【摘 要】數(shù)學(xué)學(xué)力是具化數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的現(xiàn)實(shí)路徑,數(shù)學(xué)學(xué)力的發(fā)展有助于學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的提升。單元復(fù)習(xí)課是發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)力的重要課型,通過教材典型問題的整合,能發(fā)展學(xué)生“數(shù)學(xué)地提出問題”“數(shù)學(xué)推理論證”“數(shù)學(xué)地解決問題”“數(shù)學(xué)表征與變換”“數(shù)學(xué)交流”等數(shù)學(xué)學(xué)力。單元復(fù)習(xí)課的教學(xué)設(shè)計(jì)需考慮以下幾點(diǎn):例題選取突出典型示范,教學(xué)設(shè)計(jì)注重單元整體,教學(xué)過程關(guān)注學(xué)生交流。
【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)學(xué)力;數(shù)學(xué)核心素養(yǎng);單元復(fù)習(xí)課;典型例題
【中圖分類號】G633.6? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? 【文章編號】1005-6009(2019)75-0045-05
【作者簡介】羅建宇,江蘇省張家港市沙洲中學(xué)(江蘇張家港,215600)副校長,高級教師,蘇州市學(xué)科帶頭人,蘇州市優(yōu)秀教育工作者。
一、問題背景
筆者曾在教研室工作了幾年,調(diào)研中發(fā)現(xiàn),不少高中數(shù)學(xué)老師不重視設(shè)計(jì)起始年級的單元復(fù)習(xí)課。老師的普遍做法是知識羅列,或以習(xí)題課代替;稍微有點(diǎn)思考的老師,則將其設(shè)計(jì)成了專題復(fù)習(xí)課,拔高了要求,有了高三的味道,導(dǎo)致單元復(fù)習(xí)課缺乏針對性、有效性和系統(tǒng)性。更有甚者,在一個章節(jié)教學(xué)剛結(jié)束就立即開啟了下一章節(jié)的新授課教學(xué),直接忽視了單元復(fù)習(xí)課的存在,更不利于學(xué)生整體地認(rèn)識章節(jié)知識。
筆者在一次教研活動中,在高一年級開設(shè)了一節(jié)《函數(shù)復(fù)習(xí)課》,表達(dá)了“整合教材典型問題,發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)力”的觀點(diǎn),獲得一致好評。筆者想通過這一節(jié)課的教學(xué)展示,引導(dǎo)大家關(guān)注高一年級的單元復(fù)習(xí)課。那么,如何上好這一節(jié)高一的單元復(fù)習(xí)課呢?我思考了如下三個問題:(1)選題要典型;(2)復(fù)習(xí)內(nèi)容要涵蓋函數(shù)的主干知識和思想方法;(3)讓學(xué)生“編制”一些問題,增強(qiáng)參與性并提高問題意識。針對上述問題及高一學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn),筆者從課本一道經(jīng)典習(xí)題的函數(shù)模型出發(fā)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),逐步通過分析、變式、聯(lián)想、引申等過程,對函數(shù)的主干知識和思想方法進(jìn)行復(fù)習(xí),且使得到的“新”函數(shù)模型仍是典型的函數(shù)模型,從而將教材典型問題進(jìn)行串聯(lián)整合,以期望引導(dǎo)師生關(guān)注課本典型習(xí)題,感悟習(xí)題蘊(yùn)含的重要知識與方法。
為展現(xiàn)樸實(shí)卻靈動的數(shù)學(xué)課堂,傳遞在課堂中不過分依賴“導(dǎo)學(xué)案”的思想,筆者采用了留白的方式(變式、引申、串講等問題不印出來,根據(jù)教學(xué)實(shí)際情況在課堂上引出)設(shè)計(jì)了導(dǎo)學(xué)案(見圖1),課前發(fā)放給學(xué)生預(yù)習(xí)。
二、教學(xué)設(shè)計(jì)與生成
1.預(yù)習(xí)設(shè)計(jì)。
例題與變式1、2見圖1。
【設(shè)計(jì)意圖】函數(shù)f(x)=是通過指數(shù)函數(shù)y=2與常函數(shù)進(jìn)行四則運(yùn)算得到(事實(shí)上,以后碰到的函數(shù)都是基本初等函數(shù)進(jìn)行四則運(yùn)算得到),是一個典型的函數(shù),蘇教版高中數(shù)學(xué)必修1第71頁第14題就是討論它的單調(diào)性。在章節(jié)復(fù)習(xí)教學(xué)中,以它為例作為函數(shù)模型來研究其圖象與性質(zhì),既符合學(xué)生的認(rèn)知,又是合適的教學(xué)起點(diǎn)選擇。對基本初等函數(shù)(指數(shù)、對數(shù)、冪函數(shù))的新授課教學(xué),是通過研究它們的圖象來歸納得到相應(yīng)函數(shù)性質(zhì)的,而對一個由基本初等函數(shù)進(jìn)行運(yùn)算得到的新函數(shù)研究,雖然也是研究圖象性質(zhì),但更應(yīng)從整體把握(研究)性質(zhì),再通過對性質(zhì)的研究來作函數(shù)的圖象(草圖),基于此,設(shè)計(jì)上述問題和變式。
學(xué)生對以上問題在課前進(jìn)行解答,課堂上通過評講復(fù)習(xí)函數(shù)的奇偶性、單調(diào)性、值域等函數(shù)主干知識。通過對函數(shù)主干知識的復(fù)習(xí),揭示有關(guān)問題:(1)由于其值域?yàn)椋?1,1),故該函數(shù)圖象有漸近線y=±1; (2)函數(shù)奇偶性的實(shí)質(zhì)是函數(shù)對稱性,在判斷函數(shù)奇偶性時,其解析式的形式也是越對稱越好(解析式的對稱,也是數(shù)學(xué)對稱美的體現(xiàn))。如果將該函數(shù)解析式分子分母同除2,得f (x)=,此時的解析式顯得更對稱,更容易看出其奇函數(shù)的性質(zhì);(3)函數(shù)的單調(diào)性是刻畫函數(shù)變化的性質(zhì),函數(shù)解析式中,變量出現(xiàn)的位置越少越便于對其單調(diào)性研究,也稱解析式越簡潔越好。因此,這類分式函數(shù)在研究其單調(diào)性前,應(yīng)先將其解析式進(jìn)行等價變形——“分離常數(shù)”。
變式2的題干部分沒有寫完,它是一個簡單問題:解不等式f (1-m)+f (1-m)<0,利用例1前兩問的結(jié)論即可完成。這樣設(shè)計(jì)主要考慮以下兩個原因。
(1)選擇這個問題,是為了完整復(fù)習(xí)單調(diào)性定義中包含的三個方面。我們知道,單調(diào)性(以單調(diào)遞增為例)定義:如果對于區(qū)間I內(nèi)的任意兩個值xx,當(dāng)時x (2)這個問題在課堂上解答并不難,選擇在學(xué)案上留白,于課堂中生成,更能彰顯課堂的靈動,同時通過變式讓學(xué)生鞏固和回憶以前學(xué)習(xí)的知識(題型),為下一步的“聯(lián)想”做鋪墊。 2.聯(lián)想設(shè)計(jì)。 請回憶先前學(xué)習(xí)的知識和解答過的問題,基于上例函數(shù)提出一個數(shù)學(xué)問題并解答。 學(xué)生通過思考和相互協(xié)作,整理提出了下列問題:若m≥f(x)恒成立,求實(shí)數(shù)m的取值范圍;若關(guān)于x的不等式m≥f(x)恒有解,求實(shí)數(shù)m的取值范圍;若關(guān)于x的方程f(x)=m有解,求實(shí)數(shù)m的取值范圍;試探究關(guān)于x的方程|f(x)|=m的實(shí)數(shù)解個數(shù);求證:方程f(x)=有且只有一個實(shí)數(shù)根。 【設(shè)計(jì)意圖】讓學(xué)生分組解決問題并闡述解決方法,復(fù)習(xí)相關(guān)知識點(diǎn),使概念、思想、方法成系統(tǒng)。通過這一教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì),不僅讓學(xué)生回憶了已學(xué)知識,而且知曉這些知識之間的聯(lián)系和區(qū)別,經(jīng)歷提出問題、分析問題、解決問題過程,有效培育學(xué)生“四基四能”,提升學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。 3.探究設(shè)計(jì)。 變式3見圖1。 【設(shè)計(jì)意圖】變式3實(shí)則為探究設(shè)計(jì),它的解決,大部分學(xué)生是依據(jù)奇函數(shù)定義,通過運(yùn)算得到k=±1,用此類問題訓(xùn)練運(yùn)算能力也是設(shè)置本題的目的之一。選用本題還有兩個想法,一是解決此類填空題時,可以奇函數(shù)的定義域特點(diǎn)作考慮,若其為R,由f(0)=0,得k=1,若其不為R,由定義域(即x≠log2(-k))關(guān)于原點(diǎn)對稱,可得k=-1;二是當(dāng)k=1時,函數(shù)為例題所選函數(shù)(已研究),當(dāng)k=-1時的函數(shù)如何研究,為下一步“串講”做鋪墊。 4.串講設(shè)計(jì)。 串講1:作出函數(shù)f(x)=的簡圖。 串講2:示例中的解析式,能否用函數(shù)表示。 【設(shè)計(jì)意圖】串講1中的函數(shù)仍然是典型的函數(shù)模型,要作其草圖,需要像探索例題的每個小問一樣,先研究函數(shù)性質(zhì),通過性質(zhì)整體把握函數(shù)特征,再作出函數(shù)的圖象(草圖),進(jìn)而鞏固這一研究函數(shù)圖象性質(zhì)的一般方法。將串講1的函數(shù)圖象與例題中的函數(shù)圖象畫在同一個坐標(biāo)系中(可用數(shù)學(xué)軟件演示),可以發(fā)現(xiàn),例題中函數(shù)零點(diǎn)的位置對應(yīng)串講1中函數(shù)圖象的漸近線,揭示了互為倒數(shù)關(guān)系的函數(shù)的圖象關(guān)系。 設(shè)置串講2,通過運(yùn)算得到x=log,若將式子中的x,y互換,即得y=log,為例題中函數(shù)的反函數(shù)。雖然“反函數(shù)”的概念在高中不作教學(xué)要求(列入教材“鏈接”知識),但這個函數(shù)模型仍是對數(shù)函數(shù)學(xué)習(xí)中的典型函數(shù),對其性質(zhì)的研究是課本上的習(xí)題,如何研究其性質(zhì)和圖象,又回到了我們這節(jié)課的主線。通過這個問題的設(shè)置,體會函數(shù)之間的轉(zhuǎn)化,有利于培育學(xué)生的抽象、推理、建模等數(shù)學(xué)素養(yǎng)。 三、幾點(diǎn)思考 《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》明確提出我國高中學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)為:數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理、數(shù)學(xué)建模、直觀想象、數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)分析。華東師范大學(xué)徐斌艷教授在概述國內(nèi)外數(shù)學(xué)學(xué)力研究的基礎(chǔ)上,提出了我國數(shù)學(xué)學(xué)力模型的構(gòu)建思路,即在具有國際視野、體現(xiàn)我國特色的前提下,將數(shù)學(xué)教學(xué)看作數(shù)學(xué)活動的教學(xué),以數(shù)學(xué)活動為視角,提出包括數(shù)學(xué)地提出問題、數(shù)學(xué)表征與變換、數(shù)學(xué)推理論證、數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)地問題解決和數(shù)學(xué)交流等六大數(shù)學(xué)學(xué)科核心能力。[1]數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)與數(shù)學(xué)學(xué)力并不是相互獨(dú)立的。數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)對整個數(shù)學(xué)教學(xué)具有指導(dǎo)意義,起著統(tǒng)領(lǐng)性的作用。數(shù)學(xué)學(xué)力則可視為在核心素養(yǎng)指導(dǎo)下的具體的操作方法,是具化數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的現(xiàn)實(shí)路徑。筆者在本節(jié)課的教材典型問題的整合中,充分考慮了學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的形成和數(shù)學(xué)學(xué)力的發(fā)展。筆者以為,單元復(fù)習(xí)課是發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)力的重要課型。為了更好地促進(jìn)單元復(fù)習(xí)課的實(shí)施,也為了更好發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)力、提升學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),在進(jìn)行單元復(fù)習(xí)課時,需要考慮以下幾點(diǎn)—— 1.例題選取突出典型示范。 當(dāng)前的高一復(fù)習(xí)課中,照搬高三復(fù)習(xí)資料中的成品例題現(xiàn)象嚴(yán)重,導(dǎo)致教學(xué)起點(diǎn)過高、難度過大,進(jìn)而造成教學(xué)重心偏移,起不到基礎(chǔ)年級應(yīng)有的復(fù)習(xí)效果。因此,高一單元復(fù)習(xí)課教學(xué)的例題選擇一定要注意針對性、適度性和思考性。[2]實(shí)際上,教材中有很多適合學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)的典型例題,對其進(jìn)行恰當(dāng)?shù)淖兪健⒋v、改編后進(jìn)行復(fù)習(xí)教學(xué),能將單元知識內(nèi)容有機(jī)融合,問題解決的方法得以提煉升華,在教學(xué)中起到很好的示范作用,對學(xué)生的思維訓(xùn)練與能力提升是有益的。本節(jié)課選擇的例題即來源于教材,突出典型示范性,通過系列的變式、改編、聯(lián)想、串講,將“函數(shù)”一章的知識和方法進(jìn)行系統(tǒng)的復(fù)習(xí)和梳理,有利于增強(qiáng)學(xué)生的課堂參與性,有效的提升學(xué)生的問題意識,發(fā)展學(xué)生“數(shù)學(xué)地提出問題”與“數(shù)學(xué)推理論證”兩大數(shù)學(xué)學(xué)力。 2.教學(xué)設(shè)計(jì)注重單元整體。 由于學(xué)生在新課學(xué)習(xí)中獲得的知識相對比較零散,因此比較容易遺忘或混淆,開設(shè)單元復(fù)習(xí)課就顯得很有必要,這能從統(tǒng)整的角度對本單元的知識進(jìn)行梳理、歸納、鞏固,以達(dá)到厘清知識間邏輯關(guān)聯(lián),構(gòu)建出整章知識網(wǎng)絡(luò),從而使學(xué)生對單元知識有整體把握,這既是概念教學(xué)的一種重構(gòu),也是一種單元整體觀下的教學(xué)實(shí)踐。 單元復(fù)習(xí)課教學(xué)還應(yīng)通過示范讓學(xué)生學(xué)會整理,對單元的知識能夠進(jìn)行有序合理地建構(gòu),通過圖、表的方式,形成一個主線突出、脈絡(luò)清晰、體系完整的知識結(jié)構(gòu)。[3]本節(jié)課,通過對例題的解析、變式、聯(lián)想、串講,梳理了函數(shù)問題的一般研究路徑:定義域→基本性質(zhì)(單調(diào)性、奇偶性)→值域→應(yīng)用(零點(diǎn)問題、恒成立問題、有解問題等)。在此基礎(chǔ)上,辯證看待函數(shù)圖象性質(zhì)的研究方法,新授課教學(xué)中采用的是從形到數(shù),即通過對基本初等函數(shù)(指數(shù)、對數(shù)、冪函數(shù))的圖象來歸納得到相應(yīng)函數(shù)性質(zhì)的;對新函數(shù)的研究則采用從數(shù)到形,即通過對函數(shù)的性質(zhì)研究來作函數(shù)圖象(草圖)。這種思想方法通過單元復(fù)習(xí)課凸顯和建構(gòu)出來,形成今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)知方式,正是單元復(fù)習(xí)課的價值所在。因此,單元復(fù)習(xí)課應(yīng)該是研究內(nèi)容與研究方法的融合,更重要的是,通過單元復(fù)習(xí)課能使學(xué)生獲得研究一類問題的基本方法,并能在數(shù)學(xué)研究過程中,利用掌握的基本方法去嘗試解決其他一些問題,將不熟悉的情境問題轉(zhuǎn)化為已知的情境的問題并加以解決,有效地發(fā)展學(xué)生“數(shù)學(xué)地解決問題”與“數(shù)學(xué)表征與變換”兩大數(shù)學(xué)學(xué)力。 3.教學(xué)過程關(guān)注學(xué)生交流。 當(dāng)前的很多公開課、展示課活動中,因?yàn)槭谡n老師課前精心做了過于“充分”的準(zhǔn)備,常出現(xiàn)學(xué)生課前預(yù)習(xí)過于充分,上課的內(nèi)容基本提前已知,導(dǎo)學(xué)案中呈現(xiàn)內(nèi)容過多,課堂上學(xué)生對習(xí)題的變式引申的體會不深刻,思維鍛煉深度不夠的現(xiàn)象。[4]這樣的課堂雖然看似熱鬧,學(xué)生參與度高,卻思維訓(xùn)練不到位,華而不實(shí),不能讓學(xué)生經(jīng)歷真正的數(shù)學(xué)活動并積累基本活動經(jīng)驗(yàn)。數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗(yàn),是動作與心智交互作用的結(jié)果,要引導(dǎo)學(xué)生親身經(jīng)歷,要“帶著問題”親身投入到數(shù)學(xué)活動中來,進(jìn)行積極地觀察、操作、實(shí)驗(yàn)、猜測、歸納、推理等活動,形成豐富的數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗(yàn)。因此,在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中,要注重學(xué)生的主動參與、成果交流,強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗(yàn)在學(xué)生的經(jīng)歷、自主探究和交流共享中的自然生長。教師不能急于數(shù)學(xué)知識的生成,不要讓學(xué)生的經(jīng)歷、自主和交流演變成假性參與和假性交流,要把時間和機(jī)會留給學(xué)生,把課堂還給學(xué)生,把自己的精力放在鼓勵學(xué)生自主探索和合作交流上,如此才能有效地發(fā)展學(xué)生“數(shù)學(xué)交流”這一數(shù)學(xué)學(xué)力。 當(dāng)然,我們還應(yīng)認(rèn)識到數(shù)學(xué)學(xué)力的發(fā)展不可能僅通過一節(jié)課、一種課型就能發(fā)展起來,學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)力的發(fā)展是一個長期的過程。本文僅以整合教材典型問題作為切入點(diǎn),探討在單元復(fù)習(xí)課中如何有效地發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)力,其他課型如何發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)力,發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)力還有其他方式、方法嗎等問題。教學(xué)研究永無止境。 【參考文獻(xiàn)】 [1]徐斌艷.數(shù)學(xué)學(xué)科核心能力研究[J].全球教育展望,2013(6):67-74. 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