☉江蘇省錫山高級中學實驗學校 劉春云
初中數學教學,尤其是七年級教材每章初始幾課時的教學,常有這樣的現(xiàn)象:教材內容少且簡單,教師能在十幾分鐘內輕松“完成”教學任務,卻也覺得寡淡無味.究其原因,是這些教師缺少對教材和教學內容的深入研究和思考,對出現(xiàn)的新概念,快速灌輸,然后進行大量機械重復習題訓練.一節(jié)課下來,學生只學會了機械模仿,對于“新概念是什么?為什么要學?怎樣學”這一系列該深度思考的問題,學生一概不知.
如何豐實文本,使概念教學更加厚重?深度學習是一個可借鑒的視角.深度學習是一種學生在教師設計的復雜問題情境中,高投入地進行高階認知的有意義的學習.深度學習的發(fā)生需要教師深入研究教材,從整個知識體系研究概念的內涵,挖掘概念的本質,揭示概念的形成過程,讓學生在課堂上真正有一個深度思維的過程.
筆者在某次青年教師基本功大賽中執(zhí)教過蘇教版七年級下冊第九章第五節(jié)“多項式的因式分解”第1課時,下面就以這節(jié)課為例,談談如何讓“單薄”的內容豐實起來,使數學課堂有數學味、有厚重感.
師:數學總離不開數,大家學數學6年多啦!恭喜同學們從自然數認識到實數.我們先來做個數字游戲吧?
游戲規(guī)則:請你給出任意四個數,并用其中一個你喜歡的數與其他數相乘.老師能馬上說出這三個乘積的和能被哪個數整除,有興趣參與嗎?
生1:37×8+37×9+37×10.
師:能被37和27整除.
生2:16×20+16×30+16×40.
師:能被16和90整除.
師:好,大家出題沒有難倒老師,那么,現(xiàn)在老師也出一個題來考考大家. 你知道37×2.8+37×5+37×2.2這個式子能夠被哪些數整除嗎?
生3:這個簡單,逆用一下小學學習的乘法分配律,結果就出來了:原式=37×(2.8+5+2.2)=37×10,能被37和10整除.
師:很好,有理有據!再來一個試試?。?56)×100.1+(-56)×0.2+56×0.3.
生4:同理,原式=(-56)×(100.1+0.2-0.3)=(-56)×100,能被56和100整除.
師:說明大家已經找出了其中的奧秘!你能把你發(fā)現(xiàn)的這個奧秘說出來或用數學語言表達出來,跟大家分享嗎?
生5:我發(fā)現(xiàn)要計算的式子,每項都有一個相同的數,我用字母a表示,其余的三個數,我用b、c、d表示,于是就表示成ab+ac+ad=a(b+c+d).
設計意圖:從學生感興趣的“數學游戲”入手,激發(fā)其學習興趣,并鼓勵學生進一步深化,把這一方法的運用推廣到一般情形,體現(xiàn)代數方法的優(yōu)越性.教師的提問:“這個式子能被哪些數整除”,巧妙地引導學生把這個式子分解成幾個數的積的形式,使學生逐漸明白解決這些問題的關鍵是把一個多項式化為積的形式,為提公因式法的引入掃清障礙,為建立因式分解做好準備.同時,這一環(huán)節(jié)注意了滲透整體、類比等數學思想.
師:用含字母的式子,可以很簡潔地把這個奧秘表示出來.從具體的數演變到字母,這個式子永遠成立嗎?
生6:肯定成立,我們前面剛剛學過整式乘法:a(b+c+d)=ab+ac+ad,只要把等號兩邊調換一下,就可以得到ab+ac+ad=a(b+c+d).
師:哦,原來等式兩邊是可以互換的!所以,這樣表達是完全正確的.
設計意圖:分解因式是把一個多項式轉化成幾個整式乘積的形式,但是如何轉化呢?充分利用各種乘法公式的逆運算.逆向思維是學習數學十分重要的途徑和手段,初中數學教學過程中,不少內容若運用正向思維,則難以解決;若采取“反其道而思之”的方式,則問題會順利解決.因式分解正是進行逆向思維能力培養(yǎng)的最佳平臺與載體,其思考過程是這一數學思想很好的體現(xiàn).
師:如果我們能再從其他角度驗證這個式子的正確性,應該更具說服力.
拼圖游戲:(1)每個同學看看自己手上的小長方形的面積是多少,然后算算你們小組內三張小長方形的面積和;(2)小組成員能否通力合作,用所有圖形拼成一個大長方形?比一比哪個小組最快.(小組活動)
小組代表(生7):上臺展示自己的成果,如圖1.
圖1
師:你拼出來的這個長方形的長是多少?寬是多少?面積又是多少?你們又有什么發(fā)現(xiàn)?
生8:因為拼圖不改變圖形的面積大小,所以有ab+ac+ad=a(b+c+d),再次驗證了我們剛才總結出來的數學式子是正確的!
設計意圖:代數式ab+ac+ad可以被賦予多種不同的實際意義.若把a、b、c看成3個數,就可以從代數運算的角度,逆用有理數的乘法分配律,得到ab+ac+ad=a(b+c+d);若把a和b、c、d分別看成三個長方形的長和寬,那么又可以從圖形的角度,利用拼圖不改變面積的共識來驗證,由于ab、ac、ad就分別表示三個小長方形的面積,并且這三個小長方形的面積和等于長為b+c+d、寬為a的大長方形的面積,同樣有ab+ac+ad=a(b+c+d).因此,在這個環(huán)節(jié),借助圖形的直觀性,學生既能發(fā)現(xiàn)結論,又再次體驗了成功的樂趣,更重要的是引領學生感悟 “模型思想”,感悟數與形的聯(lián)系,感悟數形結合的思想方法.
師:剛才我們通過兩種途徑驗證了你們總結的式子是正確的,那么接下來就該好好研究這個式子了,其從左到右的變形有什么特征?
生9:將多項式化為單項式乘以多項式.
師:同學們知道,單項式、多項式都是整式,那么右邊是否可以說成更簡單的形式?
生10:從左到右的變形,就是將一個多項式化成兩個整式的乘積.
師:很好!在小學里,我們學過把一個整數分解成幾個質因數的積的形式,叫作因數分解.想想看,可不可以給這個過程(指著ab+ac+ad=a(b+c+d))也起個名字?
生11:因式分解!
師:非常好!同學們,你們在做著一件很了不起的事——類比.類比思想,是我們數學上一個非常重要的思想方法.大家可否繼續(xù)開動腦筋,類比“因數分解”,給“因式分解”下個定義?
學生嘗試,小組合作,相互補充完善,得出因式分解的定義:“把一個多項式分解成幾個整式的乘積的形式,叫作多項式的因式分解”.
教師板書,師生共同觀察分解的結果的特點:(1)分解的結果一定是乘積的形式;(2)每個因式必須是整式.
辨一辨:下列等式從左到右的變形是不是因式分解?
師:從上面的“辨一辨”可以看出,(1)(4)(5)(7)都屬于因式分解,其中(5)和(7)是我們今天要先研究的一種類型.大家仔細看看,這類因式分解有什么特點?
生12:左邊多項式各項都有共同的因式,然后我們可以逆用乘法分配律把它提出來,結果就變成了整式積的形式.
師:各項都有的這個因式,我們能否仿照小學的某個說法,給它取個名字?
生(齊答):公因式.
然后,師生一起得到“提公因式法”的說法,并相互補充完善,得出找公因式的易錯點、易漏點及注意點.
設計意圖:此處設置數與式的類比,使學生通過類比的思想方法很自然地由“因數分解”引出新概念“因式分解”,由“公因數”引出“公因式”,從而得到本節(jié)課的主題之一:“提公因式法”因式分解,實現(xiàn)已有知識的正遷移,不僅有利于學生形成良好的認知結構,還促進了學生的深度思維,達到了深度教學的效果,對培養(yǎng)學生良好的數學核心素養(yǎng)起到了引導作用.概念出現(xiàn)后,采用“辨一辨”的形式來練習,加深學生對新概念的辨析,深化對概念本質的認識和把握,這也是對新概念教學常采用的方法.其中,第(7)題,由于公因式是a+b,所以無形中還向學生滲透了整體思想方法.
師:今天我們學了新知識“因式分解”,大家都知道這個新概念是什么,那么大家有沒有想過:為什么要學因式分解?今后怎樣學因式分解?
生13:進入初中后,我們在不斷擴充數的概念,然后又從數向式進一步轉變,小學已學過因數分解,現(xiàn)在就該學因式分解.而且,學了因式分解,可以將一個多項式表達為幾個整式積的形式,這樣就可以進行兩個多項式相除的計算,分子和分母可以約分.當然,也許還有其他作用,暫時我還不知道.
生14:對于怎樣學因式分解,我覺得就是把多項式的乘法公式反過來.
設計意圖:設置此問題,目的是讓學生明白我們所學知識均有其價值所在,同時引導學生:知識有延續(xù)性,學數學需對比和類比.雖然學生的回答不是很完美,但是已有主動思考和把前后知識類比的意識,課堂上真正出現(xiàn)了高階思維的過程.長此以往,學生的學習原動力和持久興趣將大大提高.
“多項式的因式分解”的教學,如果直接讓學生記定義、記提取公因式的注意點,或許既節(jié)省時間,又暫時提高學生做題正確率,但缺少經歷因式分解概念形成的過程,是典型的淺層學習,學生學習數學的能力自然得不到提高.事實上,剛剛升入七年級的學生,已經初步體會了用字母表示數的簡潔性和概括性,思維上也經歷了從數到式的飛躍,這為本節(jié)課的學習奠定了基礎.所以,本課中筆者大膽設置了“數字游戲”“找奧秘”“自己給定義”這一系列環(huán)節(jié),目的不僅在于傳授知識,還希望以深度學習提升學生學習數學的綜合能力.學生在小學學習了“因數分解”“公因數”等概念,經過知識正遷移,得出“因式分解”“公因式”,這是水到渠成的事.這樣,學生不僅僅會把一個多項式因式分解,而且經歷了因式分解概念形成的過程,真正增強了對因式分解的感性認識,也實實在在經歷了一個深刻思維的過程.
本節(jié)課是一節(jié)關于式的純代數問題,如果教學組織不恰當,學生自然會覺得枯燥無味.因而,筆者開篇就從學生感興趣的“數字游戲”入手,激發(fā)其學習興趣,調動其積極性.然后,通過“拼圖游戲”,為學生提供較充分的“做”數學的機會,讓學生在操作探究、合作交流、成果展示中,感受和體驗數學的樂趣,從而主動獲取數學知識,明晰數學本質,真正理解ab+ac+ad=a(b+c+d)的幾何意義和數學內涵.我們知道,數學活動更多的是引導學生在活動中思考,在活動中感受知識的價值,同時能增強學生應用數學知識解決問題的意識.教師若能在平時的教學中,合理、恰當地設置數學活動,必然會有效地達成課堂預設.
數學素養(yǎng)是數學學科固有的內蘊特性,其核心素養(yǎng)反應在數學本質和數學思想上,是在學習數學過程中形成的,具有綜合性、整體性、持久性.所以,我們教師在組織教學時,不要急功近利地壓縮知識形成過程、大量操練例題和習題,應放慢腳步,多設置一些有序的、恰當的教學環(huán)節(jié),和學生一起經歷知識的來龍去脈.對于概念教學,在其概念形成過程中,所蘊含的數學思想方法更是數學學習的精髓所在.本節(jié)課,筆者把類比思想、數形結合思想、整體思想、幾何變換和逆向思維等數學思想方法潛移默化、潤物無聲地滲透給了學生.在此過程中:“單薄”的概念教學,變得厚重而悠遠;學生的數學素養(yǎng),得到有效培養(yǎng)和提升.
深度學習是一種有意義的、體現(xiàn)學生主體地位的學習過程.而以學生深度學習為目的的概念教學課,需要教師對教材內容進行聯(lián)合整合,恰當定位教學目標,并采取讓學生深切體驗、深刻思考的教學方式,這樣才能使概念教學變得厚重而悠遠,實現(xiàn)培養(yǎng)和提升學生數學素養(yǎng)的目標.