豐志勝
摘 要:數(shù)學課堂究竟該如何發(fā)展學生的素養(yǎng)?數(shù)學素養(yǎng)可以通過精心設計的數(shù)學活動來培養(yǎng),讓學生在情境探究中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題,在合作交流中分析問題、解決問題,在經(jīng)歷“四能”的過程中發(fā)展“四基”,培養(yǎng)出數(shù)學學科的必備品格和關鍵能力,才能學會用數(shù)學的眼光、思維、語言來觀察、思考、表述問題.
關鍵詞:素養(yǎng)發(fā)展;關鍵能力;數(shù)學思想
《義務教育數(shù)學課程標準(2022年版)》的教學建議中指出:為實現(xiàn)核心素養(yǎng)的教學目標,不僅要整體把握教學內(nèi)容之間的關聯(lián),還要把握教學內(nèi)容主線與相應素養(yǎng)發(fā)展之間的關聯(lián).因此,教學設計要針對教學內(nèi)容分析所蘊含的核心素養(yǎng),將教學活動與素養(yǎng)發(fā)展自然融合,遵從數(shù)學知識的邏輯性、整體性,思想方法的普適性、一致性,思維發(fā)展的系統(tǒng)性、科學性,才能讓學生形成相應的數(shù)學觀念和能力.下面筆者以蘇科版教材七年級下冊第九章“多項式乘多項式”教學為例,從經(jīng)歷自然發(fā)展的數(shù)學活動,對促進學生數(shù)學素養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展進行了教學嘗試.
1 教學內(nèi)容
“多項式乘多項式”是蘇科版教材七年級下冊第九章第三節(jié)內(nèi)容,是“數(shù)與代數(shù)”中整式乘法運算的重要部分.前面兩節(jié)分別是“單項式乘單項式”“單項式乘多項式”,學生對整式乘法運算已經(jīng)有了一定的知識建構,對單項式乘單項式與單項式乘多項式的運算法則已經(jīng)非常熟悉,為進一步學習多項式乘多項式奠定了充分的知識、經(jīng)驗基礎.從單項式乘單項式到單項式乘多項式再到多項式乘多項式,這是一個遞進式的發(fā)展,既體現(xiàn)了知識的延續(xù)、拓展、生長的過程,又培養(yǎng)了學生的符號意識、運算能力,因而本節(jié)課注重知識的整體建構非常有必要.
本節(jié)課的教學重點確定為:在前兩節(jié)課的基礎上進一步探究多項式乘多項式的運算法則,并能熟練地進行多項式乘多項式的計算,感受本節(jié)課蘊含的數(shù)學思想,體會式與數(shù)運算的內(nèi)在關聯(lián),進一步增強符號意識.
2 教學目標
(1) 探究多項式乘多項式的運算法則,能熟練地進行多項式乘多項式的計算,培養(yǎng)學生的運算能力.
(2) 經(jīng)歷探究活動厘清單項式乘單項式、單項式乘多項式、多項式乘多項式三者之間的關系,建構整式乘法運算的知識框架.培養(yǎng)學生觀察、分析、抽象、概括等思維能力和應用意識 [5].
(3) 通過課堂活動積累數(shù)學活動經(jīng)驗,培養(yǎng)自主探索與合作交流的能力,感受學習過程中蘊含的數(shù)學思想,提高思維的品質,通過活動提高學習數(shù)學的興趣,養(yǎng)成良好的學習習慣和科學精神.
3 教學實施
3.1 巧設情境,引出法則
問題情境:
問題1:同學們,請計算圖1中長方形的面積,這個計算是整式運算中的哪一類運算?
問題2:請同學們再計算圖2中長方形的面積,并指出這又是整式運算中的哪一類運算?請大家說一說,接下來本節(jié)課咱們該學習什么運算啦?
學生很順利地回答這兩個問題,并且在頭腦中自覺地對單項式、多項式進行乘法運算組合,馬上得出將要學習的是多項式乘多項式運算,教師板書課題.
教學分析:本節(jié)課采用前兩節(jié)課類似的長方形面積計算導入新課,學生很容易說出圖1是單項式乘單項式運算,圖2是單項式乘多項式運算.以學生熟悉的情境為背景,便于借助以往的活動經(jīng)驗讓同質思維在下面的探究活動中延續(xù).同時,以圖1長方形面積計算作為思維的起點,讓學生感受整式乘法運算的生長過程,體會從單項式乘單項式到單項式乘多項式,再到多項式乘多項式運算,知識由簡到繁的漸進式發(fā)展方向,初步感知運算的內(nèi)在關聯(lián),便于建構整式乘法運算的整體知識結構.
3.2 交流領悟,探究法則
活動1:探究多項式乘多項式的運算法則.
問題1:請計算圖3中大長方形的面積,并在小組內(nèi)交流計算的方法.
教學分析:本題是針對本節(jié)課法則生成過程專門設計的實際問題.多數(shù)學生都是從形的角度分析,先畫后數(shù),耗費時間較長.教學時可以引導學生理性分析,從數(shù)的角度計算大長方形的面積,如(2a+b)(a+b)=2a2+3ab+b2,從結果的各項系數(shù)中發(fā)現(xiàn)有2個A,1個B,3個C,從而快速畫出拼法.本題是數(shù)與形的完美結合,華羅庚先生說過“數(shù)缺形時少直觀,形少數(shù)時難入微.”,由形想數(shù),然后再由數(shù)現(xiàn)形,學生的數(shù)形結合思想得到深層次的喚醒.同時,本題具有較強的趣味性,極大提高了學生的學習熱情,打破數(shù)學計算的枯燥無味,提升思維的品質,培養(yǎng)高階思維水平.
3.5 評價總結,升華法則
在完成上面的學習內(nèi)容后,請同學們對本節(jié)課的學習情況回顧一下:
問題1:本節(jié)課你學習了什么新的數(shù)學知識?
學生答出,學習了多項式乘多項式的運算法則,了解了整式乘法運算的整體結構.教師進一步引導構建知識結構圖,甚至可以提前引申出后面兩節(jié)的知識概況,體現(xiàn)單元整體建構思想,如圖6.
問題2:通過本節(jié)課你學習掌握了什么能力?
學生答出,學會多項式與多項式的乘法運算,并能解決相關問題.
問題3:本節(jié)課你熟悉了哪些數(shù)學思想?
學生答出,本節(jié)課運用了數(shù)形結合的思想、轉化思想、整體思想等.
教學分析:本節(jié)課的教學絕不止于多項式與多項式的乘法運算,而重在學習能力的培養(yǎng).關注知識收獲,重在經(jīng)歷法則的生成過程,建構整式乘法運算的整體框架;關注能力收獲,重在準確靈活地使用法則,提升運算能力和應用意識;關注思想收獲,重在數(shù)學學習的思維熏陶,逐步形成基本的數(shù)學思想.所以,課堂小結以問題的形式提出,既是畫龍點睛,亦是讓學生對本節(jié)課自我梳理,在學習數(shù)學知識的過程中形成學科的素養(yǎng).
4 教學反思
4.1 巧用幾何直觀,發(fā)展抽象能力
本節(jié)課承接了前兩課時的活動經(jīng)驗,依然從長方形的面積入手,先整體再分割,依次抽象出單乘單,單乘多,多乘多三種類型整式乘法運算,具有高度整合的特點,讓學生體會到這種小單元教學的整合性思想和方法,同時建構出整式乘法運算的基本框架,是單元后建構課型.長方形面積是較為典型的幾何直觀,幾何直觀有助于把握問題的本質,明晰思維的路徑[2],是數(shù)學核心素養(yǎng)的主要表現(xiàn)之一.教材在設計的時候也將幾何直觀與教學內(nèi)容完美融合,所以不能將長方形面積計算僅作為教學的一個導入環(huán)節(jié),而是要讓學生意識到從長方形面積抽象出整式乘法運算是一種常規(guī)的思維,將直觀的幾何圖形各要素及其關系用代數(shù)符號語言進行描述即數(shù)學抽象,這種學習的方法在下一節(jié)乘法公式中還將繼續(xù)使用,成漸次遞進呈現(xiàn),讓學生逐漸形成一種思考問題、理解數(shù)學的思維方式,自然生成數(shù)學的能力素養(yǎng).而活動3的拼圖問題需要逆向思考,由幾何圖形聯(lián)想到面積的代數(shù)表達,從代數(shù)結果獲取幾何結果,以數(shù)解形,將數(shù)學抽象推向高階思維.
4.2 關注知識生成,發(fā)展推理能力
特級教師卜以樓提出,“教給學生有生長力的數(shù)學,讓學生在發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、發(fā)展中生長數(shù)學.”本節(jié)課以單項式乘單項式為生長點,沿單項式向多項式思維生長,在開始的長方形面積情境中,學生可以迅速預判本節(jié)課將要學習的內(nèi)容,并根據(jù)長方形面積關系發(fā)現(xiàn)多項式乘多項式的內(nèi)在變化,這個過程是基于活動經(jīng)驗的合情推理.學生知道要學什么,但還不知道是什么,所以還需經(jīng)歷多項式乘多項式運算法則論證過程.在(a+b)(c+d)中,可以將其中一個多項式(c+d)看成一個整體,用乘法分配律計算得到a(c+d)+b(c+d),再用單項式乘多項式運算法則計算得出ac+ad+bc+bd.這個過程使用了前面學習的法則、運算律推理得出結論,并將結論整理生成新的運算法則,它是一個嚴密的演繹推理過程.新知識的出現(xiàn)是在合情推理基礎上的發(fā)展、發(fā)現(xiàn),必須經(jīng)過嚴密的推理論證才能形成定理、法則、公式等,為學生構建前后一致、邏輯連貫的學習路徑,發(fā)展學生推理的意識和能力,培養(yǎng)學生科學嚴謹?shù)膶W習態(tài)度.
4.3 緊扣目標教學,發(fā)展運算能力
能熟練地進行多項式乘多項式計算是本節(jié)課的重點,如何在教學中突出重點?筆者認為不是簡單重復地練習.能力是隨著思維發(fā)展的外在表現(xiàn),所以本節(jié)課從三個層次發(fā)展學生運算能力:首先在例題教學中讓學生嘗試運用法則計算,在計算過程中難免會出現(xiàn)問題,將出現(xiàn)的問題歸納后變成注意點,這是進一步理解法則的過程,培養(yǎng)基本計算能力;然后,在例題基礎上提出變式,增加了單項式相乘或將兩項式變成三項式,這是對法則運用的擴展,增加運算項數(shù)可以讓學生的認知由特殊走向一般,將法則中的兩項乘兩項變?yōu)橐话阋?guī)律,同時在(m+n+4)(m+n+5)中還可以將m+n看成一個整體,將三項乘三項變?yōu)閮身棾藘身?,整體思想是代數(shù)學習中一種重要思想方法,當學生具備了整體看問題的能力,就能更深入地理解運算對象,更容易發(fā)現(xiàn)事物的內(nèi)在關聯(lián),更有目的地規(guī)劃解題方案、建立運算思路,更有效地運用運算法則,運算能力、代數(shù)推理能力也就能得到潛移默化地提升[3];最后,活動3中的問題1將運算進一步拓展到含加減的混合運算,增加了運算順序判斷,符號變化以及同類項合并等,并且還有字母代入求值,這樣就把本節(jié)課的法則運用提升到綜合運用層次.學生的運算能力在法則直接使用、拓展推廣、綜合運用三個層面得到有效的發(fā)展.
總之,法則、公式教學的目的不是單純的機械記憶和使用,應該沿著數(shù)學內(nèi)容內(nèi)在發(fā)展的脈絡和知識間存在的廣泛聯(lián)系展開,自然流暢發(fā)展各種能力,融素養(yǎng)于無形之中[3].
參考文獻:
[1] 李洪兵,李俊.“單薄”的課如何教?[J].中學數(shù)學教學參考(中旬),2021(5):1013.
[2] 中華人民共和國教育部.義務教育數(shù)學課程標準(2022年版)[M].北京:北京師范大學出版社,2022.
[3] 應佳成.以乘法公式教學為載體培養(yǎng)和發(fā)展學習能力[J].數(shù)學通報,2021(10):2932+60.