☉江蘇省無(wú)錫市塔影中學(xué) 胡 吉
數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理、數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)運(yùn)算、直觀想象、數(shù)據(jù)分析.深度學(xué)習(xí)的目的導(dǎo)向?qū)⒔處熡蛇^(guò)分注重學(xué)生成績(jī)轉(zhuǎn)向“思維思辨”的能力培養(yǎng),課堂復(fù)習(xí)的形式也應(yīng)當(dāng)由機(jī)械訓(xùn)練轉(zhuǎn)向多向思維.成功的課堂不僅要求學(xué)生能解決問(wèn)題,也要善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題;課時(shí)的設(shè)置要堅(jiān)持問(wèn)題導(dǎo)向,精選能激發(fā)學(xué)生探究欲望的、易錯(cuò)的、有代表性的例題,這樣將有利于激發(fā)學(xué)生深度學(xué)習(xí),形成有積極思維的課堂
基于《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》,有人提出了數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng),數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理、數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)運(yùn)算、直觀想象、數(shù)據(jù)分析,共六項(xiàng)三大類;其中能展示數(shù)學(xué)一般特性的是數(shù)學(xué)抽象與直觀想象,而數(shù)學(xué)運(yùn)算與邏輯推理則強(qiáng)調(diào)了數(shù)學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性,能體現(xiàn)數(shù)學(xué)的實(shí)用性的便是數(shù)據(jù)分析與數(shù)學(xué)建模.一直以來(lái)廣大教師一直試圖通過(guò)構(gòu)建思維課堂來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維,從而促使學(xué)生深度學(xué)習(xí),而數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的提出,無(wú)疑為這一目標(biāo)起到了導(dǎo)向的作用.下面筆者以一節(jié)“一元二次方程”復(fù)習(xí)課為例,探討如何基于核心素養(yǎng)設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)課,從而促使學(xué)生數(shù)學(xué)思維的發(fā)展.
師生活動(dòng):提前布置,讓學(xué)生在課前對(duì)整章節(jié)的知識(shí)進(jìn)行梳理,然后在教師的引導(dǎo)下通過(guò)小組合作的方式構(gòu)建基于一元二次方程知識(shí)點(diǎn)的脈絡(luò)體系的思維導(dǎo)圖.
設(shè)計(jì)意圖:讓學(xué)生回歸教材,重溫知識(shí)點(diǎn).通過(guò)制作思維導(dǎo)圖的方式將整個(gè)知識(shí)體系串聯(lián)起來(lái).通過(guò)師生互動(dòng)、小組互助的方式讓學(xué)生在相對(duì)輕松的環(huán)境中提高參與度,對(duì)后進(jìn)生而言,盡管這件事并非由其主導(dǎo),但由于參與整個(gè)過(guò)程,印象也會(huì)比較深刻,為本節(jié)課接下來(lái)的教學(xué)做好鋪墊.
問(wèn)題1:用適當(dāng)?shù)姆椒ń庖韵路匠蹋?/p>
師生活動(dòng):讓學(xué)生上黑板演示.其中對(duì)于第(1)題,學(xué)生選擇了直接開平方法,對(duì)于第(2)題,學(xué)生選擇了配方法,對(duì)于第(3)題,學(xué)生使用了公式法.以上3題多數(shù)學(xué)生方法類似.然而在第(4)題的處理上產(chǎn)生了分歧,最初上來(lái)演示的學(xué)生直接在兩邊同時(shí)除以,然后由計(jì)算得到x=6,隨后立即有學(xué)生指出少了一個(gè)根,指出錯(cuò)誤的學(xué)生選擇的方式是兩邊直接展開,通過(guò)同類項(xiàng)的合并得到x2+9x-90=0,隨后通過(guò)十字相乘法獲得結(jié)果為x=6或x=-15.又有學(xué)生提出可采用換元法用y替代,然后通過(guò)移項(xiàng)并提取公因式的方法,能使原本復(fù)雜的運(yùn)算更加簡(jiǎn)化.
圖1
在這一過(guò)程中,教師通過(guò)學(xué)生操作可總結(jié):缺一次項(xiàng)的一元二次方程宜采用直接開平方法;二次項(xiàng)系數(shù)為1、一次項(xiàng)系數(shù)為2的倍數(shù)的易于配方,使用配方法較為簡(jiǎn)便;系數(shù)中含無(wú)理數(shù),使用其他方法沒(méi)有優(yōu)勢(shì)的,宜考慮公式法,當(dāng)然用公式法計(jì)算應(yīng)先驗(yàn)證b2-4ac是否為非負(fù)數(shù),再考慮進(jìn)一步計(jì)算.在第(4)題的解答中,對(duì)于第1名學(xué)生因錯(cuò)誤導(dǎo)致的失根情況,應(yīng)及時(shí)分析產(chǎn)生的原因,避免下次再犯類似的錯(cuò)誤;第2名學(xué)生的方法盡管運(yùn)算量較大,但在很多情況下也被使用到;顯然第3名學(xué)生的方法是最簡(jiǎn)單、易操作的.這就為學(xué)生思維的發(fā)散留下了空間,應(yīng)提倡一題多解.
設(shè)計(jì)意圖:設(shè)置各種題型,通過(guò)計(jì)算,讓學(xué)生能感受一元二次方程各種解法的不同,同時(shí)通過(guò)不同解法產(chǎn)生思維碰撞,讓學(xué)生切實(shí)體會(huì)用什么方法更合適,這樣也有助于學(xué)生思維的發(fā)展.
問(wèn)題2:當(dāng)a為何值時(shí),關(guān)于x的方程(m-1)x|m|+1+3x+9=0為一元二次方程?
師生活動(dòng):引導(dǎo)學(xué)生回顧一元二次中“元”和“次”的基本要求,對(duì)照思維導(dǎo)圖中一元二次方程的一般形式,根據(jù)學(xué)生的回答板書:最高次項(xiàng)必須是二次,最高次項(xiàng)的系數(shù)不得為0.
設(shè)計(jì)意圖:強(qiáng)調(diào)一元二次方程的定義,對(duì)于概念、定義,不能簡(jiǎn)單機(jī)械地停留在表面的記憶,而應(yīng)當(dāng)結(jié)合練習(xí)掌握其實(shí)質(zhì),做到學(xué)以致用.同時(shí)為問(wèn)題4的設(shè)置埋下伏筆.
問(wèn)題3:不解方程,判別下列方程根的數(shù)量:
師生活動(dòng):本題由學(xué)生自發(fā)舉手口答完成.
設(shè)計(jì)意圖:通過(guò)一個(gè)基礎(chǔ)題型讓學(xué)生回顧并練習(xí)如何使用根的判別式來(lái)判斷方程根的三種情況.
問(wèn)題4:已知關(guān)于x的方程3kx2+12x+k=-1有兩個(gè)相等的實(shí)數(shù)根,且k>0,求k的值并解這個(gè)方程.
師生活動(dòng):本次由學(xué)生板演完成,教師應(yīng)提示學(xué)生注意此處求k的值時(shí)不應(yīng)遺漏k>0這個(gè)條件,且求完k的值后應(yīng)進(jìn)一步解出方程.
設(shè)計(jì)意圖:此題意圖引導(dǎo)學(xué)生逆向思考根的判別式的有關(guān)問(wèn)題,即在有字母系數(shù)的前提下如何根據(jù)方程根的情況確定參數(shù)的范圍,為下面的追問(wèn)做鋪墊.
追問(wèn):你能解決好下面這個(gè)問(wèn)題嗎?
已知關(guān)于x的方程(k-2)2x2+(2k+1)x+1=0有實(shí)數(shù)根,求k的取值范圍.
師生活動(dòng):很快有學(xué)生上黑板板演:(2k+1)2-4(k-2)2≥0,解得k≥.剛寫完,立刻有學(xué)生說(shuō):“不對(duì)!”作為一個(gè)一元二次方程,首先要考慮保證二次項(xiàng)的存在,所以二次項(xiàng)系數(shù)不為0;其次得到一元二次方程要有實(shí)數(shù)根,故根的判別式Δ=b2-4ac≥0,因此解題如下:
其實(shí)此題的答題關(guān)鍵詞在于實(shí)數(shù)根和方程,從形式上看會(huì)讓人認(rèn)為這是一個(gè)一元二次方程,所以,多數(shù)學(xué)生得到上述相同的結(jié)果,并認(rèn)為完全正確.但若仔細(xì)審題,會(huì)發(fā)現(xiàn)此處的描述是方程,而方程是可以有多種形式的,除去次數(shù)的限制,此處即使(k-2)2=0使方程不含二次項(xiàng),但之后得到的5x+1=0依然滿足了是方程這個(gè)條件,因此k=2時(shí)依然符合題意.綜合上述,最終k的取值范圍為
設(shè)計(jì)意圖:在上題的基礎(chǔ)上,此題的設(shè)置意在考查學(xué)生思維的嚴(yán)密性,對(duì)于一元二次方程,在任何時(shí)候都要考慮其根本的定義需要保證其最高次項(xiàng)為二次;而細(xì)心閱讀、正確審題應(yīng)是學(xué)生閱讀素養(yǎng)的基本要求,此處審清題意,畫出關(guān)鍵詞后,將眼光從一元二次方程的局限性上解放出來(lái),強(qiáng)化知識(shí)結(jié)構(gòu)拓補(bǔ),提高思維的廣泛性.
問(wèn)題5:在以下關(guān)于x的一元二次方程中,求
師生活動(dòng):對(duì)于這兩個(gè)題目,學(xué)生使用了不同的解法,第(1)題學(xué)生使用十字相乘法求出x1=3,x2=-1,然后將x1和x2代入求值;第(2)題學(xué)生使用根與系數(shù)的關(guān)系求x1+x2和x1x2,然后用進(jìn)行相關(guān)計(jì)算.
設(shè)計(jì)意圖:通過(guò)實(shí)際題型的對(duì)比,讓學(xué)生感受當(dāng)一元二次方程兩根結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的情況下用與x1和x2相關(guān)的代數(shù)式求值的便捷性.
問(wèn)題6:若關(guān)于x的一元二次方程x2+4x+a=0有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根x1和x2,其中兩根分別滿足以下條件,求a.
師生活動(dòng):對(duì)于(1),很多學(xué)生單純考慮了x1+x2=-4,x1x2=a,得到a=-3.對(duì)于(2),也有學(xué)生采用了此種方式,結(jié)果求出a=±5.可引導(dǎo)學(xué)生將a=5代入原方程,發(fā)現(xiàn)原方程無(wú)解.此時(shí)讓學(xué)生探討這種情況產(chǎn)生的原因是忽略了兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根這一條件,因此需添加Δ>0,得a<4,則a只能取-5.
根據(jù)目前學(xué)界的討論成果,體育賽事轉(zhuǎn)播權(quán)并不是一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆筛拍睿粚W(xué)者們也并沒(méi)有就它的內(nèi)涵外延達(dá)成共識(shí)。
設(shè)計(jì)意圖:(1)的題型設(shè)置極易讓學(xué)生忽略兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根這一條件,因?yàn)榇祟}中用不到.因此若在此追加(2),可使學(xué)生體會(huì)到在運(yùn)用一元二次方程根與系數(shù)的關(guān)系時(shí),不能忽視其產(chǎn)生的前提條件是原方程有實(shí)數(shù)根,也就是必須考慮根的判別式,能對(duì)單個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行遷移和延伸,從而提高學(xué)生思維的嚴(yán)密性.
追問(wèn):若關(guān)于x的方程x2+4x+a=0的兩個(gè)實(shí)數(shù)根都小于1,你還能求實(shí)數(shù)a的取值范圍嗎?
師生活動(dòng):引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn),實(shí)數(shù)根與1的大小比較通常可由作差來(lái)體現(xiàn),當(dāng)然也不能忽略了實(shí)數(shù)根產(chǎn)生的前提條件.
解:設(shè)原方程的兩個(gè)根為x1、x2.
則x1+x2=-4,x1x2=a.
由題意得x1<1,x2<1.
設(shè)計(jì)思路:以上三題考查了利用根與系數(shù)的關(guān)系求字母的范圍,由淺入深,雖然解題的切入點(diǎn)略有不同,但是其共同的規(guī)律就是在利用根與系數(shù)的關(guān)系確定字母的取值范圍時(shí),必須同時(shí)考慮根的判別式,也就是字母的取值能否使原式產(chǎn)生符合要求的實(shí)數(shù)根,通過(guò)三題的歸類和思考,促使學(xué)生總結(jié)出這類題的解題方法.
學(xué)生的學(xué)習(xí)不能僅僅依靠壓力迫使其被動(dòng)學(xué)習(xí).學(xué)生能力特別是創(chuàng)新能力的提高及數(shù)學(xué)思維的培養(yǎng),更多的應(yīng)該通過(guò)興趣激發(fā).興趣能激發(fā)學(xué)生潛在的求知和探究的欲望,從而成為思維和能力發(fā)展內(nèi)在的動(dòng)力.因此,教師在安排復(fù)習(xí)課內(nèi)容時(shí),應(yīng)當(dāng)精心挑選學(xué)生可能感興趣的內(nèi)容,問(wèn)題的設(shè)置需要有導(dǎo)向性,盡可能精確制導(dǎo),安排那些讓學(xué)生覺(jué)得有價(jià)值的題目,讓學(xué)生覺(jué)得有興趣并愿意花時(shí)間去掌握的內(nèi)容.
對(duì)于學(xué)生而言,公式只是公式,如果僅僅只是強(qiáng)調(diào)這個(gè)公式是什么、這個(gè)定理怎么用是不夠的.應(yīng)該跟他們探索定理、公式是怎么來(lái)的,怎么會(huì)探索到這個(gè)結(jié)果,在什么情況下這個(gè)定理是有用的,能解決什么問(wèn)題,順著怎樣的思路我會(huì)探索到這一步,這其中是怎么去思考的.這樣的引導(dǎo)方式能讓學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的目的更加明確,學(xué)以致用也不會(huì)僅僅停留在口頭階段.
數(shù)學(xué)本身需要經(jīng)歷一個(gè)從直觀到抽象的過(guò)程,但如果能使抽象的東西以一種圖形化方式直觀呈現(xiàn),那么學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)的效果將顯著提升.相對(duì)于枯燥無(wú)味的文字概念,按學(xué)科本身的結(jié)構(gòu)、規(guī)律、特點(diǎn)來(lái)繪制的學(xué)科思維導(dǎo)圖能使概念與概念之間的邏輯關(guān)系通過(guò)可視化的方式展示出來(lái),無(wú)論是接受新知識(shí)還是復(fù)習(xí)舊知識(shí),都能使學(xué)生對(duì)當(dāng)前內(nèi)容和知識(shí)的掌握程度顯著地改善和優(yōu)化.
在階段性復(fù)習(xí)的時(shí)候,教師可以引導(dǎo)學(xué)生在大致了解整個(gè)單元的知識(shí)結(jié)構(gòu)之后,通過(guò)解析數(shù)學(xué)概念之間的縱橫關(guān)系、要素間的聯(lián)系,厘清思路,畫出思維導(dǎo)圖框架.然后進(jìn)一步細(xì)分思維導(dǎo)圖,將其所包含的多個(gè)過(guò)程不斷細(xì)化,并做好明確的標(biāo)注,通過(guò)導(dǎo)向性提問(wèn)來(lái)幫助學(xué)生回顧相關(guān)的知識(shí)點(diǎn),讓學(xué)生通過(guò)相互討論、互相補(bǔ)充的合作方式,將松散的知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái),構(gòu)建出完整的知識(shí)脈絡(luò)體系.這樣的方式將有助于提高學(xué)生的邏輯思維能力,起到加深理解的效果,復(fù)習(xí)的效率便能大大提升.課后可以通過(guò)布置將根據(jù)本課相關(guān)內(nèi)容制成的思維導(dǎo)圖與所講例題進(jìn)行對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián),引導(dǎo)學(xué)生對(duì)課堂進(jìn)行回顧,進(jìn)一步完善思維導(dǎo)圖.
核心素養(yǎng)中包含的重要內(nèi)容之一便是數(shù)學(xué)建模的能力.所謂建模,其要求是在提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程中能利用數(shù)學(xué)的方法和思維得到一個(gè)大致的模型,并在使用過(guò)程中通過(guò)不斷改進(jìn)來(lái)持續(xù)優(yōu)化這個(gè)模型,從而能得到一種符合學(xué)生思維和解題規(guī)律的程序.
在復(fù)習(xí)過(guò)程中,我們應(yīng)當(dāng)根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)情的實(shí)證分析,通過(guò)類似題、可變題型的對(duì)比,引導(dǎo)學(xué)生從不同角度分析問(wèn)題,從類比到歸納,在實(shí)踐中總結(jié)帶有規(guī)律性的解題思路和操作方法,并在教師引導(dǎo)下歸類建立數(shù)學(xué)模型,達(dá)到以不變應(yīng)萬(wàn)變,實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)點(diǎn)深層次的理解,從而提升學(xué)生的歸類建模能力.
深度學(xué)習(xí)的目的導(dǎo)向?qū)⒔處熡蛇^(guò)分注重學(xué)生成績(jī)轉(zhuǎn)向“思維思辨”的能力培養(yǎng),課堂復(fù)習(xí)的形式也應(yīng)當(dāng)由機(jī)械訓(xùn)練轉(zhuǎn)向多向思維.成功的課堂不僅要求學(xué)生能解決問(wèn)題,也要善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題.課時(shí)的設(shè)置要堅(jiān)持問(wèn)題導(dǎo)向,精選能激發(fā)學(xué)生探究欲望的、易錯(cuò)的、有代表性的例題,這樣將有利于激發(fā)學(xué)生深度學(xué)習(xí),形成有積極思維的課堂.教師還要鼓勵(lì)學(xué)生在充分思考的基礎(chǔ)上提出自己的觀點(diǎn),對(duì)于問(wèn)題要善于探究、敢于質(zhì)疑、勇于自我展現(xiàn).在此過(guò)程中,教師也要及時(shí)抓住契機(jī),對(duì)學(xué)生給予充分肯定,不要吝惜自己的贊賞,讓學(xué)生能從探究的快樂(lè)中感受快樂(lè)和自我價(jià)值.通過(guò)“質(zhì)疑”讓學(xué)生明確問(wèn)題的實(shí)質(zhì),通過(guò)“探究”讓學(xué)生在過(guò)程中通過(guò)多向考慮掌握相應(yīng)的方法,促進(jìn)自己綜合素養(yǎng)和解題能力的提高,從而實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)的有效性.
核心素養(yǎng)導(dǎo)向的復(fù)習(xí)課,最終的關(guān)鍵并不在于教學(xué)內(nèi)容的完成,而是通過(guò)本課的復(fù)習(xí),學(xué)生掌握了什么,養(yǎng)成了什么,發(fā)展了什么.若通過(guò)本課的學(xué)習(xí),能夠促使學(xué)生深度思考,構(gòu)筑起與本課內(nèi)容相關(guān)的知識(shí)脈絡(luò)、養(yǎng)成更好的學(xué)習(xí)習(xí)慣、掌握更多方法、發(fā)展更好的學(xué)科適應(yīng)能力,并將其內(nèi)化為與課程目標(biāo)相符的數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng),那么這樣的課堂便是有效的思維課堂.