《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》(以下簡稱“新課標(biāo)”)凝練了數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),明確學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),細(xì)化評價目標(biāo),突出評價的激勵與發(fā)展功能,增強對教學(xué)和評價的指導(dǎo),促進(jìn)教、學(xué)、評的有機銜接.華東師范大學(xué)崔允漷教授認(rèn)為“教學(xué)評一致”指的是整個教學(xué)系統(tǒng)中,教師的教、學(xué)生的學(xué)以及對學(xué)習(xí)結(jié)果的評價之間的協(xié)調(diào)配合,他指出:目標(biāo)是教學(xué)評一致的核心;持續(xù)性評價是教學(xué)評一致的關(guān)鍵;結(jié)構(gòu)化的學(xué)習(xí)活動是教學(xué)評一致的保障[1].自新課標(biāo)實施以來,“教學(xué)評一致”與逆向教學(xué)設(shè)計日益受到教育研究領(lǐng)域的廣泛關(guān)注.在當(dāng)前注重培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的教育背景下,逆向教學(xué)設(shè)計為“教學(xué)評一致”的實現(xiàn)提供了實用的框架,使“教學(xué)評一致”的實踐落實成為可能.逆向教學(xué)設(shè)計主張從終點即想要的結(jié)果開始,先確定達(dá)成預(yù)期結(jié)果的評估證據(jù),再從證據(jù)出發(fā)組織學(xué)習(xí)和教學(xué)活動,逆向教學(xué)設(shè)計是實現(xiàn)教學(xué)評一致的有效方案[2].
數(shù)學(xué)應(yīng)用包括兩個方面:一是數(shù)學(xué)內(nèi)部的應(yīng)用,即運用已有的數(shù)學(xué)知識和思想方法解決新的數(shù)學(xué)問題,可歸結(jié)為數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)的邏輯化;二是數(shù)學(xué)外部的應(yīng)用,即運用數(shù)學(xué)理論解決有關(guān)實際問題,可分為現(xiàn)實問題數(shù)學(xué)化和數(shù)學(xué)理論應(yīng)用化.研究數(shù)學(xué)應(yīng)用是搜集針對性評價的主要證據(jù),有利于教學(xué)評一致的落實.下面以人教A版選擇性必修1“空間向量的數(shù)量積運算”為例,說明通過逆向教學(xué)設(shè)計落實教學(xué)評一致的做法.
1 以課程標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù),確定學(xué)習(xí)目標(biāo)
課程標(biāo)準(zhǔn)是教材編寫、教學(xué)、評價和考試命題的依據(jù),是國家管理課程的基礎(chǔ),體現(xiàn)著國家對學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的基本要求,所以課程標(biāo)準(zhǔn)中體現(xiàn)的實際上并不是“教學(xué)內(nèi)容”,而是“學(xué)生的學(xué)習(xí)成果”.學(xué)習(xí)目標(biāo)就是預(yù)期的學(xué)習(xí)結(jié)果,引導(dǎo)、驅(qū)動學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)活動,既是課堂學(xué)習(xí)的起點,也是課堂學(xué)習(xí)的終點.
1.1 研讀課標(biāo)
課程標(biāo)準(zhǔn)指出本單元研究對象是幾何圖形,所用研究方法主要是代數(shù)方法.教學(xué)中要求學(xué)生能夠理解空間向量的概念、運算、背景和作用;能夠依托空間向量建立空間圖形及圖形關(guān)系的想象力;能夠運用空間向量解決一些簡單的實際問題,體會用向量解決一類問題的思路.重點提升直觀想象、數(shù)學(xué)運算、數(shù)學(xué)建模、邏輯推理、數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng).教學(xué)中應(yīng)重視引導(dǎo)學(xué)生運用類比的方法,經(jīng)歷向量及其運算由平面向空間的推廣過程,探索空間向量與平面向量的共性和差異,引發(fā)學(xué)生思考維數(shù)增加所帶來的影響.
1.2 教材分析
本節(jié)內(nèi)容教材直接提出兩個空間向量問題可以通過平移轉(zhuǎn)化為同一平面內(nèi)的向量問題,從而由平面向量數(shù)量積的概念平行推廣到空間數(shù)量積的概念,思考數(shù)量積的幾何意義,得到空間a向b的投影向量,再擴展到a向直線l和平面β的投影向量.從概念到運算,類比得空間向量數(shù)量積的運算律,辨析確認(rèn)后強化數(shù)量積運算的應(yīng)用,解決長度與垂直問題.整個過程體現(xiàn)了類比轉(zhuǎn)化的思維方法,突出向量法的介紹與應(yīng)用.所以本節(jié)課的重點是空間向量數(shù)量積的運算及應(yīng)用,難點是對投影向量的理解以及向量法的建立.
1.3 學(xué)情分析
“平面向量及其應(yīng)用”已介紹平面向量的研究內(nèi)容、研究套路及思想方法;“立體幾何初步”的學(xué)習(xí),使學(xué)生形成了一定的空間想象力,理解空間點、直線、平面的平行和垂直關(guān)系以及相關(guān)的度量計算等方法.這些內(nèi)容為本單元的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ),但把空間圖形的位置關(guān)系轉(zhuǎn)化為向量表示對學(xué)生來講是一個認(rèn)識上的難點,對于空間向量的投影,需要較強的空間想象力,也是教學(xué)的難點.突破難點的辦法是類比平面向量解決平面幾何問題的經(jīng)驗,并結(jié)合空間幾何具體問題的解決逐步形成認(rèn)識.
1.4 確定目標(biāo)
基于以上分析,可確定“空間向量的數(shù)量積運算”的學(xué)習(xí)目標(biāo),見表1.
2 基于學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計評價任務(wù)
教學(xué)評一致強調(diào)課堂教學(xué)要圍繞學(xué)習(xí)目標(biāo)展開,學(xué)習(xí)目標(biāo)讓學(xué)生知道“要到哪里去”,評價任務(wù)是指導(dǎo)學(xué)生“怎么去”.教學(xué)評價要以數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的達(dá)成作為評價的基本要素.設(shè)計評價任務(wù)不僅要關(guān)注學(xué)生預(yù)期的學(xué)習(xí)結(jié)果,更要關(guān)注學(xué)生的思維過程,指向?qū)W生的理解和遷移,體現(xiàn)著數(shù)學(xué)應(yīng)用的能力層次.逆向教學(xué)設(shè)計要求我們不是在目標(biāo)設(shè)計好后直接考慮教學(xué)活動方案的設(shè)計,而是評價在先,要根據(jù)評價任務(wù)確定評價學(xué)生學(xué)習(xí)達(dá)成的證據(jù),即為達(dá)成目標(biāo)找到證據(jù).表2給出了空間向量數(shù)量積運算的評價任務(wù)與評價證據(jù).
3 將評價任務(wù)分解為學(xué)習(xí)活動
開展學(xué)習(xí)活動的過程是圍繞目標(biāo)即學(xué)、即評、即教的探究過程,使教學(xué)評交織融合.教師在活動中要認(rèn)真收集評價信息,分析評價結(jié)果,依據(jù)評價結(jié)果審視目標(biāo)達(dá)成情況.
活動1 回顧舊知,類比得到空間向量的數(shù)量積的概念
師生共同畫出表3,在平面向量數(shù)量積的基礎(chǔ)上完成空間部分.
評價證據(jù)學(xué)生能完成表3和檢測1,說明能在熟悉的情境或特例中模仿,視為對空間向量數(shù)量積概念的掌握,數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng)達(dá)到水平1.
活動2 借助幾何直觀,揭示空間向量投影概念的本質(zhì)
(1)你能畫出空間中a在b上的投影向量嗎?能用向量a,b表示嗎?
(2)你能畫出空間中a向直線l的投影向量嗎?向平面β的投影向量呢?
評價證據(jù) 依據(jù)平面上投影向量的概念,通過平移能完成活動(1),是在熟悉的情境下建立的聯(lián)系,直觀想象素養(yǎng)達(dá)到水平1;在理解投影向量本質(zhì)的基礎(chǔ)上,通過知識遷移正確完成活動(2)與檢測2,是在關(guān)聯(lián)的情境下建構(gòu)的,說明直觀想象素養(yǎng)達(dá)到水平2.
活動3 推廣運算律,理解向量運算律與數(shù)的運算律的差異
(1)類比平面向量數(shù)量積的運算律,你能寫出空間向量數(shù)量積的運算律嗎?
(2)你能給予證明嗎?
檢測3 (1)對于三個均不為0的數(shù)a,b,c,若ab=ac,則b=c.對于向量a,b,c,由a·b=a·c,你能得到b=c嗎?
(2)對于三個均不為0的數(shù)a,b,c,若ab=c,則a=c/b(或b=c/a).對于向量a,b,若a·b=k,能不能寫成a=k/b(或b=k/a)的形式?
(3)對于三個均不為0的數(shù)a,b,c,有a(bc)= (ab)c.對于向量a,b,c,(a·b)·c=a·(b·c)成立嗎?為什么?
評價證據(jù) 與學(xué)過的平面向量分配律證明相關(guān)聯(lián),探索空間向量分配律的證明,以及能通過舉反例完成檢測3的辨析,可視為能選擇合適的論證方法,邏輯推理素養(yǎng)達(dá)到水平2.
活動4 應(yīng)用向量法,解決空間幾何問題
檢測5 如圖3,m,n是平面α內(nèi)的兩條相交直線.如果l⊥m,l⊥n,求證:l⊥α.
評價證據(jù)學(xué)生能完成檢測4,說明學(xué)生掌握了本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容,完成了學(xué)習(xí)目標(biāo);完成檢測5,說明學(xué)生已具有知識的遷移能力,能運用空間向量模型解決數(shù)學(xué)問題,數(shù)學(xué)建模素養(yǎng)達(dá)到水平2.
可見,將教學(xué)評價“嵌套”在教學(xué)活動中,以恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)應(yīng)用素材作為教學(xué)評價反饋的證據(jù),檢測學(xué)生的知識理解程度,可以對學(xué)生的認(rèn)知、能力等發(fā)展水平進(jìn)行動態(tài)追蹤,實時了解學(xué)生學(xué)業(yè)水平,更有利于落實教學(xué)評一致,促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的提升.
參考文獻(xiàn)
[1]涂曉峰.“教學(xué)評一致性”的含義及實踐程序[J].課程教材教學(xué)研究,2023(9~10):32
[2]常歡.“教學(xué)評”一體化的高中數(shù)學(xué)逆向教學(xué)設(shè)計研究——以函數(shù)單元為例[D].洛陽師范學(xué)院,2024
(本文系廣州市教育科學(xué)規(guī)劃課題(教學(xué)成果培育項目)“文化視角下高中數(shù)學(xué)應(yīng)用素材的開發(fā)與實踐”(編號:2024111456)的階段性成果)