在《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》(以及簡(jiǎn)稱“新課標(biāo)”)的指導(dǎo)下,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)已然成為初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的一項(xiàng)基本任務(wù).大概念作為知識(shí)通往素養(yǎng)的橋梁,強(qiáng)調(diào)對(duì)知識(shí)的理解與自主遷移,有助于學(xué)生形成良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和思維方式[1].具體來(lái)說(shuō),大概念引領(lǐng)下的數(shù)學(xué)課堂教學(xué)更加關(guān)注知識(shí)的整體性、結(jié)構(gòu)性,有利于學(xué)生建構(gòu)良好的知識(shí)體系,實(shí)現(xiàn)知識(shí)的理解、方法的遷移、能力的培養(yǎng)、素養(yǎng)的落實(shí).下面,筆者以“解分式方程”的教學(xué)為例,以大概念視角下的單元整體教學(xué)為背景,通過(guò)類比遷移幫助學(xué)生建構(gòu)知識(shí)體系,讓學(xué)生學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)的眼光去觀察、用數(shù)學(xué)的思維去思考、用數(shù)學(xué)的語(yǔ)言去表達(dá),從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的目的.
教學(xué)分析
1.學(xué)情與教材分析
在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)一元一次方程和二元一次方程組,對(duì)方程的概念、類型、解法及其在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用都有了一定的認(rèn)識(shí).同時(shí),學(xué)生理解并掌握了分式的概念及四則運(yùn)算,這些知識(shí)都是學(xué)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容的基礎(chǔ).教學(xué)中,教師有必要突破課時(shí)教學(xué)的束縛,以“方程就是含未知數(shù)的整式,通過(guò)運(yùn)算和等式的性質(zhì)可以化未知為已知”這一大概念為統(tǒng)領(lǐng),引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)類比、聯(lián)想、歸納、應(yīng)用等活動(dòng)認(rèn)識(shí)、理解方程,構(gòu)建單元知識(shí)整體框架,提煉研究方程的一般方法.
2.教學(xué)目標(biāo)
(1)根據(jù)分式方程的定義,理解分式方程可能產(chǎn)生增根的原因,掌握解分式方程的基本步驟;
(2)明確可化簡(jiǎn)為一元一次方程的分式方程與一元一次方程的區(qū)別和聯(lián)系;
(3)引導(dǎo)學(xué)生將分式方程與分式、整式方程等相類比,發(fā)展學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,滲透轉(zhuǎn)化意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力.
3.教學(xué)重難點(diǎn)
(1)解分式方程的基本思路和方法;(2)理解分式方程可能產(chǎn)生增根的原因.
教學(xué)過(guò)程
1.創(chuàng)設(shè)情境,引入方程
大概念視角下的單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)適當(dāng)?shù)那榫常寣W(xué)生主動(dòng)參與到課堂教學(xué)實(shí)踐中去,從而促進(jìn)學(xué)生知識(shí)的自然生成、思維的自然生長(zhǎng).教學(xué)中,教師應(yīng)從學(xué)生熟悉的生活情境出發(fā),引導(dǎo)學(xué)生利用已有知識(shí)和已有經(jīng)驗(yàn)解決實(shí)際問(wèn)題,感悟探索分式方程的必要性,培養(yǎng)學(xué)生的遷移應(yīng)用能力,發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng).
問(wèn)題1小明家到學(xué)校的距離是4千米,平時(shí)小明爸爸騎電瓶車接送小明上下學(xué),今天因?yàn)橛惺碌R,出發(fā)時(shí)間較晚,為了避免上學(xué)遲到,小明爸爸打車送他上學(xué).已知出租車的平均速度比電瓶車快20千米/小時(shí),從家到學(xué)校出租車所用的時(shí)間是電瓶車所用時(shí)間的一半,求電瓶車的平均行駛速度.
學(xué)生獨(dú)立思考后,師生開(kāi)始互動(dòng)交流.
師大家想用什么方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題?
生可以用方程來(lái)解決.
師哪位同學(xué)來(lái)說(shuō)說(shuō)你的解題思路?
生1設(shè)電瓶車的平均行駛速度為 x 千米/小時(shí),則從家到學(xué)校騎電瓶車所用的時(shí)間為 , 乘坐出租車所用的時(shí)間為
又根據(jù)“出租車所用的時(shí)間是電瓶車所用時(shí)間的一半”,所以有:
師你們贊成生1的說(shuō)法嗎?
生贊成.
師這是什么方程呢?根據(jù)方程的特點(diǎn),如何給它命名?
教師啟發(fā)學(xué)生將本題與整式方程和分式相類比,發(fā)現(xiàn)本題的分母含有未知數(shù),由此猜想該方程是分式方程,對(duì)于學(xué)生的猜想,教師給予了充分的肯定,并引導(dǎo)學(xué)生將其與整式方程的定義相類比,自主得出分式方程的定義.
設(shè)計(jì)意圖教師從學(xué)生熟悉的生活情境出發(fā),讓學(xué)生自主得出分式方程,引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)的眼光去觀察實(shí)際生活,充分體會(huì)分式方程在解決實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用價(jià)值,激發(fā)學(xué)生探索分式方程的積極性.學(xué)生得出分式方程后,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生將分式方程與整式方程相類比,體會(huì)整式方程與分式方程之間的區(qū)別和聯(lián)系,從而歸納出分式方程的定義,讓學(xué)生學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)的思維去思考,用數(shù)學(xué)的語(yǔ)言去表達(dá).另外,在此過(guò)程中,教師應(yīng)貫徹落實(shí)“以生為本”的教學(xué)理念,引導(dǎo)學(xué)生觀察、類比、歸納,以此發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象能力、歸納總結(jié)能力.
2.類比探究,形成思路
分式方程、一元一次方程、二元一次方程組均隸屬于方程的范疇,在學(xué)習(xí)分式方程之前,學(xué)生已經(jīng)掌握了一元一次方程和二元一次方程組的解法,基于大單元視角下的教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生將新知與已有知識(shí)相類比,讓學(xué)生自主探究分式方程的解法,把握分式方程的本質(zhì),借此培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),提升學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力.
問(wèn)題2類比整式方程的學(xué)習(xí)過(guò)程,你認(rèn)為應(yīng)如何研究分式方程?
生2概念一解法一應(yīng)用.
師很好,剛剛我們已經(jīng)研究了分式方程的概念.接下來(lái),我們共同探究分式方程的解法.在解以上分式方程前,請(qǐng)大家思考一個(gè)問(wèn)題: 是什么方程?如何求解?
生2該方程是整式方程,它的求解過(guò)程如下:
2(1+x)=7.
2x=7-2,
2x=5,
師非常好,按照“去分母一去括號(hào)一移項(xiàng)一合并同類項(xiàng)一系數(shù)化為1”這一基本步驟,順利地解決了以上整式方程.類比整式方程的解法,請(qǐng)大家試著解分式方程 業(yè)
教師預(yù)留充足的時(shí)間讓學(xué)生解題,并展示學(xué)生的計(jì)算過(guò)程.
生3
4x+80=8x
x=20.
師非常好.將 2”轉(zhuǎn)化為“4
這一步叫什么?
生3去分母.
師你是如何做到的?
生3方程兩邊同時(shí)乘以最簡(jiǎn)公分母,可以將分式方程轉(zhuǎn)化為整式方程.
師很好.將分式方程轉(zhuǎn)化為我們熟悉的整式方程,在利用整式方程的經(jīng)驗(yàn)順利解決問(wèn)題.還有其他方法嗎?
生4
4x=80,
x=20.
師你的依據(jù)是什么?
生4化為分母相同.
師很不錯(cuò),還有其他方法嗎?
生5按照生4的想法,也可以將其化為分子相同,所以有:
解得 x=20
師對(duì)比以上解法,它們有何共同之處?
生6都是先將分式方程轉(zhuǎn)化為整式方程,然后求解.
設(shè)計(jì)意圖教師引導(dǎo)學(xué)生從整式方程的解法出發(fā),讓學(xué)生通過(guò)類比得出分式方程的解法,體會(huì)各種方程解法之間的聯(lián)系與區(qū)別,形成系統(tǒng)化認(rèn)識(shí).在此過(guò)程中,教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用不同的方法解決問(wèn)題,并分析不同解法的異同,由此通過(guò)更深層次的推敲、分析,厘清求解分式方程的基本思路,認(rèn)清分式方程的本質(zhì).
3.差異類比,形成方法
大概念視角下的單元整體教學(xué)應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注知識(shí)間的區(qū)別與聯(lián)系,讓新知順利地融入學(xué)生已有知識(shí)體系,加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與認(rèn)識(shí),培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性,提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力.
問(wèn)題3 你能用同樣的方法解出分式方程 嗎?
教師預(yù)留時(shí)間讓學(xué)生獨(dú)立解答,并投影展示學(xué)生的解題過(guò)程:
解法1
解法2
解法3
師觀察以上解題過(guò)程,為什么結(jié)果不同?哪個(gè)正確?哪個(gè)錯(cuò)誤?解分式方程時(shí)要注意什么問(wèn)題?
在問(wèn)題的驅(qū)動(dòng)下,學(xué)生積極思考,發(fā)現(xiàn)分式方程本身隱含著分母不為零的條件,但是在將分式方程轉(zhuǎn)化為整式方程的過(guò)程中,人為地將這種限制取消了.也就是說(shuō),在將分式方程轉(zhuǎn)化為整式方程后,方程未知數(shù)的取值范圍擴(kuò)大了,由此出現(xiàn)了不適合原方程根的情況,因此解分式方程要注意驗(yàn)證,
師對(duì)比以上解題方法,請(qǐng)歸納總結(jié)解答分式方程的基本思路和一般步驟.
教師預(yù)留時(shí)間讓學(xué)生歸納總結(jié),并給出圖1所示的框架圖.
設(shè)計(jì)意圖教師鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用不同方法解決問(wèn)題,解法不同,得到的計(jì)算結(jié)果有可能不同,由此引發(fā)“認(rèn)知沖突”,激發(fā)學(xué)生探究的積極性.在教師的啟發(fā)和引導(dǎo)下,學(xué)生通過(guò)自主探究、討論交流逐步走出“困境”,發(fā)現(xiàn)“真相”,理解分式方程產(chǎn)生“增根”的原因,由此形成求解分式方程的一般步驟.在此過(guò)程中,教師引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題等環(huán)節(jié),滲透化歸思想、程序化思想,有效地落實(shí)“四能”,培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性、靈活性、變通性,發(fā)展學(xué)生的推理能力、抽象能力等數(shù)學(xué)核心素養(yǎng).
4.應(yīng)用知識(shí),鞏固內(nèi)化
應(yīng)用是鞏固知識(shí)、強(qiáng)化技能的必經(jīng)之路.學(xué)生理解并掌握求解分式方程的基本步驟之后,教師應(yīng)順勢(shì)給出相應(yīng)練習(xí),通過(guò)針對(duì)性的訓(xùn)練檢測(cè)學(xué)生對(duì)新知的掌握情況,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力,促進(jìn)知識(shí)的自然內(nèi)化.
問(wèn)題4解方程:
(1) (2)
學(xué)生獨(dú)立解題,教師投影展示規(guī)范化解答過(guò)程.
設(shè)計(jì)意圖通過(guò)檢測(cè)學(xué)生對(duì)新知的掌握情況,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí).在此過(guò)程中,教師投影展示解題過(guò)程,幫助學(xué)生養(yǎng)成規(guī)范解題的習(xí)慣,促進(jìn)學(xué)生整體性認(rèn)知能力的形成,培養(yǎng)數(shù)學(xué)思維的嚴(yán)謹(jǐn)性.
5.課堂小結(jié),完善體系
課堂總結(jié)是數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的重要環(huán)節(jié),是培養(yǎng)“四基”的重要途徑.立足于大概念的單元整體教學(xué),有必要提供時(shí)間和空間讓學(xué)生進(jìn)行歸納總結(jié),培養(yǎng)數(shù)學(xué)思維的系統(tǒng)性,完善數(shù)學(xué)知識(shí)的結(jié)構(gòu)性,提升學(xué)生的遷移能力,落實(shí)學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng).
問(wèn)題5回顧本節(jié)課所學(xué)知識(shí),你有哪些收獲?請(qǐng)從知識(shí)、思想方法等方面進(jìn)行歸納總結(jié).
學(xué)生思考、交流、歸納,教師適時(shí)評(píng)價(jià)并補(bǔ)充完善.
設(shè)計(jì)意圖通過(guò)反思,深化學(xué)生對(duì)分式方程定義及解法的理解,讓學(xué)生進(jìn)一步感受研究?jī)?nèi)容、思想方法等方面的一致性,逐步完善認(rèn)知體系,同時(shí)增強(qiáng)解題信心,培養(yǎng)數(shù)學(xué)語(yǔ)言表達(dá)能力,從整體上提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力.
教學(xué)反思
在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師要關(guān)注單元整體性,注重?cái)?shù)學(xué)知識(shí)之間的內(nèi)在邏輯聯(lián)系,強(qiáng)調(diào)對(duì)知識(shí)的理解與自主遷移,幫助學(xué)生形成良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu),提升關(guān)鍵能力[2].在教學(xué)實(shí)踐中,教師應(yīng)特別關(guān)注以下方面:
1.以學(xué)生為主體,提升學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力
新課標(biāo)指出:除了模仿和記憶,學(xué)生還應(yīng)有更多的學(xué)習(xí)方式.教學(xué)中,教師要重視學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中的主體地位,為學(xué)生營(yíng)造出平等、和諧的學(xué)習(xí)氛圍,鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與課堂,通過(guò)師生、生生的積極互動(dòng),提升學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力.
在本課教學(xué)中,教師從學(xué)生已有知識(shí)和已有經(jīng)驗(yàn)出發(fā),合理地創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷觀察、類比、猜想、歸納、驗(yàn)證等過(guò)程,通過(guò)自主探究獲得求解分式方程的基本思路和基本步驟,讓學(xué)生學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)方式思考問(wèn)題,從而促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)思維的生長(zhǎng)和數(shù)學(xué)能力的提升.
2.以數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)為導(dǎo)向,發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)思維
在課程改革的推動(dòng)下,培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)已然成為數(shù)學(xué)教學(xué)的一項(xiàng)基本任務(wù).教學(xué)中,教師應(yīng)以核心素養(yǎng)理念為導(dǎo)向設(shè)計(jì)課堂教學(xué)任務(wù),借此優(yōu)化學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)理論知識(shí)的理解和掌握,幫助學(xué)生積累活動(dòng)經(jīng)驗(yàn),豐富問(wèn)題解決策略,培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的必備品格和關(guān)鍵能力.
在本課教學(xué)中,教師有意識(shí)地將數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)滲透于課堂教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié),引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷知識(shí)產(chǎn)生、發(fā)展、應(yīng)用等過(guò)程,借此促進(jìn)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的深度理解,提高學(xué)生的抽象能力、推理能力、運(yùn)算能力等數(shù)學(xué)核心素養(yǎng).
3.立足單元整體設(shè)計(jì),提升學(xué)生的遷移能力
數(shù)學(xué)是一門(mén)邏輯性極強(qiáng)的學(xué)科,數(shù)學(xué)知識(shí)之間有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系.在教學(xué)實(shí)踐中,教師應(yīng)立足于整體設(shè)計(jì),有意識(shí)地將舊知與新知建立聯(lián)系,讓學(xué)生應(yīng)用已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)解決新問(wèn)題,充分體會(huì)新舊知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系.通過(guò)對(duì)比分析,可使學(xué)生逐漸形成正確的認(rèn)知,不斷提高學(xué)生的遷移能力和自主學(xué)習(xí)能力.
在本課教學(xué)中,教師引導(dǎo)學(xué)生將分式方程與分式、整式方程等內(nèi)容相類比,通過(guò)自主探究獲得分式方程的定義及解答分式方程的一般步驟,幫助學(xué)生建構(gòu)起分式方程的知識(shí)體系,提升學(xué)生在數(shù)學(xué)探究、數(shù)學(xué)運(yùn)算、邏輯推理等方面的綜合能力.
總之,在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師應(yīng)立足于單元整體,關(guān)注知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系,基于大概念視角引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行單元知識(shí)的整體建構(gòu),促進(jìn)學(xué)生知識(shí)體系的完善和關(guān)鍵能力的提升,培養(yǎng)學(xué)生敢于探索、樂(lè)于實(shí)踐的良好思維品質(zhì).
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數(shù)學(xué)教學(xué)通訊·初中版2025年6期