支架式教學(xué)以學(xué)生為主體,是素質(zhì)教育的衍生和發(fā)展.它既是一種教學(xué)觀念,又是一種教學(xué)模式.將其應(yīng)用于初中數(shù)學(xué)教學(xué),有利于發(fā)揮學(xué)生的主體作用,增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性,實(shí)現(xiàn)學(xué)生數(shù)學(xué)能力與數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的全面提升.所謂支架式教學(xué),是指教師在教學(xué)中為學(xué)生提供一個(gè)有利于理解知識(shí)的“支架”,學(xué)生借助這個(gè)“支架”能更好地理解教學(xué)內(nèi)容.在這種教學(xué)模式下,教師應(yīng)以學(xué)生已有的知識(shí)水平為基礎(chǔ),構(gòu)建一種合作、溝通、討論的學(xué)習(xí)環(huán)境,充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能,使學(xué)生的數(shù)學(xué)能力與核心素養(yǎng)得到提升.下面,筆者以“平方差公式”的教學(xué)為例,通過搭建教學(xué)支架引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷知識(shí)形成、發(fā)展、應(yīng)用等過程,感悟平方差公式形成過程中蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)思想方法,揭示數(shù)學(xué)知識(shí)的本質(zhì),讓學(xué)生從中獲得更深層次的理解.
教學(xué)分析
1.教材內(nèi)容分析
平方差公式是初中階段的第一個(gè)公式,也是最基本、應(yīng)用最廣泛的公式之一,其在初中數(shù)學(xué)中的地位和價(jià)值不言而喻.平方差公式源于整式乘法的特殊化,其本質(zhì)是多項(xiàng)式乘法,是體現(xiàn)一般到特殊思想方法的典范.在學(xué)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容之前,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了有理數(shù)運(yùn)算、列簡單的代數(shù)式、整式的加減及乘除等知識(shí),還掌握了多項(xiàng)式乘法法則,這些知識(shí)是學(xué)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容的基礎(chǔ).通過本節(jié)課知識(shí)的學(xué)習(xí),學(xué)生可以掌握特殊多項(xiàng)式乘法的簡便算法,為后續(xù)探究其他乘法公式提供了思路,也為后續(xù)學(xué)習(xí)因式分解、分式的乘法等知識(shí)奠定了基礎(chǔ).
2.學(xué)情分析
學(xué)生在學(xué)習(xí)多項(xiàng)式乘法之前,已經(jīng)具備了探索、歸納、運(yùn)用平方差公式的能力.另外,學(xué)生也具備了小組合作、交流的能力.因此,教學(xué)中教師應(yīng)創(chuàng)造機(jī)會(huì)讓學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)、去歸納、去運(yùn)用,讓學(xué)生在獲得知識(shí)的同時(shí),又能提升探究能力,發(fā)展數(shù)學(xué)核心素養(yǎng).
3.教學(xué)目標(biāo)
(1)經(jīng)歷平方差公式的探索及推導(dǎo)過程,理解并掌握平方差公式,能夠直接利用平方差公式解決問題.(2)體會(huì)一般到特殊、數(shù)形結(jié)合等思想方法的應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生的歸納推理及解決問題的能力.
教學(xué)設(shè)計(jì)
1.復(fù)習(xí)舊知,引入新知問題1計(jì)算 (a+b) ) (p+q)
學(xué)生活動(dòng):學(xué)生獨(dú)立完成,給出以下運(yùn)算結(jié)果: (a+b) ( p+} q)=ap+aq+bp+bq.
設(shè)計(jì)意圖重溫多項(xiàng)式乘法法則,鞏固二項(xiàng)式的乘法運(yùn)算技巧,為后續(xù)乘法公式的探究作鋪墊.
追問能否用圖形的面積關(guān)系直觀地表示這個(gè)多項(xiàng)式乘法呢?
師生活動(dòng):學(xué)生根據(jù)已有長方形面積公式,構(gòu)造出圖1所示的圖形.
設(shè)計(jì)意圖將代數(shù)問題幾何化,借助圖形的直觀性說明乘法公式的計(jì)算過程,滲透數(shù)形結(jié)合思想.
2.探索新知,感悟生成
問題2計(jì)算 (a+b)(a+q) 說說你的發(fā)現(xiàn).
師生活動(dòng):學(xué)生給出以下運(yùn)算過程, (a+b)(a+q)=a2+aq+ab+bq= 通過觀察,學(xué)生發(fā)現(xiàn) (a+b)(a+q) 是由( a+ b ) (p+q) 特殊化而來,即令 p=a 業(yè)
追問1令 p=a 后,其運(yùn)算結(jié)果由4項(xiàng)變成3項(xiàng),如果在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步特殊化,你想怎么特殊化,想得到怎樣的運(yùn)算結(jié)果?
師生活動(dòng)問題給出后,學(xué)生積極思考,嘗試通過特殊化進(jìn)一步將運(yùn)算結(jié)果簡化.學(xué)生結(jié)合上式運(yùn)算結(jié)果,試著去除 (q+b)a ,于是令 q=-b 所以有
設(shè)計(jì)意圖滲透一般到特殊的思想方法,通過特殊化處理讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)平方差公式.在這一過程中,教師首先給出特例,引導(dǎo)學(xué)生操作、觀察,發(fā)現(xiàn)特例( a+ b ) (a+q) 是令 (a+b)(p+q) 中p=a 而來,通過挖掘特殊與一般之間的關(guān)系,為進(jìn)一步特殊化處理指明了方向.在問題2的基礎(chǔ)上,學(xué)生處理得到 (a+b)(a-b)=a2-b2
追問2計(jì)算 (a+b)(a-b) 時(shí),計(jì)算結(jié)果為什么是兩項(xiàng)?
學(xué)生活動(dòng)學(xué)生給出以下運(yùn)算過程: (a+b)(a-b)=a2-ab+ ab -b2=a2-b2. 即利用多項(xiàng)式的乘法法則得到4項(xiàng),通過合并同類項(xiàng)使4項(xiàng)變成2項(xiàng).
設(shè)計(jì)意圖讓學(xué)生體會(huì)平方差公式的本質(zhì)就是多項(xiàng)式乘法,滲透一般到特殊的思想方法,提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力.
追問3如果將 (a+b)(a-b)= a2-b2 這個(gè)特殊的整式乘法命名,你想怎么命名?你能用文字語言描述嗎?
設(shè)計(jì)意圖引導(dǎo)學(xué)生從公式的結(jié)構(gòu)特征出發(fā),根據(jù)結(jié)構(gòu)特征為公式命名,由此得到平方差公式.在這一過程中,教師應(yīng)多加鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用文字語言進(jìn)行描述,進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)平方差公式的理解,為后續(xù)的應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).
3.驗(yàn)證新知,溝通聯(lián)系
問題3能否用圖形的面積關(guān)系直觀地表示平方差公式呢?
師生活動(dòng)教師預(yù)留時(shí)間讓學(xué)生獨(dú)立完成,教師巡視.從探究結(jié)果發(fā)現(xiàn),大多數(shù)學(xué)生都能很快地畫出a+b 的邊,但是在表達(dá) a-b 時(shí)遇到不小麻煩,教師便啟發(fā)學(xué)生從正方形結(jié)構(gòu)入手,利用正方形面積構(gòu)造圖形.學(xué)生通過合作、探究,得到圖2、圖3兩種證明方法.
設(shè)計(jì)意圖引導(dǎo)學(xué)生利用圖形語言表征平方差公式,滲透數(shù)形結(jié)合思想方法.應(yīng)用不同數(shù)學(xué)語言進(jìn)行表征,有利于深化學(xué)生對(duì)平方差公式的理解,并為后續(xù)完全平方公式的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ).
4.應(yīng)用新知,鞏固提升
問題4判斷下列算式能否用平方差公式計(jì)算?說說你的理由.(1) (2a+3b)(2a-3c); (2) (-m+n)(m-n)
師生活動(dòng):學(xué)生經(jīng)過思考、討論、交流等過程,發(fā)現(xiàn)以上算式都不能用平方差公式計(jì)算.
設(shè)計(jì)意圖通過思考辨析,使學(xué)生進(jìn)一步熟悉平方差公式的本質(zhì)特征,明晰運(yùn)用平方差公式必須具備的條件.
問題5利用平方差公式計(jì)算
下列算式,并指出平方差公式中字
母""分別代表什么.(1) (100+2)×(100-2); (2) 103×97 (3) (3x+2y)(3x-2y); (4) (a+b+1)(a+b-1).
學(xué)生活動(dòng):學(xué)生獨(dú)立解答,從學(xué)生解題的反饋來看,大多數(shù)學(xué)生都能靈活地運(yùn)用平方差公式解決問題.第(1)題、第(3)題可以直接應(yīng)用公式計(jì)算;第(2)題為間接計(jì)算,即將“103”轉(zhuǎn)化為4 i00+3′′",將“97”轉(zhuǎn)化為“100-3′′",滲透轉(zhuǎn)化思想方法;第(4)題滲透整體思想,即將“ a+b ”視為一個(gè)整體,令"",將問題轉(zhuǎn)化為學(xué)生熟悉的完全平方公式的形式,即 (Ωt+1)(Ωt-1) 業(yè)
設(shè)計(jì)意圖通過“用”檢測(cè)和鞏固學(xué)生對(duì)平方差公式的理解,讓學(xué)生切身體會(huì)平方差公式的便捷,提高學(xué)生應(yīng)用新知解決問題的能力.在這一過程中,教師應(yīng)注意滲透轉(zhuǎn)化思想和整體思想,幫助學(xué)生進(jìn)一步理解平方差公式的結(jié)構(gòu)特征,體會(huì) a 、b既可以表示數(shù),也可以表示單項(xiàng)式,還可以表示多項(xiàng)式的思想方法.
5.總結(jié)概括,自我評(píng)價(jià)
問題6通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)你有哪些收獲?還有哪些困惑?
師生活動(dòng)教師鼓勵(lì)學(xué)生從知識(shí)、思想方法等方面進(jìn)行歸納總結(jié),幫助學(xué)生對(duì)本節(jié)課所學(xué)知識(shí)有一個(gè)系統(tǒng)的、全面的認(rèn)識(shí).在此過程中,教師引導(dǎo)學(xué)生思考兩個(gè)問題:平方差公式的本質(zhì)是什么?應(yīng)用時(shí)需注意哪些問題?通過追問,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí).
設(shè)計(jì)意圖通過課堂小結(jié),進(jìn)一步深化學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解,提煉探究方法,并為后續(xù)學(xué)習(xí)提供思路.
教學(xué)思考
數(shù)學(xué)是一門抽象的學(xué)科,欲使學(xué)生獲得深層次的理解,僅憑教師的講授是很難達(dá)成的,因此,教師應(yīng)重視引導(dǎo)學(xué)生追溯知識(shí)的由來,探究知識(shí)的本質(zhì),感悟知識(shí)形成背后的思想方法,實(shí)現(xiàn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí).在實(shí)際教學(xué)中,教師要充分發(fā)揮主導(dǎo)作用,在“三個(gè)理解”的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)探究活動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷知識(shí)的形成、發(fā)展、應(yīng)用過程,深入理解知識(shí)的本質(zhì),提升數(shù)學(xué)思維能力與數(shù)學(xué)核心素養(yǎng).
在本節(jié)課的教學(xué)中,教師并未直接給出平方差公式讓學(xué)生識(shí)記和套用,而是從學(xué)生熟悉的整式乘法入手,讓學(xué)生親歷一般到特殊的轉(zhuǎn)化過程,然后自主歸納總結(jié)出平方差公式.學(xué)生在這一過程中,既深刻理解了知識(shí)的本質(zhì),又將這一研究方法拓展至其他乘法公式的探究上,從而形成乘法公式的知識(shí)體系.
總之,在數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師需要從學(xué)生已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)出發(fā),合理搭建數(shù)學(xué)教學(xué)支架,通過獨(dú)立思考和互助學(xué)習(xí)相結(jié)合的方式讓學(xué)生共同探索知識(shí)的形成、發(fā)展、應(yīng)用過程,成為數(shù)學(xué)知識(shí)的明白人.