【摘 要】一節(jié)完整的課應包含三個環(huán)節(jié):“知識從何而來”“知識是什么”“知識向何而去”。但在實際教學中,許多教師只注重第二環(huán)節(jié)的教學,而對第一、第三環(huán)節(jié)重視不夠。要深刻揭示“知識從何而來”,知識引入就必須有深度,深度引入是核心素養(yǎng)下數(shù)學深度教學的出發(fā)點,變殘缺的教學過程為完整的教學過程,變單純的知識理解為發(fā)展核心素養(yǎng)取向,變單純的科學追求為科學與文化并重,可避免知識引入中的膚淺現(xiàn)象,引導學生進行深度學習,并自然地引出課題。
【關鍵詞】核心素養(yǎng);深度教學;深度引入
【作者簡介】李忠貴,高級教師,全國優(yōu)秀教師,連云港市名師。
【基金項目】江蘇省教育科學“十三五”規(guī)劃2016年度立項課題“提升高中生數(shù)學核心素養(yǎng)的教學設計研究”(D/2016/02/04)
教師只有深度教學,學生才能深度學習,數(shù)學核心素養(yǎng)方能在教學中落小、落細、落實。核心素養(yǎng)下的深度教學并非一味地追求“難”,而是深入數(shù)學本質(zhì)的反思性教學、觸及心靈深處的對話式教學、促進持續(xù)建構的階梯式教學、建構深層意義的理解性教學[1]。要深刻揭示“知識從何而來”,知識引入就必須有深度,深度引入是核心素養(yǎng)下數(shù)學深度教學的出發(fā)點,可有效避免知識引入中的膚淺(表演、表層、表面)現(xiàn)象,引導學生進行深度(真實、深層、深刻)學習,著力培育學生的數(shù)學核心素養(yǎng),并自然地引出課題。下面以幾節(jié)市公開課為例,談談筆者的一些思考。
一、知識膚淺引入的現(xiàn)象舉隅
(一)偏離目標,缺乏必要性
在教學中,有的教師囿于自身素養(yǎng),對教學內(nèi)容理解不深刻,教學引入的設計缺乏深度,引例不典型,學生用已學的知識、方法就可輕松解決教師設置的問題,預設的認知沖突不存在,沒有發(fā)揮教學引入這一環(huán)節(jié)應有的教學價值。
【案例1】“數(shù)學歸納法”的教學引入如下:
該設計的本意是學生用已學知識難以求解,于是教師想通過認知沖突引出新知。但在實際教學中,學生用已學知識將遞推關系式取倒數(shù),通過構造等差數(shù)列,其實就可以輕松解決此問題。究其原因,主要是教師對教學內(nèi)容缺乏深度設計,以致教學內(nèi)容與教學引入脫節(jié),無形中使教學目標發(fā)生偏航,導致新知的學習對學生缺乏吸引力,從而使教學引入失去引導的價值。
(二)偏離本質(zhì),缺乏深刻性
有的教師的教學引入千篇一律,華而不實,甚至是照本宣科,問題設置缺乏深刻性、邏輯性和導向性。學生難以進行深度探究,既無法對數(shù)學知識建構自己的理解,又難以促進思維能力和核心素養(yǎng)的提升。其原因在于,教學引入沒有立足于數(shù)學知識的本質(zhì)。
【案例2】“函數(shù)的單調(diào)性”的教學引入如下:
從生活實例出發(fā),如某地某日氣溫關于時間的變化曲線、記憶的數(shù)量關于時間的遺忘曲線等,便直接引出函數(shù)的增減性(圖象從左往右的升、降趨勢),最后用符號語言進行刻畫。
這樣的教學設計容易給學生學習造成以下困惑:什么是函數(shù)性質(zhì)?函數(shù)性質(zhì)為什么要首先研究函數(shù)的增減性?為什么還要進一步研究函數(shù)的增減性?即為什么一定要用數(shù)學語言刻畫函數(shù)的增減性?學生無法深刻認識這三個根本性問題,會對后續(xù)的學習造成影響。
(三)忽視主體,缺乏啟發(fā)性
有的教學設計沒有基于學生已有的數(shù)學思維,引入角度狹窄,設置的問題缺乏啟發(fā)性和內(nèi)在邏輯性,自主探究流于形式。教師常常將知識強加給學生(或者變相告訴學生),固化了學生的數(shù)學思維,窄化了學生的數(shù)學視野,教學過程顯得不自然,不利于學生數(shù)學核心素養(yǎng)和關鍵能力的提升。
【案例3】“同角三角函數(shù)關系”的教學引入如下:
上述設計從引入到三角函數(shù)公式的發(fā)現(xiàn)及推導僅用了4~5分鐘,而余下的大量時間用于例題的講解和學生的練習,教師將一節(jié)新授公式課變成了習題課。
(四)偏離主題,缺乏關聯(lián)性
有的教學引入偏離主題,設置的問題情境比較復雜,且與本節(jié)課的核心知識缺乏關聯(lián)性,對學生的深度學習造成干擾。學生不清楚教師的教學目的,師生思維難以實現(xiàn)同頻共振,教學效益低下,學生學習的時間被白白浪費掉。
【案例4】“隨機事件的概率”的教學引入如下:
教師利用二戰(zhàn)中潛艇遇襲的事件制作課件,創(chuàng)設問題情境。教師在多媒體上大篇幅展示多次戰(zhàn)爭中雙方的武器設備,如運輸船、潛艇等;教師還大肆渲染戰(zhàn)爭緊張氣氛,并稱英國、美國在大西洋上的運輸船隊,由于缺乏護衛(wèi)艦的護航,常受到德國潛艇的攻擊。后來,美軍將領請數(shù)學家作為參謀,數(shù)學家通過概率分析發(fā)現(xiàn),艦隊和潛艇相遇問題是隨機事件,其實是概率問題。他們將艦隊規(guī)模變大,在危險海域集體通過后,再各自駛往預定地點,結果遇襲的概率大大降低。最后教師問學生:“這是什么原因呢?”
上述設計選用情境材料過于復雜,干擾信息過多,大篇幅強調(diào)概率的重要性,對學生理解本節(jié)課的核心知識毫無幫助。因此,這樣的教學引入偏離了數(shù)學教學的主題,沒有太多的教學價值與效益。
二、知識深度引入的價值取向
(一)變殘缺的教學過程為完整的教學過程
喻平教授認為:“一節(jié)完整的課應該包含三個環(huán)節(jié),‘知識從何而來‘知識是什么‘知識向何而去,這是一條因果鏈,它反映了‘知識產(chǎn)生和發(fā)展的全過程?!盵2]大量的課堂觀察表明,許多教師僅僅關注了因果鏈的第二環(huán)節(jié)“知識是什么”,而對于第一、第三環(huán)節(jié)常常一帶而過。這樣的教學實際上是一種碎片化的教學,教學過程殘缺,既難以讓數(shù)學知識結構化,又無法培養(yǎng)學生的數(shù)學核心素養(yǎng)和關鍵能力。章建躍博士認為:“理解教學是教好數(shù)學的前提?!盵3]數(shù)學核心素養(yǎng)下的深度引入,需要教師深度研讀課程標準和解讀教材,對教學內(nèi)容的理解要深刻、通透,從本章乃至整個高中數(shù)學來整體設計一節(jié)課的教學,提高學生的數(shù)學核心素養(yǎng),變殘缺的教學過程為完整的教學過程。
(二)變單純的知識理解為發(fā)展核心素養(yǎng)取向
膚淺的教學引入只注重單純的知識理解和方法的記憶,不利于學生對知識的自主探究,難以提升學生的核心素養(yǎng),無法實現(xiàn)深度學習。而且這樣的教學方式推崇“教師的權威”,不利于凸顯學生的主體地位和教學生成,難以激發(fā)學生的創(chuàng)造性和主動性。新課改下的高中數(shù)學教學不應過分偏重知識的追求,而應變單純的知識理解為發(fā)展核心素養(yǎng)取向。教師要轉(zhuǎn)變教學方法、思想觀念與價值追求,通過創(chuàng)設恰當?shù)慕虒W情境,引導學生進行深度探究、自主建構、合作交流、把握本質(zhì),讓學生感悟數(shù)學的內(nèi)在力量和價值,促進學生的關鍵能力和數(shù)學核心素養(yǎng)的提升,落實數(shù)學學科立德樹人的根本任務。
(三)變單純的科學追求為科學與文化并重
傳統(tǒng)的高中數(shù)學教學過分強調(diào)其傳承數(shù)學知識的價值,而忽視其數(shù)學文化內(nèi)涵的挖掘,這不僅背離了當前課程改革的方向,也違背了數(shù)學學科的學科特質(zhì)及價值要求。高中數(shù)學教學不僅具有傳授科學知識、發(fā)展認識能力、培養(yǎng)科學精神等科學追求,也應關注數(shù)學文化對學生人文精神的涵育,進而促進學生心靈的成長。正如懷特海所指出的:“我們要造就的是既有文化又掌握專門知識的人才。專門知識為他們奠定起步的基礎,而文化則像哲學和藝術一樣將他們引向深奧高遠之境。”[4]教學引入適當?shù)厝谌霐?shù)學文化,如數(shù)學史教育、數(shù)學的返璞歸真教育、數(shù)學美育等,滲透情感教育,培養(yǎng)學生學習數(shù)學的興趣以及解決問題的自信心和意志力,發(fā)揮數(shù)學學科傳遞文化價值觀念和道德規(guī)范的價值功能,營造科學與人文融合的數(shù)學文化氛圍,進而對學生進行文化熏陶,使其獲得科學與文化素養(yǎng)的雙重提升。
三、知識深度引入的教學策略
提升學生的核心素養(yǎng)是教學引入環(huán)節(jié)的一個重要任務,核心素養(yǎng)下高中數(shù)學的深度教學呼喚深度引入,深度引入能很好地詮釋“知識從何而來”,即“為什么來”“如何來”“為什么這樣來”。
(一)認知沖突引入
認知沖突引入一般指在引入環(huán)節(jié),教師通過巧設問題,使學生已有的認知結構與新問題或新知識之間產(chǎn)生對立或矛盾,可以打破學生原有的認知平衡,激發(fā)學生的學習興趣和主動探究的意識,集中學生學習數(shù)學的注意力,有利于促進學生進一步把握數(shù)學本質(zhì)和建構新知識,使學生在問題解決中獲得核心素養(yǎng)和關鍵能力的提升。以下是案例1“數(shù)學歸納法”教學引入的改進方案。
這樣的教學設計,通過巧設認知沖突,激活了學生的數(shù)學思維,調(diào)動了學生數(shù)學學習的積極性與創(chuàng)造性,促進了學生自主探究與深度學習,培養(yǎng)了學生的數(shù)學運算、邏輯推理、直觀想象等素養(yǎng)。
(二)知識本質(zhì)引入
凸顯知識的本質(zhì)是數(shù)學教學的核心。知識本質(zhì)引入就是在進行教學引入設計時,需在揭示知識的本質(zhì)上多花工夫,非本質(zhì)性問題的探究應淡化,這樣才能促進學生的學習由表面趨于本質(zhì),讓數(shù)學深度學習真正發(fā)生。由于教材的教學內(nèi)容常常以簡約、留白的學術形態(tài)呈現(xiàn),因此,教師在進行教學引入時,要依據(jù)學情運用教學智慧,對教學內(nèi)容進行重新開發(fā)與設計,將其轉(zhuǎn)化為教育形態(tài),以促進學生對知識本質(zhì)的理解和把握。以下是案例2“函數(shù)的單調(diào)性”教學引入的改進方案。
【案例6】(1)在研究一個新的概念后,我們常常需要學習其性質(zhì),那么事物的性質(zhì)是什么?(2)函數(shù)最重要的研究對象為事物的“變化”,即當x增加(或減少)時,y是如何變化的?(3)結合生活的實例和已學的函數(shù)圖象,引導學生發(fā)現(xiàn),函數(shù)的圖象雖然千變?nèi)f化,但其圖象從左到右總會呈現(xiàn)上升(或下降)趨勢,初中對此已做過研究。(4)利用函數(shù)(如y=0.001x+4)圖象的直觀判斷其上升(或下降)趨勢可靠嗎?(5)許多函數(shù)(如y=x3-2x+3)圖象使用已學知識無法作出,這一特征應如何精確刻畫?
這樣的教學引入,緊扣數(shù)學知識的本質(zhì),通過設置環(huán)環(huán)相扣的真問題深度引領,激發(fā)學生自主建構和深度探究,追根溯源,抽絲剝繭,逐步將教學引向深入,著力培養(yǎng)了學生直觀想象、數(shù)學抽象、邏輯推理等學科核心素養(yǎng)。
(三)已有思維引入
已有思維引入就是在教學引入時,喚醒學生已有的數(shù)學思維、認知經(jīng)驗等,在學生的最近發(fā)展區(qū)實施深度教學,促進學生數(shù)學知識結構化,建立新舊知識的內(nèi)在聯(lián)系,提升教學的針對性和實效性,進而引導學生深度學習,真正實現(xiàn)學生數(shù)學核心素養(yǎng)和關鍵能力的提升。以下是案例3“同角三角函數(shù)關系”教學引入的改進方案。
這樣的教學設計從已有經(jīng)驗出發(fā),數(shù)學問題邏輯連貫性強,讓學生經(jīng)歷數(shù)學公式產(chǎn)生和發(fā)展(觀察、歸納、猜想、證明等)的過程,著力發(fā)展學生的數(shù)學抽象、數(shù)學運算、邏輯推理等素養(yǎng),并自然地引出課題。
(四)知識背景引入
任何數(shù)學知識(概念、公式、規(guī)則等)均不是憑空想象而來的,它們是數(shù)學家為解決生產(chǎn)實踐和科學研究中的問題而進行理性思考和發(fā)明創(chuàng)造的結果。知識背景引入一般指教學引入從知識產(chǎn)生的背景出發(fā),設置真實的現(xiàn)實情境,讓學生親身經(jīng)歷對數(shù)學知識再發(fā)現(xiàn)、再創(chuàng)造的過程,促進學生對知識的理解、應用和數(shù)學核心素養(yǎng)的提升,感悟數(shù)學的魅力和育人價值。正如史寧中教授所指出的:“數(shù)學核心素養(yǎng)的發(fā)展,關鍵在于搭建數(shù)學與現(xiàn)實的聯(lián)系,鍛煉數(shù)學的思維、語言、眼光。”[5]
【案例8】“正弦定理”的教學引入如下:
(1)建設高鐵常常需在河面上建設橋梁,現(xiàn)有一條河,在河的兩岸各有A,B兩點,工具有測角儀和皮尺。若你在與A點同一側(cè)的岸邊,不過河,如何求出A,B兩點間的距離。(2)上述問題中,在A點同側(cè)的岸邊取一點C,測量出AC的長,以及∠BAC,∠BCA的大小,求AB的長。(3)在△ABC中,AC=10,∠BAC=75°,∠BCA=45°,求AB的長。通過問題求解,你能猜想什么結論?(4)在△ABC中,若已知∠BAC,∠BCA及AC,求AB的長。
這樣的教學設計,揭示了知識產(chǎn)生的背景,讓學生在建模過程中,體會“觀察—歸納—猜想—證明”“特殊—一般”的思維方法,體驗正弦定理再發(fā)現(xiàn)和再創(chuàng)造的歷程,感悟數(shù)學的內(nèi)在力量和魅力,促進學生數(shù)學建模、數(shù)學運算、邏輯推理、數(shù)學抽象等核心素養(yǎng)的提升。
(五)數(shù)學文化引入
數(shù)學文化引入一般指在教學引入時,適時、適度地融入數(shù)學文化(即依據(jù)教學內(nèi)容恰當?shù)貪B透數(shù)學史、數(shù)學家的成長故事、數(shù)學思想、數(shù)學美等),還原知識的生成過程,可以有效激發(fā)學生學習數(shù)學的興趣和求知欲,拓寬學生學習的數(shù)學視野,感悟數(shù)學的力量、魅力和價值,培養(yǎng)學生的理性精神和核心素養(yǎng)。在平時的教學中,教師要學習基于數(shù)學史的數(shù)學文化等相關理論,閱讀并積累相關主題的數(shù)學史素材,有助于進一步優(yōu)化課堂教學,實現(xiàn)數(shù)學學科育人的功能[6]。
【案例9】“數(shù)系的擴充”教學引入如下:
這樣的教學設計,在具有邏輯連貫性的問題中融入數(shù)學文化,對復數(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展過程進行復盤,激發(fā)了學生學習數(shù)學的興趣和好奇心,提升學生學習的主動性和創(chuàng)造性,培養(yǎng)學生的理性精神,以及數(shù)學抽象、數(shù)學運算、邏輯推理等核心素養(yǎng)。
四、結語
數(shù)學課堂的教學引入雖然在一節(jié)課中所占的時間并不長,但它關系著這節(jié)課教學的成敗和教學效益的高低,必須引起數(shù)學教師的高度重視。深度引入是核心素養(yǎng)下數(shù)學深度教學的出發(fā)點,它深刻詮釋了“知識從何而來”,立足于學生已有的思維、認知沖突、數(shù)學知識的背景、數(shù)學知識的本質(zhì)和數(shù)學文化等,引導學生“會用數(shù)學觀察世界,會用數(shù)學思維思考世界,會用數(shù)學語言表達世界”[7],有利于深刻揭示學習新知的必要性、合理性和知識生成的自然性,有益于激發(fā)學生主動建構數(shù)學知識與自己的數(shù)學理解,有助于促進學生對數(shù)學本質(zhì)的把握、核心素養(yǎng)的提升和后續(xù)知識的學習。
參考文獻:
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(責任編輯:陸順演)