浙江省杭州市余杭區(qū)崇賢中學 鄭衛(wèi)強
經(jīng)常會聽到老師們抱怨學生現(xiàn)在的計算能力很差,運算習慣不好,縱觀近幾年中考,都非常重視學生的計算能力,計算題的比重也越來越大,但得分率卻不是很高。隨著數(shù)學核心素養(yǎng)的提出,教師的課堂教學更應該注重學生運算能力的培養(yǎng)以及思維能力的培養(yǎng),法則課教學是培養(yǎng)學生計算能力的重要課型,但法則課教學存在一些問題。
1.情境作用不夠突出,有時僅僅是為了讓學生建立起數(shù)學和生活的聯(lián)系,情境不能體現(xiàn)學生的主動性,實現(xiàn)學生高認知水平的有效學習,沒有讓學生體驗學習法則的必要性,導致同底數(shù)冪的運算出現(xiàn)了不用法則計算而用冪的意義解決問題,例如:計算這類問題時不少同學都寫成了24×27=(2×2×2×2)×(2×2×2×2×2×2×2),這說明了學生對于學習法則的必要性沒有深刻的體會,因而在遇到實際的問題時不知道用法則去優(yōu)化運算的過程。
2.法則的形成過程基本上是老師牽著學生走,學生對法則形成過程印象不深,學生所經(jīng)歷的法則基本上是用歸納的方法得出的代數(shù)規(guī)律,或者教師直接給出法則,讓學生學會應用即可,雖注重了落實知識與技能目標,卻忽視了學生思維能力及探索精神的培養(yǎng)。
3.鞏固練習,重復的題目過多,題目針對性不強,重點不夠突出,對于稍作變式的題,很多學生不會正確運用法則進行計算。
4.整體學習的思想沒把握,知識遷移不夠,不注重滲透數(shù)學的思想方法。
我們學過很多法則,比如有理數(shù)加減乘除、同底數(shù)冪的乘法和除法、整式的運算等,這些法則課都是浙教版初一的內(nèi)容,學生從自然數(shù)到有理數(shù)的運算再到含有字母整式的運算,從加減乘除到乘方的運算,都讓學生思維能力得到了進一步的發(fā)展,這些法則課都是初中代數(shù)課的基礎,因此,學好法則、用好法則非常有必要。
這節(jié)課是學生第一次經(jīng)歷觀察、猜想、驗證、推理來得出法則的過程,因而我們首先希望做到兩點:學生理解推導法則的意義和必要性,法則能夠優(yōu)化計算的過程;學生能夠經(jīng)歷觀察、猜想、驗證、推導完整的法則形成過程,并對法則推導過程留下清晰的印象,且能自覺地運用法則簡化運算過程。
情境設置要能激勵學生創(chuàng)造學習熱情,引發(fā)學生的有效思維。初一學生的認知以直觀為主,在教學中應創(chuàng)設一定的直觀情境引入,借助問題引導,讓學生形成過渡,體驗建立法則的必要性。法則教學的引入有多種形式,一般章節(jié)起始課都是通過具體的數(shù)學情境引入,問題情境可以幫助學生理解法則,更能激發(fā)由情境引起的數(shù)學思考,例如《有理數(shù)的加法》一課的法則教學引入:通過合作學習借助數(shù)軸歸納出有理數(shù)的加法法則,從圖上可以看出學生對同號兩數(shù)相加是憑借直觀經(jīng)驗使得正確率高,而對異號兩數(shù)相加并不很理解。由此教師就可以利用錯誤資源借助數(shù)軸引導學生探討有理數(shù)的加法法則,激發(fā)學生思考,同時初步讓學生了解了數(shù)形結合的思想。法則建立后,學生就可以依據(jù)法則進行加法運算,并歸納出加法運算需要做兩件事,先確定符號,再絕對值,從而達到準確熟練地計算,讓學生在合作探討過程中掌握算理,做到有法可依,提高學生的運算能力。
沒有過程就沒有思維,理解運算法則,能學生知道如何用法則。法則的推導得出其實是對概念的理解、方法的概括歸納,也是提高思維訓練一種方式,所以法則教學應該讓學生經(jīng)歷法則的形成過程、推理過程,滲透一些數(shù)學的思想方法,感受有法可依的規(guī)則,從而提高學生的核心素養(yǎng)。例如《同底數(shù)冪乘法法則》的教學片段:(師生對話)
師:2×2×2=?
生:23。
師投影顯示:a×a×a×a×a=( )。
生:a 的5 次方。
生:a 的n 次方。
師:a 的n 次方,有n 個a 相乘。
師:看看這個式子(投影顯示:an),叫作?
生:a 的n 次方。
師:a 叫作?
生:底數(shù)。
師:n 叫作?
生:指數(shù)。
師:整體叫作?
生:冪。
冪的意義是學習這節(jié)課的必備知識,教師從復習冪的意義開始,以舊引新,符合認知規(guī)律,為學生學習這堂課的新知識奠定了基礎,有前面冪的知識的復習,學生很順利就建立了法則,并驗證了法則的正確性,通過一系列的引導和前面的鋪墊,學生循著乘方的意義得到am·an=am+n,進一步了解了從具體到一般的數(shù)學思想,培養(yǎng)了學生良好的思維習慣,并建立了同底數(shù)冪相乘的法則。通過這一系列的過程,學生很容易理解同底數(shù)冪的乘法法則的由來。
教學設計片段:
合作探究:
(1)108×105這個算式的計算結果是什么?(希望學生能通過剛才復習的乘方的意義來得出結果)
(2)如果換成23·24,結果會怎樣呢?
(3)如果底數(shù)變成字母呢?a3· a4,結果會怎樣呢?
(4)如果次數(shù)也變了呢?a2·a5呢?
(5)如果底數(shù)和次數(shù)都變成字母呢?
通過一系列的引導和前面的鋪墊,學生循著乘方的意義得出了am·an=am+n,進一步了解了從特殊到一般的數(shù)學思想,培養(yǎng)學生良好的思維習慣。
(6)用紅色的粉筆劃出剛才的幾個式子:108×105,,23×24,a3×a4,a2·a5,am·an,觀察這些式子有什么特點?
學生自然而然就得出同底數(shù),而且都是乘法,從這引出課題,也培養(yǎng)學生觀察和概括歸納的能力。
(7)再觀察得出am· an=am+n的過程,學生會發(fā)現(xiàn)我們學這個法則是為了簡便,感受同底數(shù)冪相乘是出于解決實際問題的需要,初步感受法則的學習是為了優(yōu)化結果。
整個教學過程中,教師組織交流,得到猜想,分頭驗證并推理說明am·an=am+n。從教學設計看,教師緩緩引入,如小河流水般娓娓而來,學生輕松地順著老師回憶起冪的意義。教師注重了對法則發(fā)現(xiàn)過程的體驗,通過小組討論交流建立模型,初步讓學生體驗怎么建立同底數(shù)冪的乘法法則。通過小組合作驗證再次讓學生體驗法則的形成過程,從具體到一般,從一般到具體的思想方法。教學過程中重視呈現(xiàn)運算法則的發(fā)現(xiàn)、推導、證明的過程,加強了學生對算理的理解、算法的選擇,形成一定運算技能。
例題教學是鞏固新知的重要方面,任何一個新知形成后都要鞏固,其中最重要的就是精選例題,分析理解例題,接著可以師生互動解題,這個過程中一定要規(guī)范步驟,最后歸納總結,所選例題要具有典型性和代表性。課本的例題都是精挑細選的,教師要認真分析課本上的例題,體會編者意圖,發(fā)揮好例題的功能,也可以根據(jù)學情適當增減。在分析例題時要整體把握各例題之間的異同點,這樣才能構成一個整體,完成法則的應用與鞏固。例如在《同底數(shù)冪相乘》教學時設計這樣一組例題:
計算下列各式,結果用冪的形式表示。
(1)78×(-7)3;(2)(-2)8×(-2)7;(3)a · a3;
(4)(x+y)2×(x+y);(5)(x-y)3×(y-x)。
呈現(xiàn)例題后可以先讓學生觀察討論,并提出問題:給的題目是什么運算?根據(jù)法則該怎么計算?運算結果有什么特點?求什么?怎么求?哪步用到新學法則?
我們可以看到這五個算式的底有數(shù)字,有字母,有多項式,在教師解釋模型,理解法則后,師生合作完成計算,學生觀察歸納步驟、格式、底數(shù)變化等,教師通過例題提出問題讓學生思考,縱橫向分別比較相同之處和不同之處,從而讓學生認識同底數(shù)冪的運算法則,接著讓學生運用法則鞏固練習,落實格式,進一步加深學生對法則的運用。在這個過程中,教師應注重用問題引發(fā)學生的觀察與思考,而不僅僅是獲得結果,用問題引導學生比較題組之間的異同和對易錯題目的多角度理解,進一步深化法則用在什么地方以及如何去用。提出問題:“你是怎么用上同底數(shù)冪的乘法法則的?”讓學生知道如何去用法則,培養(yǎng)了學生數(shù)學思考的習慣。
鞏固練習是對新知的進一步鞏固,設計的題目要難度合適,層次分明,先讓學生獨立完成,數(shù)學練習要數(shù)量,也要質(zhì)量,注意知識的完整性、新舊知識的聯(lián)系等。適當變式,培養(yǎng)學生的應變能力和靈活的思維品質(zhì)。易錯的重點練習,加強巧算以及心算能力,從而達到熟能生巧的程度,提高口算能力。變式訓練注重培養(yǎng)學生的逆向思維,通過法則逆向用和法則綜合用來培養(yǎng)學生的逆向思維,組織交流拓展新知。例如在《同底數(shù)冪相乘》的鞏固練習時設計如下一組題:
(1)判斷下列計算是否正確,并簡要說明理由。
① x·x2=x2;
② a +a2=a3;
③ y3·y3=y9;
④ a3·a3=2a3。
(2)填空:
① x5·_______=x8;
② a·_______=a6;
③ x·x3____________=x7;
④ xm·_______=x3m。
(3)拓展訓練,深化提高。
① 8 =2x,則 x =____________;
② 8×4=2x,則 x =____________;
③ 3×27×9 =3x,則 x =________;
④已知am=2,an=3,求am+n。
初中數(shù)學學習要把握整體思想及類比的學習方法,例如《同底數(shù)冪的乘法》是在學習了有理數(shù)的乘方和整式的加減之后,為了學習整式的乘法而學習的關于冪的一個基本性質(zhì)(法則),又是冪的三個性質(zhì)中最基本的一個性質(zhì),學好了同底數(shù)冪的乘法,其他兩個性質(zhì)和整式乘法便可以類比學習。因此,要讓學生知道同底數(shù)冪的乘法法則既是有理數(shù)冪的乘法的推廣,又是學習整式乘法的重要基礎,在本章的學習中具有舉足輕重的地位和作用。
法則教學不僅僅是教法則,讓學生掌握基礎的數(shù)學知識和技能,是數(shù)學課堂教育的一個最重要也是最常規(guī)的任務,教師要通過各種方式完成或達成。但新的數(shù)學課程標準的基本理念中明確指出,向學生提供充分從事數(shù)學活動的機會,幫助他們在自主探索和合作交流的過程中真正理解和掌握基本的數(shù)學知識與技能、數(shù)學思想和方法。數(shù)學的過程性目標和知識技能目標一樣重要,知識目標是數(shù)學教學的中心任務,而完成這一中心任務的渠道是“過程與方法”,如果缺少了這個過程,就不能讓學生掌握數(shù)學的能力,不能了解蘊含在數(shù)學中的思想方法。只有讓學生充分了解數(shù)學知識的來龍去脈,才能使學生加深對數(shù)學知識的興趣,從而促使他們?nèi)ダ斫夂驼莆諗?shù)學知識,同時積累活動經(jīng)驗,探索有效的學習數(shù)學的途徑,學會運用這些數(shù)學思想和方法學習其他知識,并能感覺到數(shù)學的作用和價值。因此,培養(yǎng)學生計算能力實質(zhì)上是培養(yǎng)學生的運算技能和思維品質(zhì),讓學生掌握法則要明確怎么用法則、為什么用法則,從而提高運算能力。
法則學習是概念學習的一種,是培養(yǎng)學生運算能力和推理能力的一種重要課型,法則課教學應該讓學生學會學習、學會思考、學會應用,知道法則如何建立、怎么用、學了法則對今后的知識有什么用,并且理解建立法則的必要性是優(yōu)化解題過程和結果。