，命題者會有什么樣的思維呢？在實際教學(xué)中，如果讓學(xué)生經(jīng)歷與命題者類似的心理活動過程，那對學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)來說不就是一種解題心理適應(yīng)能力的培養(yǎng)嗎？基于這樣的思考，變題及其訓(xùn)練就成為筆者研究的一個重點。
變題對于高中數(shù)學(xué)來說并不完全是一個新的概念，很早之前就有變式訓(xùn)練的提法（當(dāng)然，筆者的變題研究也相當(dāng)程度上借鑒了變式訓(xùn)練的思想），再后來有一題多變的提法。 進入課程改革之后，習(xí)題的編制更加重視情境，于是接近生活的各類試題層出不窮，而透過這種變化的表象，可以看到實質(zhì)性的數(shù)學(xué)工具使用并沒有改變。 基于這樣的實際情況，筆者感覺在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中實施變題，有著明顯的實際意義。 而更加顯而易見的是，變題中的方法與技術(shù)應(yīng)當(dāng)是教師重點研究、學(xué)生重點感知的內(nèi)容。
也就是說，以變題為主線的高中數(shù)學(xué)習(xí)題教學(xué)，應(yīng)當(dāng)是在教師掌握變題方法與技術(shù)的基礎(chǔ)之上，讓學(xué)生在變題訓(xùn)練的過程中生成良好的解題直覺。 階段性的研究表明，變題有形式之變與實質(zhì)之變之分，前者在新知教學(xué)之初，可以讓學(xué)生在形式之變中重復(fù)運用所學(xué)知識，從而起到積累作用且不會讓學(xué)生有審美疲勞；而后者則可以開拓學(xué)生的解題思路，形成良好的解題視域。
高中數(shù)學(xué)變題方法技術(shù)研究
顯然，研究的重心應(yīng)當(dāng)放在變題的方法與技術(shù)上，在實際教學(xué)的過程中，我們首先確立了變題的基本思路，即對典型習(xí)題進行分類整理，然后再去謀變。 當(dāng)前高中數(shù)學(xué)教材版本眾多，但習(xí)題尤其是變題研究不應(yīng)當(dāng)拘泥于某一套教材，因為知識是相通的，高中學(xué)生的數(shù)學(xué)思維也具有共性，因此基于所教教材，將眼光放至全國范圍并縱觀近年來各地的高考與模擬試題，是變題的基礎(chǔ)與指向。
研究表明，變題的方法有這樣的幾種：題型改變；數(shù)據(jù)改變；情境改變；已知、未知關(guān)系改變；變式思想引領(lǐng)下的改變等。
其中，題型改變主要應(yīng)針對當(dāng)前高考題型，可以將填空、選擇題改變?yōu)橛嬎泐}，這樣可以培養(yǎng)學(xué)生思維的縝密性；將簡單計算題、證明題改為填空或選擇題，可以培養(yǎng)學(xué)生良好的直覺性思維；數(shù)據(jù)的改變可以對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較差的學(xué)生施行，而情境的改變則應(yīng)當(dāng)面向除了極少數(shù)尖子生之外的其他學(xué)生，這可以培養(yǎng)他們良好的習(xí)題情境適應(yīng)性。 至于已知與未知關(guān)系的改變，則更多的是為了培養(yǎng)學(xué)生構(gòu)建基本的數(shù)學(xué)邏輯關(guān)系，讓學(xué)生知道如何基于數(shù)學(xué)邏輯關(guān)系尤其是數(shù)學(xué)公式進行思路變換的訓(xùn)練。
以上一段不舉例說明，一個重要的原因就是傳統(tǒng)的教學(xué)中對此已經(jīng)有足夠的重視，日常教學(xué)中的關(guān)鍵在于落實。 且需要強調(diào)的是，這些思路看起來沒有所謂的新意，但對于學(xué)生而言卻是極好的思維訓(xùn)練手段，不可因為沒有新意而舍棄之。 此處筆者想強調(diào)的是基于變式思想進行的變題研究。
變式變換的是習(xí)題的表現(xiàn)形式，同時保證習(xí)題的思想不變。 這里的思想不是指考查對象即數(shù)學(xué)知識點，而是指對學(xué)生數(shù)學(xué)思維的考查。 在實際教學(xué)中經(jīng)常會看到隸屬不同知識點習(xí)題實際上是用的同一種數(shù)學(xué)思維，而學(xué)生恰恰難以意識到這一點。基于此進行變題研究，顯然很有價值。
例如，作圖是學(xué)生解數(shù)學(xué)題的基本功，實際教學(xué)中，相當(dāng)一部分學(xué)生作圖會出現(xiàn)不準(zhǔn)確的情形，即使常常因此出錯也尋找不到原因。 于是筆者給出這樣的一組兩道試題（變題的結(jié)果）：
題1：判斷命題的正確性：當(dāng)a>1時，關(guān)于x的方程logax=ax沒有實數(shù)根。
題2：已知方程x=sinx，則其解有幾個。
這兩道試題看似沒有直接聯(lián)系，但在解題思路上卻存在著需要作圖的共同特征，而且這兩道題具有基礎(chǔ)性，可以在新知識教學(xué)或者階段性復(fù)習(xí)中使用。 筆者的使用是先呈現(xiàn)第一題，然后就學(xué)生出錯的情況進行尋因，同時不做評價；在第二題呈現(xiàn)并在學(xué)生產(chǎn)生類似解題感覺之后，再強調(diào)兩者的共性，即作圖要準(zhǔn)確。 這樣學(xué)生的認識自然就會深刻，反之，不提供這樣的變題結(jié)果，學(xué)生很少有這種歸因的機會，也就很難認識到數(shù)學(xué)作圖的重要性。 從技術(shù)的角度來看，筆者所總結(jié)出的變題的一般步驟包括這樣幾步：尋找母題；分析母題；實施變題；解決變題；評估變題。
母題從哪里來？來源很多，但學(xué)生易出錯的是重點。 如上面的題1，筆者就是發(fā)現(xiàn)學(xué)生有即使找到了簡便的思路即作圖，卻仍然無法得到正確答案的現(xiàn)象。 于是筆者以之為母題并進行分析，然后尋求變題（變題可以是另外一道題目，也可以是母題的變換），上題2是筆者在題1的基礎(chǔ)上總結(jié)出的將兩個不同類型的函數(shù)即y=x與y=sinx建立等量關(guān)系，同時在作圖時如果容易出錯的話，那就可以作為題1的母題。在學(xué)生完成解答之后，再回頭進行評估。 評估的過程，其實就是解析思維過程，提升解題能力的過程。
總結(jié)以上提到的變題的方法與技術(shù)，可以看到變題的關(guān)鍵有三：一是扣準(zhǔn)學(xué)生的學(xué)習(xí)需要。高中數(shù)學(xué)習(xí)題如海，能總結(jié)出規(guī)律的也數(shù)不勝數(shù)，但切合學(xué)生需要的是最關(guān)鍵的，在不同的學(xué)習(xí)階段需要什么樣的變題組，是教師需要積累的教學(xué)經(jīng)驗；二是變題的方法不拘泥于新舊。 適合的才是最好的，傳統(tǒng)的變題方法未必不好，因為今天的高中學(xué)生在建構(gòu)新知識時仍然需要；新的變題方法也是必需的，因為其是適應(yīng)新習(xí)題的需要；三是變題之變在于思想相通。 要變換的不僅僅是題目的形式，更是解題思想。 只有一個解題思想才能統(tǒng)領(lǐng)一類題目，也只有基于解題思想去實施變題，才能加大學(xué)生的解題視野，提升解題能力。
變題是如何促進學(xué)生學(xué)習(xí)的
在研究的過程中，筆者還關(guān)注一個問題，那就是變題在促進學(xué)生解題能力提高的過程中，具體是如何發(fā)揮作用的。研究發(fā)現(xiàn)，有以下三點值得重視：
一是注意變題的科學(xué)性。如前所說，變題要切合學(xué)生的需要，有時能讓教師眼前一亮的習(xí)題未必是好題，因為提供給學(xué)生的時機可能不對，這一點同行們都比較清楚，不贅述。
二是注意變題的適切性。變題之后，子題與母題必須有明確的聯(lián)系點，且這個聯(lián)系點必須為學(xué)生所知道，只有這樣才能讓相似的試題成為組題，從而擴充學(xué)生的記憶容量。
三是注重學(xué)生的主體參與。這也是容易忽視的一點，變題一定不能只成為教師的事情，一定需要學(xué)生的主體參與。 要改變單向的教師變、學(xué)生練的情形，要讓學(xué)生參與到變題的過程中來，他們在變題中表現(xiàn)出來的思路或者說不足，應(yīng)當(dāng)成為教師變題時重點考慮的內(nèi)容。 同時，讓學(xué)生參與變的過程，也可以讓學(xué)生換一個視角，即從命題者的角度去看待習(xí)題。 有了這樣的視角與高度，學(xué)生解題時的心理會大不相同，這對于學(xué)生把握命題者思路、尋找解題途徑而言，極有好處。
此外需要強調(diào)的是，變題過程中教師需要大力關(guān)注學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)，這對學(xué)生思維的把握，對教師把握變題研究及教學(xué)節(jié)奏來說，也很重要，限于篇幅，亦不贅述。
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