大單元教學(xué),是變革育人方式、提升教學(xué)質(zhì)量的重要途徑。對(duì)高中數(shù)學(xué)來說,教師應(yīng)以大單元為視角,從單元知識(shí)中提煉“大概念”的主線,明確教學(xué)目標(biāo),讓大單元教學(xué)為學(xué)生能力發(fā)展、素養(yǎng)提升賦能。那么,如何從大概念入手,有效落實(shí)高中數(shù)學(xué)大單元主題教學(xué)呢?本文以《三角函數(shù)》這個(gè)單元為例,分享一下教學(xué)策略與體會(huì)。
一、指向大概念,確立單元教學(xué)目標(biāo)
大概念是對(duì)課程知識(shí)具有統(tǒng)攝力、關(guān)聯(lián)性的概念,是對(duì)眾多知識(shí)的篩選與整合,強(qiáng)調(diào)知識(shí)的結(jié)構(gòu)化和層次化。因此,教師要依據(jù)大概念思想,圍繞學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展目標(biāo),對(duì)單元知識(shí)結(jié)構(gòu)做好分析,確立合適的教學(xué)目標(biāo)。
在教學(xué)“三角函數(shù)”知識(shí)的時(shí)候,教師可以針對(duì)大單元課程知識(shí)繪制結(jié)構(gòu)導(dǎo)圖:
基于上圖,教師可以確定大單元主題為“三角函數(shù)”,分析出大概念內(nèi)容包括“任意角與弧度制、三角函數(shù)的概念、同角三角函數(shù)基本關(guān)系、三角函數(shù)的圖像與性質(zhì)、三角恒等變換、三角函數(shù)的應(yīng)用”等,并由這些概念的引領(lǐng)組成整個(gè)單元知識(shí)體系,確立如下教學(xué)目標(biāo)。
1.數(shù)學(xué)運(yùn)算能力素養(yǎng)目標(biāo)
①熟悉三角函數(shù)定義,能根據(jù)定義求參數(shù)值。②會(huì)用定義求特殊角的三角函數(shù)值,會(huì)求已知終邊位置的角的三角函數(shù)值。
2.邏輯推理能力素養(yǎng)目標(biāo)
①熟練掌握三角函數(shù)誘導(dǎo)公式及恒等變換,并能解決化簡(jiǎn)、求值問題。②能歸納三角函數(shù)的圖像性質(zhì),并解決求解析式以及參數(shù)問題。③會(huì)從函數(shù)三要素的角度認(rèn)識(shí)三角函數(shù)的對(duì)應(yīng)法則、自變量(定義域)、函數(shù)值(值域)。
3.直觀想象能力素養(yǎng)目標(biāo)
①理解任意角三角函數(shù)(正弦、余弦、正切)的定義,經(jīng)歷“單位圓法”定義三角函數(shù)的過程,體會(huì)三角函數(shù)是刻畫圓周運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律的重要數(shù)學(xué)模型。②經(jīng)歷繪制正弦函數(shù)圖像、余弦函數(shù)圖像的過程,提高學(xué)生邏輯推理、數(shù)學(xué)運(yùn)算以及直觀想象能力。③經(jīng)歷繪制正弦函數(shù)圖像的過程,掌握描點(diǎn)法,掌握繪制正弦函數(shù)圖像的“五點(diǎn)法”;經(jīng)歷繪制余弦函數(shù)圖像的過程,理解其中運(yùn)用的圖像變換思想。
4.數(shù)學(xué)建模素養(yǎng)目標(biāo)
①了解函數(shù)y=Asin(x+φ)的現(xiàn)實(shí)背景,經(jīng)歷勻速圓周運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)建模過程,進(jìn)一步體會(huì)三角函數(shù)與生活實(shí)際的聯(lián)系。②能建立三角函數(shù)模型解決實(shí)際問題。
5.數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)目標(biāo)
①能利用公式將任意角的三角函數(shù)轉(zhuǎn)化為銳角的三角函數(shù),會(huì)用公式進(jìn)行簡(jiǎn)單三角函數(shù)式的化簡(jiǎn)求值。②會(huì)判斷三角函數(shù)的奇偶,會(huì)求函數(shù)的最小正周期。
二、考查學(xué)生實(shí)情,甄選單元教學(xué)方法
在大單元教學(xué)中,教師需要從大概念出發(fā),從宏觀上把握單元內(nèi)容,做好課時(shí)結(jié)構(gòu)的劃分和規(guī)劃,讓每一個(gè)課時(shí)都關(guān)聯(lián)大單元教學(xué),同時(shí)指向大概念,實(shí)現(xiàn)知識(shí)結(jié)構(gòu)化、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)化。
以“三角函數(shù)”中的“誘導(dǎo)公式”教學(xué)為例,教師可以采用合作探究的方法,指導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)“誘導(dǎo)公式”的形成過程。
首先,教師提出驅(qū)動(dòng)性問題:如下圖,在直角坐標(biāo)系內(nèi),設(shè)角α的終邊與單位圓交于點(diǎn)P1,作P1關(guān)于原點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)P2,以O(shè)P2為終邊的角β與角α有什么關(guān)系?角β、α的三角函數(shù)值之間有什么關(guān)系?
基于此問題,教師指導(dǎo)學(xué)生展開探究,角α的終邊按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)角π可得OP2,以O(shè)P2為終邊的角β都是與角π+α終邊相同的角,故β=2kπ+(π+α),k∈Z。設(shè)P1的坐標(biāo)為(x,y),則P2的坐標(biāo)為(-x,-y)。根據(jù)三角函數(shù)的定義,可得sinβ=-sinα,cosβ=-cosα,tanβ=tanα,再利用公式一可得sin(π+α)=-sinα,cos(π+α)=-cosα,tan(π+α)=tanα。這樣就探究出了公式二,由圓的中心對(duì)稱性出發(fā),作出終邊關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,通過分析對(duì)稱前后角的關(guān)系,交點(diǎn)的坐標(biāo)關(guān)系,得出三角函數(shù)值的關(guān)系,進(jìn)一步總結(jié)出公式二。圓的中心對(duì)稱性是形,三角函數(shù)值的關(guān)系是數(shù),整個(gè)探究過程很好體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合的思想方法。由此,不僅指向了大概念的思想,還體現(xiàn)了單元知識(shí)間的連接性。
三、巧設(shè)評(píng)價(jià)目標(biāo),構(gòu)建評(píng)價(jià)機(jī)制
在大單元教學(xué)中,教師要圍繞發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的需求,為每一個(gè)課時(shí)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)目標(biāo),構(gòu)建合理的單元評(píng)價(jià)機(jī)制,以此突出大單元教學(xué)的優(yōu)越性。
仍以“誘導(dǎo)公式”教學(xué)為例,教師可設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)目標(biāo)如下。
總目標(biāo):學(xué)生能夠借助單位圓,推導(dǎo)出誘導(dǎo)公式,能正確運(yùn)用誘導(dǎo)公式將任意角的三角函數(shù)化為銳角的三角函數(shù);解決有關(guān)三角函數(shù)求值、化簡(jiǎn)和恒等式證明問題。
課時(shí)評(píng)價(jià)目標(biāo):
評(píng)價(jià)一:學(xué)生是否能借助單位圓的對(duì)稱性,利用定義推導(dǎo)出公式二至公式六;
評(píng)價(jià)二:學(xué)生是否能綜合運(yùn)用誘導(dǎo)公式,將任意給定角的三角函數(shù)值轉(zhuǎn)化為銳角的三角函數(shù)值;
評(píng)價(jià)三:學(xué)生是否能運(yùn)用誘導(dǎo)公式解決三角函數(shù)式的化簡(jiǎn)、求值和證明;
評(píng)價(jià)四:學(xué)生是否能積極參與合作探究活動(dòng),理解數(shù)形結(jié)合的解題思想。
四、追蹤學(xué)習(xí)效果,優(yōu)化教學(xué)過程
在大單元教學(xué)過程中,教師還要做到實(shí)時(shí)追蹤、實(shí)時(shí)評(píng)價(jià),及時(shí)發(fā)現(xiàn)每個(gè)課時(shí)教學(xué)中存在的問題,并對(duì)教學(xué)過程進(jìn)行優(yōu)化。以“三角函數(shù)”為例,教師可以從大概念出發(fā),構(gòu)建單元學(xué)習(xí)反饋系統(tǒng),由學(xué)生自主反饋遇到的問題以及對(duì)教學(xué)的建議,由教師進(jìn)行匯總分析,明確學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。與此同時(shí),教師根據(jù)課時(shí)學(xué)習(xí)檢測(cè)、單元學(xué)習(xí)檢測(cè)等了解學(xué)生的弱項(xiàng),有針對(duì)性地對(duì)大單元教學(xué)進(jìn)行更新和完善,優(yōu)化教學(xué)效果。
總之,數(shù)學(xué)教師要確立合理的教學(xué)目標(biāo)、甄選適合的教學(xué)方法、構(gòu)建合理的評(píng)價(jià)機(jī)制、優(yōu)化單元教學(xué)過程,不斷提升學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。
(責(zé)編東方)