吳青平
【摘要】數(shù)學(xué)概念課是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的核心內(nèi)容,是學(xué)好數(shù)學(xué)的重要保障。但有些教師對(duì)數(shù)學(xué)概念的核心任務(wù)把握不準(zhǔn)確,對(duì)概念所反映的思想方法的理解水平不高,對(duì)數(shù)學(xué)概念的教學(xué)定位認(rèn)識(shí)模糊。本文通過(guò)對(duì)數(shù)學(xué)概念課型的核心任務(wù)與教學(xué)定位的深入剖析,提出概念教學(xué)的三種課型:從整體背景到局部知識(shí)的結(jié)構(gòu)教學(xué),從上位概念到下位概念的結(jié)構(gòu)教學(xué),探索數(shù)學(xué)對(duì)象運(yùn)動(dòng)變化的規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】概念課型 核心任務(wù) 教學(xué)定位
【中圖分類號(hào)】G633.6 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089(2015)06-0130-02
1.概念課型的界定
數(shù)學(xué)概念課型是以“事實(shí)學(xué)習(xí)”為中心內(nèi)容的課型。該課型體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)是在進(jìn)行“代表學(xué)習(xí)”和“概念學(xué)習(xí)”。通過(guò)“概念學(xué)習(xí)”,把作為新知識(shí)中的概念,正確地初步地轉(zhuǎn)化為學(xué)生自身認(rèn)知結(jié)構(gòu)的概念體系里的概念。通過(guò)“代表學(xué)習(xí)”,對(duì)概念的文字、語(yǔ)言敘述或概念的定義能初步理解,掌握這些數(shù)學(xué)概念所對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)符號(hào)及這些符號(hào)的書(shū)寫(xiě)、使用方法。初步了解由這些數(shù)學(xué)符號(hào)組成的語(yǔ)言含義,并能初步把它轉(zhuǎn)譯成一般語(yǔ)言。
2.高中數(shù)學(xué)概念課的核心任務(wù)與教學(xué)定位
2.1高中數(shù)學(xué)概念課的核心任務(wù)
高中數(shù)學(xué)概念課教學(xué)的核心任務(wù)是對(duì)數(shù)學(xué)對(duì)象的抽象概括。
正確地理解和形成一個(gè)數(shù)學(xué)概念,必須明確這個(gè)數(shù)學(xué)概念的內(nèi)涵——對(duì)象的“質(zhì)”的特征,及其外延——對(duì)象的“量”的范圍。一般來(lái)說(shuō),數(shù)學(xué)概念是運(yùn)用定義的形式來(lái)揭露其本質(zhì)特征的。但在這之前,有一個(gè)通過(guò)實(shí)例、練習(xí)及口頭描述來(lái)理解的階段。比如,兒童對(duì)自然數(shù),對(duì)運(yùn)算結(jié)果——和、差、積、商的理解,就是如此。到小學(xué)高年級(jí),開(kāi)始出現(xiàn)以文字表達(dá)一個(gè)數(shù)學(xué)概念,即定義的方式,如分?jǐn)?shù)、比例等。有些數(shù)學(xué)概念要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的醞釀,最后才以定義的形式表達(dá),如函數(shù)、極限等。定義是準(zhǔn)確地表達(dá)數(shù)學(xué)概念的方式。
許多數(shù)學(xué)概念需要用數(shù)學(xué)符號(hào)來(lái)表示。數(shù)學(xué)符號(hào)是表達(dá)數(shù)學(xué)概念的一種獨(dú)特方式,對(duì)學(xué)生理解和形成數(shù)學(xué)概念起著極大的作用,它把學(xué)生掌握數(shù)學(xué)概念的思維過(guò)程簡(jiǎn)約化、明確化了。許多數(shù)學(xué)概念的定義就是用數(shù)學(xué)符號(hào)來(lái)表達(dá),從而增強(qiáng)了科學(xué)性。
許多數(shù)學(xué)概念還需要用圖形來(lái)表示。有些數(shù)學(xué)概念本身就是圖形,如平行四邊形、棱錐、雙曲線等。有些數(shù)學(xué)概念可以用圖形來(lái)表示,比如基本初等函數(shù)的圖像等。有些數(shù)學(xué)概念具有幾何意義,如函數(shù)的導(dǎo)數(shù)。數(shù)形結(jié)合是表達(dá)數(shù)學(xué)概念的又一獨(dú)特方式,它把數(shù)學(xué)概念形象化、數(shù)量化了。
總之,數(shù)學(xué)概念是在人類歷史發(fā)展過(guò)程中,逐步形成和發(fā)展的。學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)概念的學(xué)習(xí),應(yīng)有一個(gè)抽象概括的過(guò)程,從文字語(yǔ)言、符號(hào)語(yǔ)言及圖形語(yǔ)言等不同角度抽取概念本質(zhì)屬性,在準(zhǔn)確把握概念外延的基礎(chǔ)上,形成清晰的學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。
2.2高中數(shù)學(xué)概念課的教學(xué)定位
數(shù)學(xué)概念課的教學(xué)中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷從具體實(shí)例抽象概括出數(shù)學(xué)概念的過(guò)程,經(jīng)歷對(duì)實(shí)際背景的感知與抽象、概括的過(guò)程。
(1)對(duì)每一個(gè)數(shù)學(xué)概念,都應(yīng)該準(zhǔn)確地給它下定義。對(duì)一些基本(原始)概念,不宜定義的也應(yīng)給予清晰準(zhǔn)確的“描述”。通過(guò)給概念下定義的教學(xué),讓學(xué)生從定義的表達(dá)形式及邏輯思維中去領(lǐng)會(huì)該事物與其它事物的根本區(qū)別。并注意對(duì)同一概念的下定義的不同方案,從而深化對(duì)概念的理解。
(2)對(duì)概念(定義)的理解必須克服形式主義。課內(nèi)應(yīng)通過(guò)大量的正、反實(shí)例,變式等,反復(fù)地讓學(xué)生進(jìn)行分析、比較、鑒別、歸納,使之與鄰近概念不至混淆,并要解決好新舊概念的相互干擾。
(3)概念教學(xué)還必須認(rèn)真解決“語(yǔ)言文字”與“數(shù)學(xué)符號(hào)、式子”之間的互譯問(wèn)題,為以后在數(shù)、式運(yùn)算中應(yīng)用數(shù)學(xué)概念指導(dǎo)運(yùn)算打下基礎(chǔ)。使學(xué)生把代表某一概念的數(shù)學(xué)符號(hào)與概念內(nèi)涵直接掛鉤。
(4)克服學(xué)生普遍存在的“學(xué)數(shù)學(xué)只管計(jì)算,何必花時(shí)間學(xué)概念”之類的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。重視概念課教學(xué)的啟發(fā)性和藝術(shù)性,重視創(chuàng)設(shè)情境,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)概念學(xué)習(xí)的高度重視。同時(shí)應(yīng)采用多種形式的訓(xùn)練(如選擇答案、填空、變式等),從多個(gè)側(cè)面去加深對(duì)概念的理解與應(yīng)用。
3.高中數(shù)學(xué)概念課課型分析
課型1:從整體背景到局部知識(shí)的結(jié)構(gòu)教學(xué)(以《集合的含義與表示》為例)
(1)背景引入——介紹數(shù)學(xué)對(duì)象的相關(guān)背景。
介紹集合論及其發(fā)展過(guò)程的相關(guān)背景。
(2)材料感知——借助具體事例,從數(shù)學(xué)概念體系的發(fā)展過(guò)程或解決實(shí)際問(wèn)題的需要引入概念。
問(wèn)題1:我們學(xué)習(xí)過(guò)哪些集合?
問(wèn)題2:你能再舉出一些集合的例子嗎?
教師引導(dǎo)學(xué)生回憶、舉例,并對(duì)學(xué)生活動(dòng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
(3)分類辨析——以實(shí)例為載體分析關(guān)鍵詞的含義(使用反例,鼓勵(lì)學(xué)生大量舉例)。
問(wèn)題3:你能說(shuō)出你所舉例子的特點(diǎn)嗎?
教師引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考,舉出一些能夠構(gòu)成集合及不能構(gòu)成集合的例子,概括所舉例子的特點(diǎn)。如果學(xué)生仍不能有效地提煉出集合的三個(gè)基本特征,教師可以作如下的提示:“請(qǐng)所有的男同學(xué)站起來(lái);請(qǐng)所有的高個(gè)子站起來(lái)”,以此來(lái)幫助學(xué)生理解集合的“確定性”。
(4)提煉本質(zhì)——提供典型豐富的具體例證,進(jìn)行屬性的分析、比較、綜合,概括不同例證的共同特征。
問(wèn)題4:你能概括出所舉例子所具有的共同特征嗎?
師生共同概括所舉例子的特征,得出結(jié)論。
(5)抽象命名——概念的明確與表示:下定義,給出準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述,即把實(shí)際問(wèn)題數(shù)學(xué)化(文字的、符號(hào)的)。
引導(dǎo)學(xué)生抽象概括出集合的含義及集合中元素的特征——確定性、互異性、無(wú)序性。
(6)鞏固應(yīng)用——用概念作判斷的具體事例,形成用概念作判斷的具體步驟。
問(wèn)題5:我們可以從哪些角度來(lái)研究集合?
學(xué)生閱讀教科書(shū),自己嘗試整理相關(guān)的知識(shí)內(nèi)容,歸納出元素與集合的關(guān)系,常用數(shù)集的記號(hào)以及表示集合的三種方法:自然語(yǔ)言、集合語(yǔ)言(列舉法或描述法)及圖形語(yǔ)言。
(7)概念的“精致”——納入概念系統(tǒng),建立與相關(guān)概念的聯(lián)系。
課本例1與例2;課本第5頁(yè)練習(xí)1,2。
學(xué)生獨(dú)立思考,解決問(wèn)題,全班交流討論,教師析疑。
除集合外,以上教學(xué)流程適用于一般數(shù)學(xué)對(duì)象的抽象概括,如命題、向量、數(shù)(復(fù)數(shù))、數(shù)列(包括等差數(shù)列、等比數(shù)列)、角、事件等,它們具有相同的學(xué)習(xí)“基本套路”,即按“背景——概念——表示——分類——性質(zhì)(關(guān)系及運(yùn)算)——應(yīng)用”展開(kāi)。
課型2:從上位概念到下位概念的結(jié)構(gòu)教學(xué)(以《不等關(guān)系與不等式》為例)
(1)背景引入——提供一些學(xué)生感興趣和富有時(shí)代感的素材。
問(wèn)題1:如圖拋物線中,試找出相關(guān)的不等關(guān)系。
(2)概念形成——讓學(xué)生自己舉例或提供大量材料,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)這些材料進(jìn)行辨析,學(xué)會(huì)透過(guò)表面現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)它們的本質(zhì)特點(diǎn),形成上位概念。
問(wèn)題2:數(shù)學(xué)和日常生活中存在大量不等關(guān)系,你能舉出一些含有不等關(guān)系的例子嗎?
學(xué)生每人至少各舉一個(gè)數(shù)學(xué)及日常生活中的例子并在小組交流,獨(dú)立歸納概括出不等式(組)的概念。
(3)辨析比較——教師要注意引導(dǎo)學(xué)生在比較中辨析和體會(huì)哪種分類更合理、更準(zhǔn)確,并注意特殊情況的研究和思考。
問(wèn)題3:你能對(duì)以上所舉例子進(jìn)行分類嗎?
第一層次:獨(dú)立進(jìn)行分類,并以小組為單位對(duì)不同分類標(biāo)準(zhǔn)的合理性進(jìn)行討論。
第二層次:全班進(jìn)行交流和討論。
教師引導(dǎo)學(xué)生在比較中辨析和體會(huì)哪個(gè)分類更合理、更準(zhǔn)確,并注意特殊情況的研究和思考。
(4)抽象命名——引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)各種分類結(jié)果的本質(zhì)特點(diǎn),對(duì)各種關(guān)系進(jìn)行命名,從而得到下位概念的各種類型。
提煉出不等式的概念,并對(duì)不等式進(jìn)行分類。
根據(jù)字母所在位置進(jìn)行分類:整式不等式,分式不等式,無(wú)理不等式,……
在整式不等式中,根據(jù)字母的個(gè)數(shù)進(jìn)行分類:一元不等式,二元不等式,……;根據(jù)字母的次數(shù)進(jìn)行分類:一次不等式,二次不等式,……
在此基礎(chǔ)上,學(xué)生說(shuō)出一元一次不等式、一元二次不等式及二元一次不等式的概念及形式,以及不等式組的概念,并能舉例加以說(shuō)明。
(5)鞏固應(yīng)用——用概念作判斷的具體事例,形成用概念作判斷的具體步驟。
問(wèn)題探究(課本素材)
(6)整體認(rèn)識(shí)——從整體上認(rèn)識(shí)與概念相關(guān)知識(shí)內(nèi)容及研究套路。
教師引導(dǎo)學(xué)生回顧之前學(xué)習(xí)過(guò)的方程(等式)的知識(shí)內(nèi)容,如等式的性質(zhì),一元一次方程,一元二次方程,二元一次方程等,梳理相關(guān)知識(shí)結(jié)構(gòu)。
類比方程(等式)的相關(guān)內(nèi)容,構(gòu)建不等式的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。
課型3:探索數(shù)學(xué)對(duì)象運(yùn)動(dòng)變化的規(guī)律(以《函數(shù)的概念》為例)
(1)概念的引入——通過(guò)復(fù)習(xí)回顧或日常生活中的實(shí)例引入概念,學(xué)生經(jīng)歷材料感知的基礎(chǔ)上初步認(rèn)識(shí)概念。
問(wèn)題1:函數(shù)的概念是什么?我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)哪些函數(shù)?
提出問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生思考,通過(guò)對(duì)一些基本初等函數(shù),如正比例函數(shù),反比例函數(shù),一次函數(shù),二次函數(shù)等的認(rèn)識(shí),揭示函數(shù)是用于描述變量之間依賴關(guān)系的模型。
(2)概念的形成——引導(dǎo)學(xué)生從數(shù)學(xué)活動(dòng)或數(shù)學(xué)實(shí)例中概括出概念的本質(zhì)。
問(wèn)題2:y=1是函數(shù)嗎?y=x與y=■是同一個(gè)函數(shù)嗎?
展示課本三個(gè)實(shí)例并提問(wèn):
問(wèn)題3:以上三個(gè)實(shí)例存在哪些變量?變量的變化范圍分別是什么??jī)蓚€(gè)變量之間存在著怎樣的對(duì)應(yīng)關(guān)系?三個(gè)實(shí)例變量之間有什么共同點(diǎn)?
(3)概括概念——學(xué)生嘗試給概念下定義,在小組交流、全班研討中不斷完善對(duì)概念的精確描述。
問(wèn)題4:你還能舉出一些相關(guān)的例子嗎?你能歸納概括出一般結(jié)論嗎?
除了課本中的三個(gè)實(shí)例,讓學(xué)生大量舉例(可以是已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的基本初等函數(shù)),通過(guò)聚類分析提煉抽象本質(zhì)屬性,獲得函數(shù)概念。
(4)理解概念——從概念的內(nèi)涵與處延、概念的要素理解概念。
問(wèn)題5:我們可以從哪些方面理解函數(shù)的定義?
引導(dǎo)學(xué)生明確以下幾點(diǎn):①函數(shù)的要素:定義域、值域和對(duì)應(yīng)關(guān)系。②函數(shù)的表示法:解析式、圖象、表格。③函數(shù)記號(hào)y=f(x)的內(nèi)涵。
(5)應(yīng)用概念——用概念作判斷的具體事例,形成用概念作判斷的具體步驟。
問(wèn)題6:初中學(xué)過(guò)哪些函數(shù)?它們的定義域、值域、對(duì)應(yīng)法則分別是什么?
提出問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生思考,啟發(fā)學(xué)生利用表格對(duì)一次函數(shù)、二次函數(shù)、反比例函數(shù)的要素進(jìn)行歸納與類比,并可利用信息技術(shù)工具(幾何畫(huà)板)畫(huà)出函數(shù)的圖像幫助理解上述函數(shù)的三個(gè)要素。
(6)形成認(rèn)知——?dú)w納總結(jié)概念的形成過(guò)程,概括應(yīng)用概念解決問(wèn)題的方法步驟。
問(wèn)題7:你對(duì)“函數(shù)是描述變量之間的依賴關(guān)系的重要數(shù)學(xué)模型”這句話有什么體會(huì)?構(gòu)成函數(shù)的要素有哪些?你能舉出生活中一些函數(shù)的例子嗎?
舉出生活中函數(shù)的例子(三個(gè)以上),并用集合與對(duì)應(yīng)的語(yǔ)言來(lái)描述函數(shù),同時(shí)說(shuō)出函數(shù)的定義域、值域和對(duì)應(yīng)關(guān)系。
問(wèn)題8:我們?cè)诔踔袑W(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用集合和對(duì)應(yīng)的語(yǔ)言刻畫(huà)了函數(shù)概念,并引進(jìn)了符號(hào)y=f(x),明確了函數(shù)的構(gòu)成要素。比較初中函數(shù)與本節(jié)課函數(shù)的定義,你對(duì)函數(shù)有什么新的認(rèn)識(shí)?
函數(shù)及基本初等函數(shù)、導(dǎo)數(shù)與定積分、二元方程(直線與曲線的方程)都是反映運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律的數(shù)學(xué)模型,按以上的操作流程可以更加清晰地認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)對(duì)象運(yùn)動(dòng)變換的本質(zhì)屬性。