摘? 要:目前,教師主要將“大概念”應用于整體知識教學的單元教學設計中,而忽視“大概念”在課時教學中的滲透. 然而,要想突出整體知識的教學,必須將“大概念”教學理念落實到課時教學的各個環(huán)節(jié),需要在教師的教學主張,以及學生的知識形成、理解、應用過程中不斷滲透,才能使其潛移默化地轉變成學生的學習方式.
關鍵詞:大概念;課時教學;學習方式
新課程教學以單元教學設計為抓手,以“大概念”為設計視角,突出強調知識的整體性和學生學習的整體性.“大概念”可以幫助學生將各個知識點聯(lián)系起來.“大概念”作為教師教學的得力助手,發(fā)揮著“概念魔術貼”的作用. 但是,教師的具體課時設計(尤其是新授課)中往往很少出現(xiàn)“大概念”的身影,教學中更多的仍然是知識的羅列,長此以往,很可能又回到碎片化教學的老路. 很多教師雖然有單元設計知識聯(lián)系的熱情,但缺乏在課時教學中落實“大概念”的行動,新授課的設計仍是單元、課時兩張皮,學科“大概念”的統(tǒng)攝和引領作用沒有得到較好的滲透,知識的整體性未能凸顯. 對一線教師來說,課要一節(jié)一節(jié)上,不可能利用一節(jié)課完成一個單元的教學,單元教學設計是對單元的整體構想,具體落實要依賴每次課時教學中的不斷滲透. 分散到每節(jié)課如何滲透“大概念”,才是體現(xiàn)知識與學習整體性的關鍵,也是最需要落實的教學行動.
本文著重談談筆者對在新授課中滲透“大概念”教學的一些做法與體會,希望能引起大家探討的熱情,更希望提出批評意見,以便我們的研究能得到更好的發(fā)展.
一、在教學主張中滲透“大概念”
“大概念”教學是體現(xiàn)學科專家思維的教學,是教會學生如何進行思考的教學.“大概念”也被一些學者翻譯為“大觀念”. 應該說,“概念”的確是“大概念”的重要形式,但“大概念”不局限于此,它還包括“觀念”“論題”等含義.
教學主張是教師的學科教學觀念,對學生來說是最直接的“專家思維”. 因此,教師要有自己的學科教學理解,要把自己領悟到的專家思維,在課堂上不斷地滲透給學生,讓學生有一個行之有效的方法學習數(shù)學知識. 筆者認為,暴露思維和用數(shù)學方法論指導教學是有效的教學模式. 為此,筆者一直堅持師生相互暴露思維,在思維過程中教會學生思考;利用強、弱抽象,映射反演,CPFS理論演示數(shù)學知識的產(chǎn)生和研究過程. 現(xiàn)在看來,這和“大概念”教學理念不謀而合.
在新授課教學中不斷展現(xiàn)“特殊—一般—特殊”的探究過程,“具體—抽象”相互協(xié)同的思維過程,“既教猜想,又教證明”的推理論證過程,引導學生逐漸了解數(shù)學研究的“基本套路”.
在理解知識的過程中強調“舉個例子”幫助學生直觀形象地理解知識,“單個對象研性質,多個對象找關系”,促進學生對知識的擴散式理解,主動尋找研究對象.
在解題教學中提出“函數(shù)、不等式、方程是一家”“數(shù)形一體、動靜結合”,強化知識的聯(lián)結與轉化. 這些“大概念”的有機滲透會對學生產(chǎn)生潛移默化的影響,使得學生在遇到新情境、新問題時也會主動嘗試、大膽探究,形成自己的理解,觸動個性化“學生‘大概念’(知識理解、方法、理念)”的生成,進而能在較大范圍內(nèi)解決數(shù)學問題,將離散的知識結構化.
二、在知識形成的過程中滲透“大概念”
數(shù)學知識的形成過程是人們對數(shù)學知識逐步深入、連續(xù)理解的過程,往往是漫長的. 在這個過程中會不斷出現(xiàn)“大概念”的身影,教師要善于捕捉隱藏在歷史中的“大概念”,并在教學過程中適當還原歷史進程,用知識發(fā)展的連續(xù)性增強學生的全局觀和正確的學科發(fā)展觀.
函數(shù)概念的形成過程是極為典型的“大概念”滲透過程. 人類從原始的結繩計數(shù)抽象出數(shù)字,從數(shù)字抽象出字母,再抽象出變量,進而抽象研究兩個變量之間的依賴關系,隨后發(fā)展成變量對應說、集合映射說. 在這個過程中,進行了連續(xù)的數(shù)學弱抽象,形成了不斷擴張的“大概念”,概念的適用對象不斷擴充,概念也不斷精確、精致. 后來,又進一步抽象到廣義函數(shù),形成分布理論、函數(shù)空間與拓撲,以及泛函分析中的變換、同胚、算子等重要而基本的概念.
在“函數(shù)概念”的新授課中,教師可以借助歷史上的典型函數(shù)[y=1,y=1,x∈Q,0,x∈?RQ,] 將初中的函數(shù)變量說概念抽象為上位的集合對應說,適當再現(xiàn)“大概念”的形成過程,體現(xiàn)“大概念”對知識屬性的提煉、抽象功能,讓學生感悟到數(shù)學“大概念”自覺修正和主動擴張的開放性,體悟數(shù)學概念的創(chuàng)新方式,培養(yǎng)學生自我追尋“大概念”的學習能力.
學生在“大概念”的形成中解決迫切需要解決的問題,主動建構有明確意義的知識,這樣的知識更容易被學生認同、接受,以及長期保留.
基于“大概念”的統(tǒng)攝引領,不同歷史發(fā)展階段對同一知識的理解也會出現(xiàn)不一樣的視角,借助歷史發(fā)展豐富知識的理解方式,有利于學生形成深刻的圖式理解,構建擴散的知識網(wǎng)絡.
在學習“點到直線的距離”時,根據(jù)歷史上的一些證明方法,在教學中我們可以借助學生對“距離”這個“大概念”的理解,突破證明的教學難點,如下表所示.
在“距離”這個“大概念”的統(tǒng)領下,上述方法之間相互關聯(lián),其中方法2、方法5和方法7是相通的,可以相互溝通促進學生的理解.
通過“大概念”的教學組織,借助“大概念”的統(tǒng)攝發(fā)散功能和小概念的反哺作用,學生很容易形成各種想法,得到視角不一的問題解決方案,同時強化了上、下位知識間的聯(lián)結,構建了層次豐富、多向延伸的知識網(wǎng)絡,促進了學生對所學知識的立體化理解. 通過“大概念”將分散的數(shù)學知識串珠成鏈,豐富學生問題解決的途徑,推動學生對數(shù)學知識的整體理解. 借助“大概念”在知識形成中的有機滲透,促進學生由知識的解讀式學習向知識的建構式學習轉變,由單調膚淺的練習式學習向豐富深刻的實踐式學習轉變.
三、在知識理解的過程中滲透“大概念”
數(shù)學知識的理解是一個系統(tǒng)性工程,需要相關知識的前聯(lián)后鋪,在這個過程中,知識聯(lián)結越廣泛越能形成深刻理解,越能形成四通八達的知識網(wǎng)絡,越能建立結構穩(wěn)定、有序合理的知識框架,在應用的過程中越容易被激發(fā)和帶動.
數(shù)學概念的學習過程是“大概念”滲透最有力的過程. 在概念的形成和理解過程中必然會促進對上位“大概念”的理解,在與其他并列概念的組合關聯(lián)中必然會綜合應用上位“大概念”和產(chǎn)生新的下位“小概念”. 概念的理解過程,就是一個以所學概念為結點的上、下位知識聯(lián)結的過程,也是知識不斷向外擴散的過程,是一個以“大概念”為統(tǒng)領知識緊密關聯(lián)的過程,是知識結網(wǎng)、整體學習的過程.
首先,挖掘概念的等價形式和構成要素間的等價變換,形成同位概念,將單一的概念抱成“團”,以豐富的概念表達來體現(xiàn)“大概念”的“大”. 例如,向量數(shù)量積:兩個向量[a,b]的模及其夾角[θ]余弦的乘積[?][?][a · b=abcosθ?a · b=x1x2+y1y2.] 這就實現(xiàn)了文字定義、符號表達、坐標表示三者間的等價轉換,應用時可以根據(jù)不同的背景選擇恰當?shù)男问? 從要素的組合變換上,可得[a · b=abcosθ=abcosθ=][acosθb=bacosθ=b · a,] 輕松證明了交換律. 量的不同組合,可以帶來不同理解,產(chǎn)生不同的性質,同時隱藏著向量投影、模的乘積、夾角等下位概念;[cosθ=a · bab=x1x2+y1y2x12+y12x22+y22]體現(xiàn)了夾角與數(shù)量積兩種形式的聯(lián)系,加強了不同形式定義之間的關聯(lián),深刻了向量方向的內(nèi)涵;[acosθ=a · bb, bcosθ=][a · ba]自然帶出了下位概念向量投影的代數(shù)形式,為解釋幾何意義做好了鋪墊. 概念的等價變換,展現(xiàn)了概念的不同側面,豐富了概念的表現(xiàn)形式,增加了概念的“觸角”,為概念的生長提供了多種可能,有助于對概念的整體理解.
其次,借助“大概念”的統(tǒng)攝和引領功能,從“大概念”的構成要素出發(fā),自覺分析所學概念在這些要素上的表現(xiàn),加強對所學概念性質的挖掘,促進深刻理解,提升概念的應用價值. 從“向量”這個“大概念”考察,我們就容易從方向(夾角)、大?。#﹣硌芯繑?shù)量積,形成一些新的性質(下位概念). 從方向上考慮:[a,b]同向[?][a · b=ab,] [a,b]反向[?][a · b=-ab,] [a,b垂直?a · b=0.][?] 從模的關系考慮:[a=b?a · b=a2=a2, a=1?a · b=bcosθ](投影的幾何意義). 借助“大概念”的組成要素所提供的研究方向,通過強抽象的方式探究概念的性質,形成新的“小概念”,使所學概念變得更加飽滿,應用也更加廣泛,同時“大概念”的統(tǒng)攝對象也隨之豐富.
最后,借助“大概念”統(tǒng)攝下并列概念的相互融合,橫向拓展所學概念的價值,擴充“大概念”的內(nèi)容,創(chuàng)新“大概念”的性質,形成新的綜合性“小概念”,增強所學概念的輻射功能. 在“向量運算”這個“大概念”的統(tǒng)攝下,將數(shù)量積與加減、數(shù)乘融合,就很自然地形成了[a±b ? c=a ? c±b ? c, λ±μ ? c=][λc±μc, λa ? b=][λa ? b, λμ ? a=λμa=μλa]等運算法則,以及[a+b2=a2+2a ? b+b2, a+b ·][?a-b=a2-b2]等運算公式. 在證明相關性質時,站在“向量”這個“大概念”的角度,自然也會有數(shù)形雙視角. 例如,[a+b ? c=a ? c+b ? c]的證明. 教材用了投影和相等的幾何視角,如果用坐標化的代數(shù)視角,設[a=x1,y1,b=x2,y2,c=x3,y3,] 則[a+b ?c=x1+x2 ·][x3+y1+y2y3=x1x3+y1y3+x2x3+y2y3=a ?c+b ? c.] 比幾何方法更容易想到. 通過并列概念之間的融合,可以促進對幾個概念的綜合理解,產(chǎn)生多種研究對象,既能提升學生對知識的整體認知,又能提高學生解決新問題的能力. 在“大概念”下實行知識之間的跨界融合,更能形成創(chuàng)新的研究對象. 有了“大概念”的引領,學生的學習空間會得到極大的拓展,這種拓展促進了學生的主動思考,給學生帶來了精神震撼和心理滿足.
四、在知識的應用過程中滲透“大概念”
學生學習能力的強弱主要體現(xiàn)在知識遷移水平上,把所學知識應用到新情境中的能力就是遷移. 遷移的關鍵是形成知識關聯(lián),學生的知識關聯(lián)越廣、越深刻,形成的知識網(wǎng)絡就越牢固、越豐富,知識遷移就越容易發(fā)生.“大概念”就是學生認知網(wǎng)絡中極重要的穩(wěn)固結點,是激活其他知識的關鍵,是學生理解新知識的有力抓手,也是學生形成創(chuàng)新能力的核心力量.
在新授課的知識應用和例題學習過程中滲透“大概念”,既可以強化學生對新學知識的理解,也能在“大概念”知識的聯(lián)結中促進學生對其他知識的理解與融合,促進知識網(wǎng)絡的主動建構,增強知識的整體性和靈活性. 例如,在“向量基本定理”中有一道非常經(jīng)典的例題.
從“大概念”出發(fā),首先讓學生豐富等價知識,從而增強對所研究問題各種表達形式的理解和聯(lián)系. 在“大概念”的指引下,學生經(jīng)過討論,形成了比教師最初構想更豐富的等價聯(lián)結,如圖1所示.
在原問題的解決過程中,學生依據(jù)“大概念”的指導,分別從向量基本定理、向量運算這兩個上位概念,形成了不同的解法. 作CE平行于OA,交OB于點E,簡解如圖2所示.
整個解題過程由于有“大概念”的參與,思路的形成非常自然、便捷,同時使學生對上位概念的理解有了提升,特別是加強了不同上位概念之間的勾連,形成了一個相互連通的整體網(wǎng)絡,為知識的提取提供了更大的空間和可能. 學生還聯(lián)想了原問題的并列知識,并激發(fā)形成了具有統(tǒng)攝作用的“大概念”知識譜系,甚至創(chuàng)新了“大概念”. 課堂上師生相互激發(fā)形成的“大概念”教學譜系圖如圖3所示.
學生通過“大概念”的引領,改變[λ,μ]的線性關系,促進了深度學習的開展,深入理解了各種代數(shù)變化的圖形內(nèi)涵,建立了完美的數(shù)形聯(lián)系. 值得一提的是,有學生創(chuàng)新地提出了[λ2+μ=1,] 瞬間激發(fā)了教師對一般曲線的聯(lián)想,進一步提升了“大概念”的層次.
知識應用階段的每一次“大概念”教學,都是不斷強化知識聯(lián)系的過程,也是對知識內(nèi)核進一步提升的過程,是師生形成整體認知最明顯的過程,是解題教學最為便捷有效的過程. 基于“大概念”的知識應用教學,是最能觸動學生參與的教學方式,是最能觸摸知識本質、形成深刻理解,構建聯(lián)結廣闊、提取自如、開放有序的知識網(wǎng)絡,建立有個性、有深度的知識體系與思想方法的教學方式.
在“大概念”教學中,教師不再是學科知識的傳聲筒,而是學科專家思維的領悟者、實踐者,是學生學習專家思維的領路人、合伙人. 在教學中,教師不僅要有“大概念”設計教學的意識,更要有用“大概念”組織學生學習的能力,要在每節(jié)課、每個學習節(jié)點設計有利于學生使用、提煉“大概念”的環(huán)節(jié),加強知識的主動生成,不斷培養(yǎng)學生知識的整體性、認知的連貫性、學習的可持續(xù)性,提升學生解決數(shù)學問題的能力,增強學生以數(shù)學知識解決現(xiàn)實問題和跨學科問題的能力,將培養(yǎng)學生數(shù)學學科核心素養(yǎng)落實在教學的每個細節(jié)上.
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