江蘇省太倉市實驗中學(xué) 趙紅琴
數(shù)學(xué)概念是反映數(shù)學(xué)現(xiàn)象、數(shù)學(xué)過程本質(zhì)屬性的一種抽象,是人們開展數(shù)學(xué)思維的基礎(chǔ)。如何在數(shù)學(xué)概念教學(xué)活動中,扎實有效地培育學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng),江蘇省特級教師石樹偉老師的《二次函數(shù)》一堂課堪稱經(jīng)典范例,為我們展示了精彩紛呈的教學(xué)盛宴。石老師對教材的深層次理解、板塊式教學(xué)設(shè)計、獨特的教學(xué)風(fēng)格,給我們留下了難忘的印象,帶給我們深刻的啟發(fā)。本文結(jié)合該課例,談?wù)劵诤诵乃仞B(yǎng)的數(shù)學(xué)概念教學(xué)的一些實踐研究與相關(guān)思考。
提出問題:籃球運行的路線是什么曲線?起跳多高才能成功蓋帽?用16m長的籬笆圍成長方形的生物園飼養(yǎng)小兔,怎樣圍可使小兔的活動范圍最大?
師:這兩個問題都是和函數(shù)有關(guān),今天開始我們就要學(xué)習(xí)一個新的函數(shù),那么我們已經(jīng)學(xué)過了哪幾種函數(shù)?
生:一次函數(shù)和反比例函數(shù)。
師:這些已經(jīng)學(xué)過的函數(shù)是按照什么樣的思路和方法來研究的呢?
生:從生活中的例子出發(fā),先研究有關(guān)的定義,再研究圖像和性質(zhì),最后研究應(yīng)用。
師:函數(shù)研究的基本思路:實例→概念(解析式)→圖像→性質(zhì)→應(yīng)用,函數(shù)研究的基本方法是由特殊到一般,數(shù)形結(jié)合。今天開始,我們就要用這個思路和方法來研究一個新的函數(shù)。
【賞析】創(chuàng)設(shè)了有效的課堂情境,以生活中的問題為背景引入新課,激發(fā)了學(xué)生的求知欲和主動探究的動力。對比已經(jīng)學(xué)過的知識加以聯(lián)想,感知函數(shù)研究的方法,滲透基本數(shù)學(xué)思想,更好地激活學(xué)生思維,培養(yǎng)了學(xué)生感知以及直觀想象的素養(yǎng),為新課的引出和學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。
引例:由生活實例列出函數(shù)關(guān)系式的填空題,具體問題略。
師:上述新的函數(shù)關(guān)系式②④⑥有什么共同特征?你能給它們起一個名稱嗎?能不能用一個一般形式表示這種函數(shù)?
【賞析】學(xué)生經(jīng)歷具體實例的函數(shù)關(guān)系式的建立過程,引導(dǎo)學(xué)生從解析式的特征思考,透過表層現(xiàn)象,看到解析式的本質(zhì)。觀察、分析、比較、分類,揭示二次函數(shù)的定義及一般形式,并進一步得出相關(guān)的常量取值范圍,遵循認知發(fā)展規(guī)律,為透徹掌握概念鋪平道路?;顒舆^程中提高了學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象能力,培養(yǎng)了批判質(zhì)疑、勇于探究的精神,促進了核心素養(yǎng)的發(fā)展。
問題:用16m長的籬笆圍一個長方形的生物園。(1)求生物園的面積y(m2)與長方形的長x(m)之間的函數(shù)關(guān)系式,長x的取值范圍有限制嗎?(2)長為多少時,長方形生物園的面積達到18m2?(3)長方形生物園的最大面積是多少?
生:利用函數(shù)來解決實際問題中,自變量的取值范圍應(yīng)該使實際問題有意義。
生:當(dāng)函數(shù)確定一個函數(shù)值時,函數(shù)的問題可以轉(zhuǎn)化為方程的問題來解決。方程可以看成是函數(shù)的一種特殊情況。
生:求最大面積可以用配方法解決。
【賞析】“圍最大面積問題”發(fā)生在日常生活中,讓學(xué)生體會到二次函數(shù)在生活中的重要應(yīng)用。通過實際問題的解決,培養(yǎng)了學(xué)生的觀察素養(yǎng)和歸納素養(yǎng),更重要的是讓學(xué)生體驗了構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的過程。三個問題層層遞進,逐個出示,引導(dǎo)學(xué)生的思維步步深入,也使學(xué)生體會到了一元二次方程與二次函數(shù)的關(guān)系。
問題:n支球隊參加比賽,每兩隊之間進行一場比賽。寫出比賽的場數(shù)m與球隊數(shù)n之間的關(guān)系式,并寫出自變量n的取值范圍。
生:應(yīng)該是n>1的整數(shù)。
師:現(xiàn)在反過來,如果給你這個關(guān)系式,你能否根據(jù)式子編一道題目呢?
生:n個同學(xué)握手,每兩人之間握一次,總的握手次數(shù)m與同學(xué)數(shù)n之間的關(guān)系式。
生:南京和上海之間共有n個車站(包含南京和上海),每兩站之間都有車票,總的車票數(shù)m與車站數(shù)n之間的關(guān)系式。
【賞析】“握手模型”通過編寫題目,加深對于函數(shù)概念的理解,發(fā)散學(xué)生的思維,對函數(shù)的本質(zhì)有更深入的了解。設(shè)置的問題關(guān)注到了各個層次的學(xué)生,在參與編題的過程中,學(xué)生積極參與,提高了學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。同時,學(xué)生間相互啟發(fā)、相互評價,培養(yǎng)了與人合作的精神,形成了開放、熱烈、富于創(chuàng)造性的課堂氣氛,使課堂成為激發(fā)學(xué)生潛力、拓展數(shù)學(xué)理性思維的最佳土壤。
二次函數(shù)這節(jié)課,以板塊形式分別解決了三個問題:怎樣學(xué)、學(xué)什么、為何學(xué),整體來看思路清晰,目標(biāo)明確。讓學(xué)生切身參與體會了概念的整個形成過程:實例引入→本質(zhì)屬性分析→歸納定義→辨析鞏固。充分體會了對函數(shù)概念的進一步理解、對設(shè)立函數(shù)解析式以及確定自變量取值范圍等數(shù)學(xué)技能的掌握,對類比、建模等數(shù)學(xué)思想方法的感悟以及經(jīng)歷了討論、分析、探索、自編題目、互評互問等各種活動,使學(xué)生的思維得到發(fā)展,素養(yǎng)得以提高。
知識應(yīng)用的生活化能夠促進學(xué)生的情感認同與探究渴望,形成問題解決的積極的心理傾向。數(shù)學(xué)建模就是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決實際問題的過程。從“籃球問題”“圍最大面積問題”引入課題,到后來用新學(xué)的知識來解決“圍最大面積問題”,緊密聯(lián)系實踐,滲透數(shù)學(xué)建模思想,讓學(xué)生充分體會數(shù)學(xué)在現(xiàn)實生活中的廣泛運用。
在教學(xué)中設(shè)計了一個開放性的問題——“握手模型”,讓學(xué)生結(jié)合生活自編題目,極大地激發(fā)了學(xué)生的探究熱情,踴躍發(fā)言,加深了對概念的理解。開放性問題可以形成一種自由、發(fā)散、開放的氛圍,使課堂教學(xué)立體化,讓學(xué)生真正成為課堂的主人。
數(shù)學(xué)概念是數(shù)學(xué)知識系統(tǒng)的基本元素,概念教學(xué)是數(shù)學(xué)教學(xué)的關(guān)鍵部分。如何在概念教學(xué)過程中多一份思考、多一份創(chuàng)新,引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)知識和方法找到解決問題的本質(zhì),更好地促進學(xué)生核心素養(yǎng)的全面提高,這值得我們不斷地深入探討與研究。