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關注教學深度 提升教學品質

2023-07-17 04:14張躍驁
數學教學通訊·高中版 2023年5期
關鍵詞:品質可持續發展深度

張躍驁

[摘? 要] 隨著新課改的不斷深入,課堂的教學模式、組織形式、學習形式都發生了重大轉變,“自主探究、合作交流”已成為新課堂主流. 不過,在發生變化的同時也涌現出了許多新問題,如探究過于膚淺,合作流于形式等,從而因教學缺乏深度而影響了教學效果. 文章指出,教學中要注重知識的整合和聯系,關注教學技能和策略,強調自我建構和自我創新,以此打造有深度的教學,實現教與學的可持續發展.

[關鍵詞] 教學;品質;深度;可持續發展

在新課改的影響下,高中數學課堂呈現出了一片“繁榮”. 不過在如火如荼的改革中,各種形式的偽探究、假合作、假交流也充斥著課堂,課堂表面上“熱烈高漲”,但課堂依然停留在機械記憶和反復訓練的淺層教學上,學生的學習能力和思維能力并沒有明顯提升. 基于此,深度課堂逐漸走進了師生的視野,其主要目的是實現由“低認知發現教學”向“指導性發現教學”轉變,由“無效講解教學”向“有效講解教學”發展,深度課堂關注知識建構、遷移和評價的創造,關注知識的整合和聯系. 在這樣的課堂上學習,學生不僅能夠深刻地理解知識,而且能夠靈活應用知識,有助于學生發展數學思維能力、形成數學核心素養,落實終身學習目標.

數學思維的發展是由低層級到高層級不斷進階的過程,在這個過程中進階理論應運而生,為“真學課堂”注入新的活力,使教與學的發展更加自然、和諧. 在進階理論的指導下,教師應關注思維進階的連續性和層次性,通過問題的梯度變化實現從現實發展層級向潛在發展層級的升華,以此促進學生高階思維能力的發展,打造深度課堂,為實現學生的可持續發展架橋鋪路.

筆者以“橢圓的幾何性質”一課為例,基于學習進階的視角,談幾點對深度課堂的認識,供借鑒.

教學實錄

教學片段1:借助問題,溯本探源

師:學習橢圓前,我們用解析法研究了直線和圓,基于以上活動經驗,談一談你是如何理解解析幾何基本思想的.

生1:它就是用代數思想方法來研究幾何問題.

生2:其中蘊含著數形結合思想方法,即將圖形問題代數化——將其轉化為代數問題,然后運用代數思想方法來計算、驗證,從而得到代數結果,反過來將代數結果幾何化. “兩化”的目的是讓問題既直觀又準確.

師:說得真好. 在之前學習中,我們依據曲線定義得到曲線方程,由曲線方程得到曲線的幾何性質. 現在我們已經學習了橢圓的定義及標準方程,接下來我們要學習什么呢?

生齊聲答:橢圓的幾何性質.

師:很好,基于以前的學習經驗,我們可以利用什么來研究橢圓的幾何性質呢?

生齊聲答:橢圓的標準方程.

(學生思考、交流)

設計意圖 無論學習平面幾何還是學習立體幾何,乃至研究函數的性質,都是從圖形出發,借助直觀感知先大膽猜測,然后結合已有知識和經驗進行推理和證明. 在本節課的教學中,若先用圖形猜想性質,然后用標準方程進行推理驗證,則會在橢圓性質的推理上偏離預設,有悖于解析幾何的基本思想,不利于知識生成. 因此,從學生認知的進階起點看,“兩化”這樣的設計是合理的、科學的,凸顯教學立意,為學生指明了研究對象和研究方向,有助于課堂生成.

教學片段2:自主探究,獲得抽象感悟

師:很好!觀察方程中兩變量x,y的取值范圍,其幾何意義是什么?

生5:說明橢圓分布在x=±a和y= ±b圍成的矩形內.

師:是的. 從方程的角度來思考,如果(x,y)是它的解,那么方程還有其他解嗎?

生6:有. 方程中出現的是x2和y2,除了(x,y)是它的解,(x,-y),(-x,y),(-x,-y)也是它的解.

師:對的. 這些解與(x,y)有何關系?反映了橢圓怎樣的幾何特性?

生7:如果(x,y)在橢圓上,那么它關于x軸的對稱點(x,-y),關于y軸的對稱點(-x,y),關于原點的對稱點(-x,-y)也都在橢圓上.

師:由此你知道了什么?

生8:橢圓是關于x軸、y軸、原點對稱的圖形.

師:不過橢圓的對稱中心一定是坐標原點嗎?對稱軸一定是x軸、y軸嗎?

生9:不一定,橢圓是可以平移的,平移后它的對稱軸和對稱中心自然也就發生變化了.

師:想一想這說明了什么呢?(學生陷入沉思)

生10:這說明橢圓的對稱性與坐標系沒有關系,這是橢圓的本質屬性.

設計意圖 該環節以學生發現為主,凸顯學生的主體價值. 同時,為了進一步感悟解析幾何的本質思想,教師引導學生從代數的角度出發,借助橢圓方程來研究橢圓上點的坐標的取值范圍和橢圓的對稱性,從而確定研究方向,總結解析法研究幾何問題的經驗. 在教學中,教師通過層層設置問題,帶領學生先研究x,y這兩個變量,接下來從其幾何意義出發,將其轉化為方程的解,繼而發現圖形的對稱關系. 通過以上探究讓學生體驗由抽象到具體、由繁到簡的變化過程,有效地化解數學學習中的抽象感,提升學生思維的活力,為學生由部分到整體的學習進階打下堅實的基礎. 另外,為了避免學生形成片面的認識,在思維的關鍵節點,教師又適時地進行追問,引導學生總結歸納出了對稱性為橢圓的本質屬性,與橢圓的位置并無必然聯系,以此深化了學生對方程的解的理解,實現了由特殊到一般的轉化,使學生的認知結構不斷完善.

教學片段3:創設沖突,逐層深化

師:結合橢圓圖形及橢圓上點的坐標的取值范圍我們知道,對于橢圓方程的解,x和y都有最大值和最小值,那么這些最大值和最小值所對應的點有什么特點呢?

生11:這些點就是橢圓與坐標軸的交點.

師:這樣的點一共有幾個呢?

生12:四個.

師:是的. 通過解方程的方法能否求出這四個點呢?

師:我們將這四個點稱為橢圓的頂點. 現思考這樣一個問題:橢圓的頂點是否一定是橢圓與x軸和y軸的交點呢?(教師預留時間讓學生交流、討論)

生14:如同橢圓的對稱性,橢圓的頂點與坐標軸無關,而是與橢圓的對稱軸有關.

師:說得很好,能夠聯想到對稱性,可見大家對以上內容已經有了深刻認識. 確實,頂點與坐標軸并無直接聯系,其為圖形的固有屬性.

生15:我認為當點P運動到左、右頂點時,距離橢圓中心O最遠;當點P運動到上、下頂點時,距離橢圓中心O最近.

師:真的嗎?你們是否也是這樣認為的呢?(學生點頭表示贊成)

師:你們能否進一步驗證這一結論呢?(教師預留時間讓學生推理驗證)

經歷以上過程后,教師給出長軸和短軸的概念也就水到渠成了.

設計意圖 對于頂點、長軸、短軸等概念的教學,若輕描淡寫地直接講解,則難免讓學生片面地認為頂點就是橢圓與坐標軸的交點,難以體現橢圓圖形的本質屬性. 同時,在教學中通過設疑和驗證,讓慣性思維與現實理解進行深度對話,深化學生的原認知,培養學生思辨和質疑的能力. 在教學過程中,教師通過巧妙設問與學生深度交流,幫助學生抓住了“長與短”的本質內涵,逐漸引導學生由感性認識上升到理性認識,從而深化了思維深度.

教學片段4:激發思維,突破難點

師:前面我們研究橢圓都是基于確定的a,b值,若a,b的值發生改變,你認為橢圓的形狀會發生怎樣的改變?(教師引導學生動手嘗試)

生17:a,b兩個量同時變化很難觀察,所以研究橢圓形狀時不妨先確定一個量,比如不改變a,只改變b,當a,b非常接近時,橢圓近似一個圓.

師:具體說一說為什么會這樣.

師:說得非常好,你能用數學語言進一步準確表達嗎?

師:不過由橢圓的定義可知,參數b并非橢圓定義涉及的原始量,而是推導橢圓標準方程時引入的一個輔助量,我們能否用橢圓的原始量來刻畫?

師:不錯的想法,那么具體如何表達呢?

生21:直接根據橢圓定義也能得出這一結論.

經歷以上自主發現的過程,教師再給出離心率及變化范圍,可以輕松地突破這一教學難點.

設計意圖 讓學生理解橢圓的離心率一直是教學難點,而在本節課教學中,通過猜想、類比、轉化等教學策略激發了學生探究的熱情,學生通過合作、交流、討論等學習活動體驗到了數學學習樂趣. 在教學中,教師從本源出發,即以方程結構為知識發現的生長點,引導學生先用比值來刻畫橢圓的圓扁程度,接下來又回歸定義,引導學生嘗試用原始量a,c進一步刻畫,從而揭示影響橢圓圓扁程度的根源是離心率,最后從不同角度認識離心率的變化范圍. 基于本源和轉化的觀點引導學生自主建構,使學生的思維生長更加自然,這彰顯了教學的智慧.

教學反思

若想改變表面的浮華,讓教學更有深度,教師就應該放權給學生,為學生提供一個民主的、平等的學習環境,讓學生的不同思維在碰撞中迸發出耀眼的光芒. 當然,為了使課堂交流更有效,教師要精心設計,抓住時機進行引導和誘發,從而讓學生的“學”變得更有價值. 以上教學活動之所以取得了較好的效果,主要因為其立足學生的已有認知,基于最近發展區搭建了思維支架,通過層層遞進的問題激發學生的潛能,引導學生自主完成新知建構. 同時,教學中教師搭建了有效的師生互動平臺,讓不同思維不斷碰撞、融合,激發了學生的思維活力,提升了教師的教學效率. 基于以上教學流程,筆者認為教學中教師應關注以下幾點.

1. 重視知識間的關聯性

進階顧名思義就是思維能力由低層向高層的逐漸演變和提升的過程,數學學習中既要重視知識的傳承,又要關注知識的發展. 例如,對于橢圓的幾何性質,表面上看是一個新內容、新挑戰,但深思后不難發現其與直線、圓等舊知有著千絲萬縷的聯系,是學生原有認知基礎和學習經驗的傳承和發展. 在教學中,教師有必要借助問題引導學生回顧舊知,幫助學生確定研究方向和研究方法,為更好地傳承和發展奠定堅實的基礎. 另外,學生習慣憑借“形的直觀”來研究圖形的幾何性質,而對于橢圓性質的研究需要打破這一局限,故教師通過巧妙設計引導學生由研究方程的解的特性,逐漸過渡到研究曲線上點的特性,從而借助“數的嚴謹”完成了新知建構,實現了思維進階,為接下來拋物線、雙曲線的研究做好了鋪墊,讓學生的理性思維得以持續發展.

2. 關注教學中的策略性

若教學只關注知識的理解和掌握,而忽視策略性知識的探究,將會限制教與學的可持續發展. 例如,在教學橢圓幾何性質中,將目光聚焦在知識的傳授上,教師完全可以通過“講授”的方式直接將內容灌輸給學生,但這樣的方式如何引導學生將碎片化的知識聯系在一起呢?如何讓學生理解解析幾何法的價值呢?如何讓學生自主完成雙曲線、拋物線以及一般曲線的探究呢?只有引導學生重視策略性知識的探究,才能讓學生真正理解“學什么”“為何學”“如何學”,全面掌握數學研究的內容和方法,為學生學習能力和創新能力的提升奠基.

總之,數學教學要關注知識間的關聯性,通過知識進階逐漸完善學生的認知體系. 同時,教學中教師要關注策略性知識的研究,通過思維、經驗的進階,培養學生終身學習的能力.

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