嚴(yán)雪峰
【摘要】在新課標(biāo)實(shí)施的背景下,高中數(shù)學(xué)教學(xué)面臨著更為復(fù)雜和多元的要求,要求教師圍繞核心素養(yǎng)的培養(yǎng),優(yōu)化課程內(nèi)容,創(chuàng)新教學(xué)方式,完善評(píng)價(jià)機(jī)制,以促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展.在此背景下,單元整體教學(xué)成為一種備受關(guān)注的教學(xué)模式.通過整合單元的各個(gè)知識(shí)點(diǎn),整體教學(xué)可以幫助學(xué)生更好地理解數(shù)學(xué)的內(nèi)在邏輯,促使知識(shí)的聯(lián)結(jié)與遷移.基于此,文章基于以學(xué)生為主、兼顧系統(tǒng)性與層次性、適應(yīng)性與遷移性結(jié)合、“教—學(xué)—評(píng)”一致性設(shè)計(jì)原則,重點(diǎn)探究高中數(shù)學(xué)單元整體教學(xué)的設(shè)計(jì)策略,旨在創(chuàng)新數(shù)學(xué)課堂教學(xué)方法,提高教學(xué)效果與效率,為學(xué)生全面發(fā)展提供更堅(jiān)實(shí)的保障.
【關(guān)鍵詞】高中數(shù)學(xué);單元整體;教學(xué)設(shè)計(jì)
單元整體教學(xué)強(qiáng)調(diào)將數(shù)學(xué)知識(shí)組合成有機(jī)的整體,突破傳統(tǒng)教學(xué)的碎片化模式,為學(xué)生提供更全面、更系統(tǒng)的學(xué)習(xí)體驗(yàn).在這一教學(xué)設(shè)計(jì)中,每個(gè)章節(jié)的內(nèi)容不再是孤立的知識(shí)點(diǎn),而是被有機(jī)地串聯(lián)起來,呈現(xiàn)出一個(gè)相互關(guān)聯(lián)、相輔相成的知識(shí)網(wǎng)絡(luò).這不僅有助于學(xué)生更好地理解數(shù)學(xué)概念之間的內(nèi)在聯(lián)系,也有助于培養(yǎng)他們對(duì)數(shù)學(xué)整體結(jié)構(gòu)的把握能力.
一、高中數(shù)學(xué)單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)的原則
(一)以學(xué)生為主體原則
以學(xué)生為主體原則體現(xiàn)了教學(xué)過程中對(duì)學(xué)生個(gè)體差異的尊重和關(guān)注,強(qiáng)調(diào)教學(xué)活動(dòng)的目的是更好地促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展.在單元整體教學(xué)中,教師應(yīng)充分考慮學(xué)生的認(rèn)知水平和學(xué)科興趣,挖掘?qū)W生內(nèi)在動(dòng)力,引導(dǎo)學(xué)生在合作中建構(gòu)知識(shí),培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)和問題解決的能力.此外,通過將學(xué)生置于教學(xué)的核心地位,教師也要更加注重激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性和參與性,使其在教學(xué)過程中成為知識(shí)的探索者.這有助于提高學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)科的興趣和投入度,促使其形成積極的學(xué)習(xí)態(tài)度.
(二)系統(tǒng)性與層次性的統(tǒng)一原則
在教學(xué)設(shè)計(jì)中,系統(tǒng)性強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)知識(shí)的有機(jī)整合,將零散的概念、定理和方法有序地組織成一個(gè)完整的體系.同時(shí),層次性追求教學(xué)內(nèi)容的逐層深入,確保學(xué)生在逐步建構(gòu)知識(shí)的過程中能夠理解、消化和運(yùn)用所學(xué)的數(shù)學(xué)概念.通過系統(tǒng)性與層次性的統(tǒng)一,教學(xué)可以更好地呈現(xiàn)出數(shù)學(xué)知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系和發(fā)展脈絡(luò).教師應(yīng)設(shè)計(jì)合理的教學(xué)順序,確保每個(gè)單元的內(nèi)容既有系統(tǒng)性的整體性,又能夠貼近學(xué)生的認(rèn)知水平,讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)漸進(jìn)式的學(xué)習(xí)體驗(yàn).
(三)適應(yīng)性與遷移性的結(jié)合原則
單元整體教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)應(yīng)強(qiáng)調(diào)貼近學(xué)生的實(shí)際需求和認(rèn)知水平,使其更容易理解和吸收所學(xué)的抽象數(shù)學(xué)知識(shí).同時(shí),要注重遷移性,促使學(xué)生將所學(xué)知識(shí)靈活運(yùn)用到不同情境中,使其能夠在解決實(shí)際問題時(shí)靈活應(yīng)用所學(xué)的數(shù)學(xué)概念和方法,促使他們形成更為全面的數(shù)學(xué)思維.通過適應(yīng)性與遷移性的結(jié)合,教學(xué)設(shè)計(jì)旨在激發(fā)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的實(shí)際興趣,使其能夠?qū)⑺鶎W(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)與實(shí)際生活或其他學(xué)科領(lǐng)域相結(jié)合,提升他們的數(shù)學(xué)應(yīng)用水平.
(四)“教—學(xué)—評(píng)”一致性原則
“教—學(xué)—評(píng)”一致性是新課標(biāo)背景下教學(xué)改革的重要方向,這一原則強(qiáng)調(diào)在教學(xué)設(shè)計(jì)的始終貫穿著對(duì)教學(xué)效果的不斷評(píng)估和調(diào)整,使評(píng)估成為教學(xué)過程中的有機(jī)組成部分.在整個(gè)教學(xué)過程中,教師需要不斷收集學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù),分析學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況,及時(shí)進(jìn)行反饋,并根據(jù)評(píng)估結(jié)果調(diào)整教學(xué)方法和內(nèi)容,以達(dá)到更好的教學(xué)效果.這一原則的實(shí)施有助于提高教學(xué)的針對(duì)性和靈活性,使教學(xué)更加符合學(xué)生的需求.
二、高中數(shù)學(xué)單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)策略
(一)分析教材內(nèi)容,確定單元主題
明確單元主題是整個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)的基石,教師要充分理解教材所涵蓋的數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn),并結(jié)合《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》(以下簡(jiǎn)稱“新課標(biāo)”),精準(zhǔn)把握學(xué)科要求和學(xué)生的認(rèn)知水平.在日常備課中,教師需仔細(xì)研讀教材,全面了解每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)涵、外延以及彼此之間的關(guān)聯(lián).這有助于教師深刻理解教材的設(shè)計(jì)思想和知識(shí)結(jié)構(gòu),為后續(xù)教學(xué)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ).在此基礎(chǔ)上,教師需審慎選擇教學(xué)主題,使其具有足夠的深度和廣度,既能夠激發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)興趣,又能夠全面涵蓋教學(xué)內(nèi)容.通過明確單元主題,教師能夠更有針對(duì)性地制訂教學(xué)計(jì)劃,確保教學(xué)過程中的內(nèi)容緊密貼合學(xué)科要求,使學(xué)生在整個(gè)單元中獲得系統(tǒng)、深刻的數(shù)學(xué)知識(shí).
以教學(xué)蘇教版高一數(shù)學(xué)必修一第4章“指數(shù)與對(duì)數(shù)”的教學(xué)為例,教師應(yīng)該充分考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和認(rèn)知水平,確定適當(dāng)?shù)膯卧黝}.對(duì)于高一的學(xué)生來說,他們可能已經(jīng)具備了一定的代數(shù)基礎(chǔ)知識(shí),但是可能還沒有接觸過“指數(shù)”和“對(duì)數(shù)”的概念.因此,在確定單元主題時(shí),教師需要保證主題既有一定的挑戰(zhàn)性,又要符合學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度.比如可以將“一組數(shù)互逆運(yùn)算的兩種表示形態(tài)”作為單元主題.此外,考慮到本章的知識(shí)難度和學(xué)習(xí)深度,教師在教學(xué)過程中還可以進(jìn)一步細(xì)化主題,比如分為“指數(shù)的概念與應(yīng)用”“根式與冪”“常用對(duì)數(shù)表的使用方法”和“指數(shù)與對(duì)數(shù)的關(guān)系”等多個(gè)子主題進(jìn)行教學(xué).通過對(duì)教學(xué)主題的詳細(xì)分解,教師可以更好地組織教學(xué)內(nèi)容,確保每堂課都圍繞著特定的目標(biāo)進(jìn)行,讓學(xué)生在每一堂課都能有所收獲.
(二)凝練單元要素,建立單元結(jié)構(gòu)
在單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)中,教師需要深入挖掘單元的核心知識(shí)要素,以及它們之間的內(nèi)在聯(lián)系,從而構(gòu)建一個(gè)有機(jī)而緊湊的知識(shí)框架.教師應(yīng)仔細(xì)研究、掌握每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的本質(zhì),挖掘出與單元主題直接相關(guān)的概念和技能,然后借助概念地圖或思維導(dǎo)圖等工具,將這些要素以圖形的方式展現(xiàn),幫助學(xué)生更清晰地把握單元內(nèi)容的核心結(jié)構(gòu).同時(shí),教師要深入思考不同知識(shí)點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系和學(xué)科內(nèi)在脈絡(luò),確保知識(shí)之間既有明確的層次關(guān)系,又能夠形成有機(jī)的整體.通過這樣的凝練和建立,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中能夠更容易理解和運(yùn)用知識(shí),形成系統(tǒng)性的學(xué)科認(rèn)知.
例如,在“指數(shù)與對(duì)數(shù)”的單元整體教學(xué)中,教師可以先梳理指數(shù)與對(duì)數(shù)的基本概念整體,如:
1.根式與指數(shù)冪的拓展
內(nèi)容要點(diǎn):講解根式的定義,理解指數(shù)冪的意義,并延伸至負(fù)整數(shù)指數(shù)冪及分?jǐn)?shù)指數(shù)冪的定義.
2.對(duì)數(shù)的概念
內(nèi)容要點(diǎn):解釋對(duì)數(shù)的起源和定義,介紹常用的對(duì)數(shù)底,并通過實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生了解對(duì)數(shù)的實(shí)際應(yīng)用.
3.指數(shù)與對(duì)數(shù)的關(guān)系
內(nèi)容要點(diǎn):探討指數(shù)與對(duì)數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,并從計(jì)算角度分析二者之間的轉(zhuǎn)化規(guī)律.
隨后,教師可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)二者的運(yùn)算性質(zhì)進(jìn)行對(duì)比梳理學(xué)習(xí),如:
1.指數(shù)運(yùn)算的性質(zhì)
內(nèi)容要點(diǎn):總結(jié)指數(shù)運(yùn)算的常見性質(zhì),如同底數(shù)冪相乘、同底數(shù)冪相除、指數(shù)冪加法法則等.
2.對(duì)數(shù)運(yùn)算的性質(zhì)
內(nèi)容要點(diǎn):梳理對(duì)數(shù)運(yùn)算的特性,如對(duì)數(shù)運(yùn)算法則、換底公式等,并指導(dǎo)學(xué)生實(shí)際運(yùn)用這些性質(zhì)解決問題.
如果有必要,教師也可以將該單元學(xué)習(xí)拓展到指數(shù)函數(shù)與對(duì)數(shù)函數(shù)表現(xiàn)形式的簡(jiǎn)單學(xué)習(xí),引入指數(shù)函數(shù)和對(duì)數(shù)函數(shù)的一般形式,講解圖像特征,并比較兩種函數(shù)的特點(diǎn),以圖像的形式幫助學(xué)生更好地理解指數(shù)與對(duì)數(shù)的關(guān)聯(lián)性.在實(shí)施教學(xué)時(shí),教師可以通過板書或者多媒體演示等方式展示單元框架,幫助學(xué)生構(gòu)建起系統(tǒng)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò),提高他們的學(xué)習(xí)效果.
(三)依據(jù)新課標(biāo),確定單元目標(biāo)
新課標(biāo)中明確指出:“學(xué)科核心素養(yǎng)是育人價(jià)值的集中體現(xiàn),是學(xué)生通過學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價(jià)值觀、必備品格和關(guān)鍵能力.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、直觀想象、數(shù)學(xué)運(yùn)算和數(shù)據(jù)分析.”這為課程教學(xué)指明了方向,教師應(yīng)基于新課標(biāo)的核心素養(yǎng)要求,將核心素養(yǎng)與單元內(nèi)容有機(jī)結(jié)合,確保學(xué)生在單元學(xué)習(xí)過程中能夠得到這些素養(yǎng)的全面培養(yǎng).同時(shí),教師要確保單元目標(biāo)的具體性和可操作性,使其既符合學(xué)科要求,又貼近學(xué)生的學(xué)習(xí)水平和發(fā)展階段.通過將核心素養(yǎng)要求具體化為單元目標(biāo),教師能夠更好地引導(dǎo)學(xué)生明確學(xué)習(xí)方向,幫助他們?cè)趩卧獙W(xué)習(xí)中全面提升數(shù)學(xué)素養(yǎng).
例如,在“指數(shù)與對(duì)數(shù)”單元學(xué)習(xí)中,教師應(yīng)基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的目標(biāo),結(jié)合學(xué)生的實(shí)際發(fā)展情況,確定具體的單元教學(xué)目標(biāo),如將邏輯推理素養(yǎng)目標(biāo)細(xì)化為“能夠推斷指數(shù)和對(duì)數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系,并利用這種關(guān)系解決問題”;將數(shù)學(xué)建模素養(yǎng)目標(biāo)細(xì)化為“能夠利用指數(shù)模型解決實(shí)際問題,如人口增長(zhǎng)、儲(chǔ)蓄賬戶余額等問題”等.最后,將這些具體的單元學(xué)習(xí)目標(biāo)整合在一起,并進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和完善,使之更加符合學(xué)生的實(shí)際需求和發(fā)展水平,如“能夠理解和掌握指數(shù)與對(duì)數(shù)的基本概念、運(yùn)算性質(zhì)與應(yīng)用模型,并能夠?qū)⑵鋺?yīng)用于實(shí)際問題的解決”.在確定單元學(xué)習(xí)目標(biāo)的過程中,教師既要注重內(nèi)容的準(zhǔn)確性和嚴(yán)謹(jǐn)性,又要關(guān)注學(xué)生的發(fā)展需求和學(xué)習(xí)狀況,做到以人為本,切實(shí)提升學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng).
(四)指向素養(yǎng)養(yǎng)成,設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)
在進(jìn)行高中數(shù)學(xué)的單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)中,創(chuàng)設(shè)真實(shí)的情境是激發(fā)學(xué)生思維積極性的重要手段.具體來說,情境創(chuàng)設(shè)的方法有很多,比如結(jié)合現(xiàn)實(shí)世界中的問題或場(chǎng)景,引出相應(yīng)的數(shù)學(xué)問題;通過實(shí)驗(yàn)或模擬操作,讓學(xué)生親身體驗(yàn)數(shù)學(xué)的實(shí)際應(yīng)用;還可以設(shè)置有趣的游戲或者競(jìng)賽等活動(dòng)吸引學(xué)生的注意力,激發(fā)他們的求知欲望.教師可以根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的能力水平,在設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)時(shí)多考慮各種情境創(chuàng)設(shè)的可能性,使其與課程內(nèi)容緊密結(jié)合起來.然后,設(shè)計(jì)相關(guān)問題引導(dǎo)學(xué)生將知識(shí)聯(lián)系情境,引導(dǎo)學(xué)生深層理解相關(guān)概念與應(yīng)用.
例如,在教學(xué)“指數(shù)概念及應(yīng)用”時(shí),教師可以讓學(xué)生思考銀行存款利息的問題情境,如“如果我們把10000元存入某家銀行,假設(shè)年利率為2%,那么一年后我們能得到多少利息?”學(xué)生可能會(huì)回答“10000×2%=200元”.隨后,教師可以繼續(xù)追問“那兩年后呢?五年后呢?如果按照月利率計(jì)算,每個(gè)月會(huì)得到多少錢?”這時(shí),很多學(xué)生可能會(huì)感覺到麻煩,甚至無法快速準(zhǔn)確地得出答案.這時(shí)候,教師就可以適時(shí)引入指數(shù)函數(shù)的概念,向?qū)W生展示如何利用指數(shù)函數(shù)輕松解決問題,即:經(jīng)過t年后,本金加上利息的總額P(t)=P(0)(1+R)t,其中P(0)為原始本金,R為年利率,t為年份.同樣地,對(duì)于每月利息的計(jì)算,只需要稍微變換公式即可.然后,教師可以讓學(xué)生分組討論,思考其他類似的例子,比如人口增長(zhǎng)、放射性物質(zhì)衰減等,讓他們自主發(fā)現(xiàn)指數(shù)函數(shù)的應(yīng)用,并設(shè)計(jì)出相關(guān)的問題進(jìn)行解答.通過這種方式,學(xué)生既了解了指數(shù)函數(shù)的基本概念,又能體會(huì)到其在實(shí)際生活中的廣泛應(yīng)用,從而激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情和探索欲望.
(五)基于學(xué)生發(fā)展,明確評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
“教—學(xué)—評(píng)”一致性原則要求要將評(píng)價(jià)貫穿于教與學(xué)的全過程,注重即時(shí)評(píng)價(jià),實(shí)現(xiàn)以評(píng)促教促學(xué)的效果.在此指導(dǎo)下,教師可以將教學(xué)進(jìn)行逆向設(shè)計(jì).在教學(xué)活動(dòng)開始之前,教師應(yīng)對(duì)學(xué)生的現(xiàn)有知識(shí)水平、思維方式和能力特點(diǎn)等方面進(jìn)行深入分析,充分了解學(xué)生的需求與現(xiàn)狀,設(shè)定具有針對(duì)性的預(yù)期學(xué)習(xí)效果和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn).評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的制訂要基于學(xué)生對(duì)單元整體理解的基礎(chǔ)上,盡可能使其具有可操作性和可測(cè)量性.具體來說,評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不僅要包含學(xué)生在知識(shí)層面的掌握程度,還要考查他們的思維能力和實(shí)踐應(yīng)用能力等方面的提升.同時(shí),針對(duì)不同的教學(xué)環(huán)節(jié),教師也應(yīng)設(shè)計(jì)不同的評(píng)價(jià)形式與標(biāo)準(zhǔn),以確保教學(xué)評(píng)價(jià)的有效性與教學(xué)過程的連貫性,從而達(dá)到提高教學(xué)實(shí)效的目的.
例如,在教學(xué)“指數(shù)與對(duì)數(shù)”時(shí),對(duì)于學(xué)生思維能力發(fā)展的評(píng)價(jià),教師可以讓學(xué)生參與課堂討論,觀察他們的參與度、思考的深入性與多維性、合作能力、創(chuàng)新性、解決問題能力等方面的表現(xiàn),進(jìn)行綜合評(píng)價(jià).在每個(gè)階段完成后,教師要及時(shí)檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,并根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果調(diào)整教學(xué)方案.對(duì)于表現(xiàn)優(yōu)秀的學(xué)生,可以給予表揚(yáng)和鼓勵(lì),對(duì)于存在問題的學(xué)生,則需要提供更多的輔導(dǎo)和支持,以確保所有學(xué)生都能達(dá)到預(yù)定的學(xué)習(xí)目標(biāo).通過這樣的教學(xué)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì),教師可以更好地引導(dǎo)學(xué)生參與到整個(gè)學(xué)習(xí)過程中,促使學(xué)生主動(dòng)探索、積極思考,從而實(shí)現(xiàn)單元學(xué)習(xí)的整體性和有效性.
結(jié) 語
單元整體教學(xué)是一種高效的教學(xué)方式,它要求教師深入理解學(xué)生的需求和教學(xué)內(nèi)容,關(guān)注學(xué)生的實(shí)際發(fā)展,落實(shí)多元評(píng)價(jià),激發(fā)學(xué)生的興趣和潛能.通過明確目標(biāo)與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、創(chuàng)設(shè)情境、開展項(xiàng)目探究、實(shí)施多元評(píng)價(jià)等多種手段,實(shí)現(xiàn)教學(xué)的連續(xù)性和整合性,培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵能力和素養(yǎng).在實(shí)踐教學(xué)過程中,教師應(yīng)關(guān)注每個(gè)教學(xué)活動(dòng)的效果,結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn)和新課標(biāo)的要求,為學(xué)生創(chuàng)造豐富的學(xué)習(xí)體驗(yàn),努力提升教學(xué)質(zhì)量.
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