隨著《義務教育數(shù)學課程標準(2022年版)》(以下簡稱“新課標”)的貫徹落實,關(guān)于學生高階認知能力的研究,已成為廣大教育工作者關(guān)注的焦點.因為高階認知不僅體現(xiàn)了學生對基礎(chǔ)知識與基本技能的掌握情況,還凸顯了學生創(chuàng)新意識與綜合能力的高低.不少學生在低階認知類問題上表現(xiàn)優(yōu)異,一旦遭遇高階認知問題則手足無措.為此,筆者針對這一現(xiàn)象進行了大量研究,發(fā)現(xiàn)在課堂上為學生提供更多的思考與推理機會,可進一步激發(fā)學生的潛能,促進學生高階認知能力的發(fā)展,為形成創(chuàng)新意識奠定基礎(chǔ).下面,筆者將結(jié)合“一次函數(shù)”的復習教學進行探討.
教學過程設(shè)計
1.喚醒原有認知,探尋知識聯(lián)系
學生在課堂上遇到的數(shù)學問題一般都源自生活實際、科學領(lǐng)域或數(shù)學本身.復習教學與新課講授最大的區(qū)別在于學生的認知結(jié)構(gòu)差異.為此,復習教學的目的就是喚醒學生已有的認知經(jīng)驗,通過探索知識間的內(nèi)在聯(lián)系,引導學生建立新的知識結(jié)構(gòu),完善認知體系.一次函數(shù)是學生領(lǐng)悟“數(shù)形結(jié)合”思想的關(guān)鍵節(jié)點,結(jié)合學生的實際認知水平,以解讀圖象信息為教學起點,不僅能成功喚醒學生已有的認知經(jīng)驗,還能促使學生自主應用數(shù)形結(jié)合思想思考與分析問題[1].
師:觀察圖1,可以從中獲得哪些數(shù)學信息?
學生自主觀察并分析圖象,可獲得的信息有: ① 該圖象為一次函數(shù)圖象; ② 這條直線與坐標軸形成的兩個交點分別為點(1,0)與點(0,2); ③ 圖象的增減性; ④ 當xlt;1 時, ygt;0 ,當 xgt;1 時, ylt;0 當 x=1 時, y=0 : ⑤ 解析式為y=-2x+2 ⑥ 可獲得坐標軸與直線圍成三角形的面積值.
教師對學生的發(fā)現(xiàn)表示贊同,并鼓勵學生將獲得的知識點集中起來,自主或組內(nèi)合作建構(gòu)與一次函數(shù)有關(guān)的知識導圖.學生自主構(gòu)圖,教師在巡視過程中選擇典型導圖進行投影展示.同時,根據(jù)學生構(gòu)圖的優(yōu)劣展開評價,引導學生從中汲取精華,完善認知.
設(shè)計意圖 以一副簡潔的一次函數(shù)圖象啟迪學生的思維,讓學生積極參與到問題的思考中來,學生先根據(jù)自身的理解獲得關(guān)于一次函數(shù)的初步認知,然后在教室引導下逐步完善認知結(jié)構(gòu).低門檻的導入方式,成功地激發(fā)了學生的探索興趣,切入從“形一數(shù)”的觀察與思考路徑,促使學生在原有認知的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)知識的內(nèi)在聯(lián)系,為建立結(jié)構(gòu)化的知識體系奠定基礎(chǔ).
2.逐步深化認知,揭示知識 本質(zhì)
新課標指導下的數(shù)學教學,必須將“以學定教”理念放在首位.學生是學習的主體,其認知經(jīng)驗決定了教學成效.由于學生在前期的學習中已經(jīng)積累了一定的經(jīng)驗,所以在復習教學中,教師可引導學生追溯知識原點,應用典型例題探索知識本質(zhì),進一步提升學生的概括、分析與判斷等能力,并通過反饋矯正、及時追問、適當反思等方式培養(yǎng)學生的邏輯思維能力.
師:關(guān)于學習“一次函數(shù)”,你們有哪些經(jīng)驗?說一說探索一次函數(shù)的關(guān)鍵點、注意點等,請舉例闡述.
學生基于自身已有的認知經(jīng)驗,回溯提出一次函數(shù)概念的限制條件、一次函數(shù)與正比例函數(shù)的聯(lián)系及一次函數(shù)的性質(zhì)等內(nèi)容,并對易錯點展開描述.
設(shè)計意圖要求學生自主闡述學習“一次函數(shù)”的心得體會,主要是為了充分了解學生的實際認知水平,為“以學定教”提供依據(jù).同時,學生回溯的過程屬于經(jīng)驗重現(xiàn),對知識與能力的提升并沒有什么幫助,因此教師必須在學生自主回顧的基礎(chǔ)上加以引導與點撥.
師:大家都知道一次函數(shù)的圖象是一條直線,結(jié)合數(shù)形結(jié)合思想,請大家舉例談談對“由線構(gòu)形”的理解.
此問成功地驅(qū)動了學生對數(shù)形結(jié)合思想的理解,有學生提出:利用數(shù)形結(jié)合思想探索一次函數(shù)時,可結(jié)合問題條件精準畫圖,畫圖過程中要特別關(guān)注兩個解或多個解的情況.比如:已知一次函數(shù) y=kx+ 4的圖象和坐標軸構(gòu)成的三角形面積等于16,那么該函數(shù)的解析式是怎樣的?
一次函數(shù)與坐標軸的交點為
(0,4)與 ,因此有學生
片面地認為只有
(2
這一種結(jié)果,所以 ,解析式, -χ+4.然而,一次函數(shù)y =
kx+4 與坐標軸的交點并不一定就
在 x 軸的正半軸,也有可能處于負
半軸.所以,一次函數(shù)與坐標軸所圍
成的直角三角形處于坐標橫軸上的
邊的長度應為 從中可以看出,
若考慮不周,就會出現(xiàn)漏解的現(xiàn)象.
探索一次函數(shù)的圖象與性質(zhì)、一次函數(shù)與一元一次方程的關(guān)系、一次函數(shù)與一元一次不等式的關(guān)系時,均會涉及數(shù)形結(jié)合思想.以下列問題為例:
已知一次函數(shù) 為常數(shù)),其中 x , y 的對應值見表1,請分別完成相應的問題,
(1) y 值會隨著 x 值的增大
而(2)方程 ax+b=0 的解為不等式 ax+bgt;0 的解集為(3)若 -1?x?2 ,則在此取值范圍內(nèi) y 的最大值為 _,最小值為 ;若 -1?y?1 ,則在此取值范圍內(nèi) x 的取值范圍為(4)若在圖1中將一次函數(shù) y=2x+1的圖象也畫進去,能否發(fā)現(xiàn)兩條直線的交點位置?
(5)如圖2,若分別用 y1=2χ+1,y2=-2x+2表示上述兩個函數(shù),那么當 x 取何值時,存在 y1gt; y2,y=y,y
(6)如圖2,若為每個交點坐標標注相應的字母,可獲得哪些圖形的面積?請說明過程.
在問題的引領(lǐng)下,學生的思維活躍起來,并借助數(shù)形結(jié)合思想分析與解決問題.以解決問題(3)為例,一部分學生基于“數(shù)”的視角思考,通過代人求值,將問題轉(zhuǎn)化為不等式問題;一部分學生基于“形”的視角思考,通過 x 的取值范圍獲得 y 的相應取值范圍;還有一部分學生通過對表格的觀察得出結(jié)論.由此可見,數(shù)形結(jié)合思想對探索一次函數(shù)具有重要意義.
教師肯定了學生的解題思路,并進一步引導學生思考,解決一次函數(shù)相關(guān)問題除了應用數(shù)形結(jié)合思想,還涉及哪些思想方法?學生認為還涉及函數(shù)思想.由此,師生共同探討下列問題:
小明和哥哥分別從甲、乙兩地出發(fā)相向而行,兩人與甲地之間的距離 y (千米)和行走時間 x (分鐘)之間的關(guān)系可用圖3表示.
(1)圖中點 P (24,2)所表示的意義是什么?
(2)哥哥與甲地之間的距離y與他行走的時間 x 之間存在怎樣的關(guān)系?試用函數(shù)關(guān)系式表達.
(3)小明從甲地走到乙地需要 花費多少時間?
關(guān)于第(1)問,分析點 P 所表示的意義:學生很快給出小明和哥哥行走24分鐘后,在與甲地相距2千米的 P 點相遇;第(2)問,結(jié)合題設(shè)要求,學生自主列式為 y= 8x+5;第(3)問,結(jié)合第(2)問可明確甲、乙兩地之間的距離為5千米,那么小明行走的時間 x 與甲地之間的距離 y 之間的關(guān)系可用式子 表示,當 y 值為5時,經(jīng)代入分析,可解得 x 的值為60分鐘,由此可確定小明從甲地行走到乙地需要花費60分鐘.
在一環(huán)扣一環(huán)的思考中,學生切身體會了數(shù)形結(jié)合思想的重要性,學會了從函數(shù)視角觀察與分析問題中所存在的變量關(guān)系.
設(shè)計意圖基于學生認知發(fā)展的需要,教師應結(jié)合學生的實際認知水平設(shè)計教學活動,鼓勵學生通過列舉法突破教學重難點,關(guān)注易錯點,并借助問題不斷地提升學生對一次函數(shù)的理解,幫助學生提煉數(shù)形結(jié)合思想與函數(shù)思想,發(fā)展學生的數(shù)學核心素養(yǎng).
3.提高學生認知,科學合理評價
課堂教學推進至此,已然接近尾聲.欲確認教學成效,則需進行學習評價.學習評價的目的主要在于全面了解學生的認知水平,根據(jù)學生存在的問題及時調(diào)整與改進教學策略.因此,學習評價除了關(guān)注學生的知識與技能掌握情況,還應關(guān)注學生在課堂上表現(xiàn)出來的能力與素養(yǎng)等特質(zhì),通過優(yōu)化教學策略,提高學生的認知能力,引發(fā)學生再思考能力,進而真正提升學生的綜合學習能力.
師:現(xiàn)在,請大家自主編擬一些與一次函數(shù)相關(guān)的問題,組內(nèi)成員共同討論解題方法.同時,對本節(jié)課的教學進行回顧、梳理與總結(jié),將課堂上所涉知識的重難點、思想方法等用知識結(jié)構(gòu)圖的方式呈現(xiàn)出來.
設(shè)計意圖通過自主編題、解題,可觀察學生的復習成效.要求學生自主畫圖總結(jié)一節(jié)課所學知識、思想方法等內(nèi)容,一方面可以提高學生認知,另一方面可幫助學生建立結(jié)構(gòu)化的認知體系,為發(fā)展學生數(shù)學核心素養(yǎng)創(chuàng)造條件.
幾點思考
1.確定目標,定位認知
復習教學的首要因素在于了解學生的實際認知水平,此為設(shè)計教學活動的依據(jù).因此,根據(jù)學情制定教學目標是基礎(chǔ),合理的教學目標不僅能提升學生的知識與技能水平,還能發(fā)展學生的學習能力.設(shè)計教學活動之前,教師應研究下列問題:關(guān)于一次函數(shù)相關(guān)知識,學生已經(jīng)掌握了哪些內(nèi)容?哪些方面還有欠缺?哪些知識點是學生容易出錯或難以理解的?想要發(fā)展學生的認知水平,該如何開展教學活動?由此,整個課堂的出發(fā)點與落腳點都很明確,即在“以學定教”的基礎(chǔ)上設(shè)計教學方案,可使整個教學過程目標明確、針對性強[2].
2.鏈接活動,提升認知
有了明確的教學目標,教學活動的開展就有章可循.為了幫助學生建立認知結(jié)構(gòu),教師應堅持“以學定教”的教學理念,將學生的想法與認知放在第一位.于是,教師對本節(jié)課的教學進行了調(diào)整,即以舊知的回顧為教學起點,在答疑解惑的基礎(chǔ)上,逐步提升學生的認知水平.
基于以上思考,教師在課堂上將各個教學活動鏈接在一起,引導學生從知識體系的建構(gòu)開始,探尋各個知識點之間的關(guān)聯(lián)性.整個教學過程,教師都充分尊重學生的個體差異,將學生置于教學主體地位,引導學生由淺入深地思考與交流,發(fā)展“四基”“四能”與“三會”能力.
3.科學評價,升華認知
新課標強調(diào)數(shù)學教學應注重“過程性評價”,這就要求教師關(guān)注學生在課堂中的學習情況.“過程性評價”應從學生的學習能力與現(xiàn)有水平出發(fā),根據(jù)學生的課堂表現(xiàn)及時加以點撥與引導,幫助學生更好地了解自身的認知水平,建立學習信心.檢驗一節(jié)課教學的成敗,最終要看教學目標的達成情況,通常借助課堂小練或測試等方式來實現(xiàn).學生的復習成效如何?是否每個學生都實現(xiàn)了預期的教學目標?要想了解這些問題,離不開檢測這一輔助功能.當課堂接近尾聲,教師應鼓勵學生自主編擬問題并互相解決,由此觀察學生思維的靈活性、深刻性與敏捷性程度,從而判斷學生的課堂獲得感.
總之,關(guān)注學生的實際認知水平,根據(jù)真實學情制定教學方案是“以學定教”的基礎(chǔ).教師在踐行“以學定教”理念的過程中,應靈活鏈接各個教學活動環(huán)節(jié),在“以生為本”的基礎(chǔ)上啟發(fā)學生的思維,幫助學生自主建立結(jié)構(gòu)化的知識體系,為發(fā)展學生的數(shù)學核心素養(yǎng)創(chuàng)造條件.
參考文獻:
[1]張曉兵.尋根究底高認知不斷挖掘顯本質(zhì)一—以“一次函數(shù)章復習”為例[J].數(shù)學通報,2020,59(2):27-30.
[2]王建木.以生為本以學定教—以《多邊形》第一課時的教學與反思為例[J].初中數(shù)學教與學,2014(24):1-3.