黃艷
[摘 要]數(shù)學課堂教學要達到“立德樹人”的目標,需要采用正確的策略,呈現(xiàn)課例時需要引入情境、探究新知、應用探索、歸納總結。文章以課例評析的方式,提出了在課堂中落實立德樹人,進行情境育人、素養(yǎng)育人、應用育人、方法育人的教學設計,其意義深遠。
[關鍵詞]數(shù)學課堂;立德樹人;函數(shù)
[中圖分類號] ? ?G633.6 ? ? ? ?[文獻標識碼] ? ?A ? ? ? ?[文章編號] ? ?1674-6058(2023)02-0013-03
一、問題提出
黨的二十大報告強調,要辦好人民滿意的教育,全面貫徹黨的教育方針,落實立德樹人根本任務。習近平總書記在全國教育大會上進一步強調,要把立德樹人融入思想道德教育、文化知識教育、社會實踐教育各環(huán)節(jié)?!吨袊呖荚u價體系》指導下的高考,明確地將立德樹人作為根本任務。近年來的高考越來越多地出現(xiàn)了以立德樹人為目的的情境試題,立德樹人的號角已吹響,必然引起教育教學的改變,特別是課堂教學的改變。
二、問題思考
新課程改革要求通過數(shù)學課堂教學落實數(shù)學抽象、邏輯推理、數(shù)學建模、直觀想象、數(shù)學運算、數(shù)據(jù)分析六大數(shù)學學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。一直以來,數(shù)學課堂給大家的感覺是理性且嚴謹?shù)?,講究思維與運算,缺少感性與溫度,因此要在數(shù)學課堂上落實立德樹人。如何在數(shù)學課堂上落實立德樹人?需要采用正確的策略,需要一線教師的實踐與創(chuàng)新。數(shù)學教師首先要在思想上提高認識,端正態(tài)度,認識到學科育人不僅是政治教師的責任,而且是每個教師的責任。其次在數(shù)學課堂上落實立德樹人,可以是思維育人、史料育人、審美育人、活動育人,還可以是以落實數(shù)學學科核心素養(yǎng)為目的的教學過程。筆者以人教版(2019年版)高中數(shù)學教材“不同函數(shù)增長的差異”的教學為例,談談自己的一些認識與思考。
三、課例呈現(xiàn)
(一)引入情境
1.南寧市園博園里鹿島公園的門票免費送,參觀游玩的人數(shù)越來越多。
2. 2020年初,新冠肺炎疫情暴發(fā),感染人數(shù)呈指數(shù)級增長。
3.剛開始進行體育鍛煉的前幾天,進步神速,但堅持一段時間后,再進步就沒有那么快速了。
師生活動:這些情境的共同點(反映某種增長現(xiàn)象)、不同點(增長的方式不同),若用我們學過的函數(shù)來描述,你認為可能是哪些函數(shù)?
針對情境3,我們不確定是否可以用對數(shù)函數(shù)來刻畫,從而引出本節(jié)課的內容——不同函數(shù)增長的差異。
設計意圖:數(shù)學來源于生活,也服務于生活。不同類型的現(xiàn)實問題體現(xiàn)不同的增長規(guī)律,要想選擇合適的函數(shù)模型來描述,需要先研究不同函數(shù)的增長差異。
(二)探究新知
探究一:指數(shù)函數(shù)[y=ax(a>1)]與一次函數(shù) [y=kx(k>0)]在[0 ,+∞]上的增長差異。
問題一∶選取適當?shù)闹笖?shù)函數(shù)與一次函數(shù),探索它們在區(qū)間[0 ,+∞]上的增長差異,你的選擇是什么?
師生活動:
1.對一個數(shù)學對象的研究往往可以從三個角度進行:為什么研究?研究什么?(增長差異)如何研究?(采用從特殊到一般的方法,從形與數(shù)兩方面去研究)
2.請學生選取具體的指數(shù)函數(shù)和一次函數(shù),為了研究函數(shù)的增長差異,所選指數(shù)函數(shù)的底數(shù)[a>1],一次函數(shù)[x]的系數(shù)[k>0]。
設計意圖:數(shù)學學科核心素養(yǎng)的落實,不僅需要在一節(jié)課上有所體現(xiàn),還需要在不同的課上都有體現(xiàn)。教師要特別注意教學設計的整體性,從數(shù)學對象的研究角度到研究方法,讓學生感受到數(shù)學對象在變,但研究的方法不變,數(shù)學思想方法始終貫穿整個學習過程。
追問:以函數(shù)[y=2x]和[y=2x]為例,在同一平面直角坐標系中畫出它們的圖象,觀察圖象,它們在位置上有什么不同?并用數(shù)學語言表達出你的發(fā)現(xiàn)。
師生活動:
1.觀察圖象的什么地方來比較函數(shù)的增長差異?[在區(qū)間[(0,+∞)]上進行研究]
2.從“形”上看,兩個函數(shù)圖象在位置上有什么差異?(一個在上,另一個在下, 經(jīng)過交點后,位置發(fā)生改變,再經(jīng)過第二個交點,位置又發(fā)生改變)
3.用“數(shù)”來表示上述變化,并猜想:當自變量[x]越來越大時,函數(shù)值的大小怎樣變化?
4.從“形”或“數(shù)”來看,你能感受到哪個函數(shù)的增長速度越來越快?(“形”上反映:圖象坡度越“陡”,增長速度越快)
5.一次函數(shù)的增長速度有變化嗎?你是如何理解的?(從物理學的角度來理解)
6.從“數(shù)”的角度,讓學生理解“一次函數(shù)增長速度不變,指數(shù)函數(shù)的增長速度越來越快”。
7.用數(shù)學符號來描述“函數(shù) [y=2x]的增長速度最終快于函數(shù)[y=2x]的增長速度”。
設計意圖:教師引導學生從兩個方面體會這兩個函數(shù)的增長速度的特點:一是從圖象坡度的陡峭程度直觀看出增長差異;二是從“數(shù)”的分析來看,當自變量[x]增加相同的量時,觀察[y]的增加量來理解函數(shù)增長速度的快慢。
追問:改變指數(shù)函數(shù)[y=ax(a>1)]的底數(shù)[a]和一次函數(shù)[y=kx(k>0)]的斜率[k]的取值,是否能得出類似的結論?
師生活動:
1.學生以小組為單位對[a]與[k]取不同的值,利用數(shù)學軟件畫圖探究,投影學生在探究過程中所畫的圖象,學生分享探究結論。
2.推廣到一般的指數(shù)函數(shù)和一次函數(shù),你能歸納出什么結論?
探究二:對數(shù)函數(shù)[y=logbx ][(b>1)]與一次函數(shù) [y=kx(k>0)]在[(0 ,+∞)]上的增長差異。
問題二:類比探究一的過程,探索對數(shù)函數(shù)[y=logbx ][(b>1)]與一次函數(shù)[y=kx(k>0)]在[(0 ,+∞)]上的增長差異,你能得到什么結論?(改變底數(shù)[b]和斜率[k]的取值)
師生活動:學生以小組為單位對[b]與[k]取不同的值,利用數(shù)學軟件畫圖探究, 投影學生探究過程中所畫的圖象,學生分享探究結論,師生共同歸納:(1)對數(shù)函數(shù)[y=logbx ][(b>1)]的增長速度越來越慢;(2)最終[y=logbx ][(b>1)]的增長速度會慢于[y=kx(k>0)]的增長速度;(3)存在[x0],當[x>x0]時,有[kx>logbx]([b>1],[k>0])。
設計意圖:引導學生動手操作、參與探究,讓學生發(fā)揮學習的主動性,培養(yǎng)學生觀察、發(fā)現(xiàn)、概括、歸納的能力,培養(yǎng)學生的直觀想象、數(shù)學抽象等核心素養(yǎng)。
問題三:如果同時比較一次函數(shù)、指數(shù)函數(shù)和對數(shù)函數(shù),你能得出什么結論呢?
追問:類比上述過程,一次函數(shù)[y=kx(k>0)]、指數(shù)函數(shù)[y=ax(a>1)]和對數(shù)函數(shù)[y=logbx ][(b>1)]在區(qū)間[(0,+∞)]上的增長有何差異?
師生共同歸納:一次函數(shù)[y=kx(k>0)]的增長速度不變(稱為直線上升); 對數(shù)函數(shù)[y=logbx ][(b>1)]的增長速度越來越慢(稱為對數(shù)增長); 指數(shù)函數(shù)[y=ax(a>1)]的增長速度越來越快(稱為指數(shù)增長);存在[x0],使得當[x>x0]時,恒有[ax>kx],[kx>logbx],[b>1], [k>0],[a>1]。
(三)應用探索
1.討論交流?!爸本€上升”“對數(shù)增長”“指數(shù)增長”在生活中的含義。
(1)列舉生活中的實例幫助學生理解“直線上升”“對數(shù)增長”“指數(shù)增長”。
(2)哪個函數(shù)模型可以較好地描述情境:“剛開始進行體育鍛煉的前幾天,進步神速,但堅持一段時間后,進步就沒有那么快速了?!?/p>
(3)學習上,每天多百分之一的努力,每年才會得千分收獲。
[1.017≈1.07] [1.0130≈1.35] [1.01365≈37.78] [1.027≈1.15][1.0230≈1.81][1.02365≈1377.41]
2.知識應用。
[例1]三個變量[y1,y2,y3]隨變量[x]變化的數(shù)據(jù)如下表所示,其中關于[x]呈指數(shù)增長的變量是______________ ?。
(四)歸納總結
1.通過這節(jié)課,學生有什么收獲和學習感悟呢?
2.教師寄語:希望每位學生遇到困難都不要輕言放棄,如同指數(shù)函數(shù)一般,即使一開始進步緩慢,但這是積淀的過程,不斷地積累,最終一定會走向卓越,成就自己。
四、課例評析
在本節(jié)課中,從立德樹人的角度上看,執(zhí)教者的創(chuàng)新在于傳授新知的同時關注立德樹人的目標,在課堂教學的每個環(huán)節(jié)(引入情境、探究新知、應用探索、歸納總結)落實立德樹人,實現(xiàn)情境育人、素養(yǎng)育人、應用育人、方法育人。
(一)引入情境環(huán)節(jié)進行“情境育人”
人的思想觀念、道德品質是在一定環(huán)境下逐步形成和發(fā)展的。貫徹和落實立德樹人,也必然依賴一定的現(xiàn)實環(huán)境。數(shù)學課的引入情境環(huán)節(jié),為增強學生探索精神、服務意識、社會責任感創(chuàng)造了育人的情境。
若是在復習時引入,教師可從學生已掌握的知識入手,將知識進行推理、演變,創(chuàng)設新的問題情境,讓學生用新的知識去解決問題,學生在認知上產(chǎn)生疑惑,了解學習新知的必要性,從而激發(fā)出學習的熱情。
若是情境問題引入,設計的情境問題可以從學生熟悉的生活情境入手,可以是社會熱門話題,也可以是社會主義經(jīng)濟建設進程中的優(yōu)秀成果等。
(二)探究新知環(huán)節(jié)進行“素養(yǎng)育人”
探究新知環(huán)節(jié)需要學生利用舊知解決新問題,其中探究方法的尋找、數(shù)學學科核心素養(yǎng)的落實都是在潛移默化地進行素養(yǎng)育人。2021年廣西步入新課程、新教材、新高考的“三新”時代,在數(shù)學課堂上,學生經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題的過程,在獲得數(shù)學基礎知識、基本技能的過程中領悟基本思想,積累基本活動經(jīng)驗。學生在獲得“四基”的過程中,逐步學會用數(shù)學眼光觀察現(xiàn)實世界,用數(shù)學思維思考現(xiàn)實世界,用數(shù)學語言表達現(xiàn)實世界,體現(xiàn)了數(shù)學課程教學對“全面貫徹黨的教育方針,落實立德樹人根本任務”的獨特育人價值。那么,教師如何在課堂教學中實現(xiàn)素養(yǎng)育人?本課例是這樣設計的:
1.教師以問題串的形式指導學生思考。設計的問題以一般觀念統(tǒng)領全局,拒絕讓學生簡單地模仿。
2.教師關注數(shù)學學科核心素養(yǎng)的落實來實現(xiàn)育人的目標。本課例要落實的數(shù)學學科核心素養(yǎng)是直觀想象和數(shù)學抽象,數(shù)形結合由形到數(shù),再由數(shù)到形的轉化,培養(yǎng)了學生的直觀想象素養(yǎng)。
3.學生參與知識的形成與發(fā)展過程。本課例在師生共同探討出一次函數(shù)與指數(shù)函數(shù)增長的差異后,教師讓學生自行探討一次函數(shù)與對數(shù)函數(shù)增長的差異,以及三者的增長差異。這是學生自我肯定的過程,他們反復運用所學的知識去解決新的問題,很有成就感。
(三)應用探索環(huán)節(jié)進行“應用育人”
“培養(yǎng)什么樣的人?”“為誰培養(yǎng)人?”,教育的最終目的,除促進學生個人發(fā)展、完成學業(yè)之外,還需要讓學生意識到自己肩負著復興民族、建設國家的歷史使命。因此,在應用探索環(huán)節(jié),教師有必要在讓學生學以致用的基礎上,給學生“灌輸”學習的意義,成為一個對國家、對社會有用的人才。
本節(jié)課,學生通過學習,從數(shù)學的角度了解不同函數(shù)的增長差異,學會用數(shù)學知識來解決實際問題。
(四)歸納總結環(huán)節(jié)進行“方法育人”
歸納總結不僅是要對所學知識進行總結,而且是要對方法進行歸納和情感的升華。通過對數(shù)學思想方法的歸納,加深學生學習數(shù)學的整體認識;歸納總結適當?shù)剡M行情感升華,可使學生得到鼓舞和力量,彰顯學科育人的價值。
筆者的目的是在學生談感受的過程中歸納所學的知識,通過寄語的形式再次對學生進行情感教育。但實際效果并不理想,課后分析原因,一方面是時間不夠,草草收尾,難以引起學生的共鳴,另一方面是簡單地讓學生談收獲和感悟,達不到新課程有關知識再現(xiàn)的要求,因此在提問反思環(huán)節(jié)可提出以下問題:我們是如何探究出一次函數(shù)、指數(shù)函數(shù)和對數(shù)函數(shù)的增長差異的?如何用數(shù)學符號來表達這樣的差異?你認為能用不同函數(shù)增長的差異解決什么問題?
潤物細無聲,教學過程巧設計,在數(shù)學課堂中進行德育教育,不能是一件紙上談兵、天馬行空的事情,教師有責任將德育教育落實到課堂教學中,而這需要教師深化認識、關心社會、關心時事,有意識地在課堂教學中滲透德育教育。因此,在新課程、新教材、新高考的背景下評價一節(jié)課,不僅要關注數(shù)學知識技能的傳授,還要關注學生是否學會用數(shù)學的眼光去看生活、看世界、看所學的知識,從而更加愛自己、愛生活、愛國家。
[ ? 參 ? 考 ? 文 ? 獻 ? ]
[1] ?教育部考試中心.中國高考評價體系說明[M].北京:人民教育出版社,2019.
[2] ?黃河清.學科育人視角下的數(shù)學課例評析:以“合情推理與演繹推理”教學為例[J].中小學課堂教學研究,2021(5):13-16.
[3] ?章建躍.數(shù)學學科核心素養(yǎng)導向的“單元—課時”教學設計[J].中學數(shù)學教學參考,2020(13):5-12.
[4] ?趙潔.習近平“立德樹人”教育觀研究[D].烏魯木齊:新疆師范大學,2021.
(責任編輯 黃桂堅)