关注教学深度 提升教学品质

2023-07-17 04:14张跃骜
数学教学通讯·高中版 2023年5期
关键词:品质可持续发展深度

张跃骜

[摘  要] 随着新课改的不断深入,课堂的教学模式、组织形式、学习形式都发生了重大转变,“自主探究、合作交流”已成为新课堂主流. 不过,在发生变化的同时也涌现出了许多新问题,如探究过于肤浅,合作流于形式等,从而因教学缺乏深度而影响了教学效果. 文章指出,教学中要注重知识的整合和联系,关注教学技能和策略,强调自我建构和自我创新,以此打造有深度的教学,实现教与学的可持续发展.

[关键词] 教学;品质;深度;可持续发展

在新课改的影响下,高中数学课堂呈现出了一片“繁荣”. 不过在如火如荼的改革中,各种形式的伪探究、假合作、假交流也充斥着课堂,课堂表面上“热烈高涨”,但课堂依然停留在机械记忆和反复训练的浅层教学上,学生的学习能力和思维能力并没有明显提升. 基于此,深度课堂逐渐走进了师生的视野,其主要目的是实现由“低认知发现教学”向“指导性发现教学”转变,由“无效讲解教学”向“有效讲解教学”发展,深度课堂关注知识建构、迁移和评价的创造,关注知识的整合和联系. 在这样的课堂上学习,学生不仅能够深刻地理解知识,而且能够灵活应用知识,有助于学生发展数学思维能力、形成数学核心素养,落实终身学习目标.

数学思维的发展是由低层级到高层级不断进阶的过程,在这个过程中进阶理论应运而生,为“真学课堂”注入新的活力,使教与学的发展更加自然、和谐. 在进阶理论的指导下,教师应关注思维进阶的连续性和层次性,通过问题的梯度变化实现从现实发展层级向潜在发展层级的升华,以此促进学生高阶思维能力的发展,打造深度课堂,为实现学生的可持续发展架桥铺路.

笔者以“椭圆的几何性质”一课为例,基于学习进阶的视角,谈几点对深度课堂的认识,供借鉴.

教学实录

教学片段1:借助问题,溯本探源

师:学习椭圆前,我们用解析法研究了直线和圆,基于以上活动经验,谈一谈你是如何理解解析几何基本思想的.

生1:它就是用代数思想方法来研究几何问题.

生2:其中蕴含着数形结合思想方法,即将图形问题代数化——将其转化为代数问题,然后运用代数思想方法来计算、验证,从而得到代数结果,反过来将代数结果几何化. “两化”的目的是让问题既直观又准确.

师:说得真好. 在之前学习中,我们依据曲线定义得到曲线方程,由曲线方程得到曲线的几何性质. 现在我们已經学习了椭圆的定义及标准方程,接下来我们要学习什么呢?

生齐声答:椭圆的几何性质.

师:很好,基于以前的学习经验,我们可以利用什么来研究椭圆的几何性质呢?

生齐声答:椭圆的标准方程.

(学生思考、交流)

设计意图 无论学习平面几何还是学习立体几何,乃至研究函数的性质,都是从图形出发,借助直观感知先大胆猜测,然后结合已有知识和经验进行推理和证明. 在本节课的教学中,若先用图形猜想性质,然后用标准方程进行推理验证,则会在椭圆性质的推理上偏离预设,有悖于解析几何的基本思想,不利于知识生成. 因此,从学生认知的进阶起点看,“两化”这样的设计是合理的、科学的,凸显教学立意,为学生指明了研究对象和研究方向,有助于课堂生成.

教学片段2:自主探究,获得抽象感悟

师:很好!观察方程中两变量x,y的取值范围,其几何意义是什么?

生5:说明椭圆分布在x=±a和y= ±b围成的矩形内.

师:是的. 从方程的角度来思考,如果(x,y)是它的解,那么方程还有其他解吗?

生6:有. 方程中出现的是x2和y2,除了(x,y)是它的解,(x,-y),(-x,y),(-x,-y)也是它的解.

师:对的. 这些解与(x,y)有何关系?反映了椭圆怎样的几何特性?

生7:如果(x,y)在椭圆上,那么它关于x轴的对称点(x,-y),关于y轴的对称点(-x,y),关于原点的对称点(-x,-y)也都在椭圆上.

师:由此你知道了什么?

生8:椭圆是关于x轴、y轴、原点对称的图形.

师:不过椭圆的对称中心一定是坐标原点吗?对称轴一定是x轴、y轴吗?

生9:不一定,椭圆是可以平移的,平移后它的对称轴和对称中心自然也就发生变化了.

师:想一想这说明了什么呢?(学生陷入沉思)

生10:这说明椭圆的对称性与坐标系没有关系,这是椭圆的本质属性.

设计意图 该环节以学生发现为主,凸显学生的主体价值. 同时,为了进一步感悟解析几何的本质思想,教师引导学生从代数的角度出发,借助椭圆方程来研究椭圆上点的坐标的取值范围和椭圆的对称性,从而确定研究方向,总结解析法研究几何问题的经验. 在教学中,教师通过层层设置问题,带领学生先研究x,y这两个变量,接下来从其几何意义出发,将其转化为方程的解,继而发现图形的对称关系. 通过以上探究让学生体验由抽象到具体、由繁到简的变化过程,有效地化解数学学习中的抽象感,提升学生思维的活力,为学生由部分到整体的学习进阶打下坚实的基础. 另外,为了避免学生形成片面的认识,在思维的关键节点,教师又适时地进行追问,引导学生总结归纳出了对称性为椭圆的本质属性,与椭圆的位置并无必然联系,以此深化了学生对方程的解的理解,实现了由特殊到一般的转化,使学生的认知结构不断完善.

教学片段3:创设冲突,逐层深化

师:结合椭圆图形及椭圆上点的坐标的取值范围我们知道,对于椭圆方程的解,x和y都有最大值和最小值,那么这些最大值和最小值所对应的点有什么特点呢?

生11:这些点就是椭圆与坐标轴的交点.

师:这样的点一共有几个呢?

生12:四个.

师:是的. 通过解方程的方法能否求出这四个点呢?

师:我们将这四个点称为椭圆的顶点. 现思考这样一个问题:椭圆的顶点是否一定是椭圆与x轴和y轴的交点呢?(教师预留时间让学生交流、讨论)

生14:如同椭圆的对称性,椭圆的顶点与坐标轴无关,而是与椭圆的对称轴有关.

师:说得很好,能够联想到对称性,可见大家对以上内容已经有了深刻认识. 确实,顶点与坐标轴并无直接联系,其为图形的固有属性.

生15:我认为当点P运动到左、右顶点时,距离椭圆中心O最远;当点P运动到上、下顶点时,距离椭圆中心O最近.

师:真的吗?你们是否也是这样认为的呢?(学生点头表示赞成)

師:你们能否进一步验证这一结论呢?(教师预留时间让学生推理验证)

经历以上过程后,教师给出长轴和短轴的概念也就水到渠成了.

设计意图 对于顶点、长轴、短轴等概念的教学,若轻描淡写地直接讲解,则难免让学生片面地认为顶点就是椭圆与坐标轴的交点,难以体现椭圆图形的本质属性. 同时,在教学中通过设疑和验证,让惯性思维与现实理解进行深度对话,深化学生的原认知,培养学生思辨和质疑的能力. 在教学过程中,教师通过巧妙设问与学生深度交流,帮助学生抓住了“长与短”的本质内涵,逐渐引导学生由感性认识上升到理性认识,从而深化了思维深度.

教学片段4:激发思维,突破难点

师:前面我们研究椭圆都是基于确定的a,b值,若a,b的值发生改变,你认为椭圆的形状会发生怎样的改变?(教师引导学生动手尝试)

生17:a,b两个量同时变化很难观察,所以研究椭圆形状时不妨先确定一个量,比如不改变a,只改变b,当a,b非常接近时,椭圆近似一个圆.

师:具体说一说为什么会这样.

师:说得非常好,你能用数学语言进一步准确表达吗?

师:不过由椭圆的定义可知,参数b并非椭圆定义涉及的原始量,而是推导椭圆标准方程时引入的一个辅助量,我们能否用椭圆的原始量来刻画?

师:不错的想法,那么具体如何表达呢?

生21:直接根据椭圆定义也能得出这一结论.

经历以上自主发现的过程,教师再给出离心率及变化范围,可以轻松地突破这一教学难点.

设计意图 让学生理解椭圆的离心率一直是教学难点,而在本节课教学中,通过猜想、类比、转化等教学策略激发了学生探究的热情,学生通过合作、交流、讨论等学习活动体验到了数学学习乐趣. 在教学中,教师从本源出发,即以方程结构为知识发现的生长点,引导学生先用比值来刻画椭圆的圆扁程度,接下来又回归定义,引导学生尝试用原始量a,c进一步刻画,从而揭示影响椭圆圆扁程度的根源是离心率,最后从不同角度认识离心率的变化范围. 基于本源和转化的观点引导学生自主建构,使学生的思维生长更加自然,这彰显了教学的智慧.

教学反思

若想改变表面的浮华,让教学更有深度,教师就应该放权给学生,为学生提供一个民主的、平等的学习环境,让学生的不同思维在碰撞中迸发出耀眼的光芒. 当然,为了使课堂交流更有效,教师要精心设计,抓住时机进行引导和诱发,从而让学生的“学”变得更有价值. 以上教学活动之所以取得了较好的效果,主要因为其立足学生的已有认知,基于最近发展区搭建了思维支架,通过层层递进的问题激发学生的潜能,引导学生自主完成新知建构. 同时,教学中教师搭建了有效的师生互动平台,让不同思维不断碰撞、融合,激发了学生的思维活力,提升了教师的教学效率. 基于以上教学流程,笔者认为教学中教师应关注以下几点.

1. 重视知识间的关联性

进阶顾名思义就是思维能力由低层向高层的逐渐演变和提升的过程,数学学习中既要重视知识的传承,又要关注知识的发展. 例如,对于椭圆的几何性质,表面上看是一个新内容、新挑战,但深思后不难发现其与直线、圆等旧知有着千丝万缕的联系,是学生原有认知基础和学习经验的传承和发展. 在教学中,教师有必要借助问题引导学生回顾旧知,帮助学生确定研究方向和研究方法,为更好地传承和发展奠定坚实的基础. 另外,学生习惯凭借“形的直观”来研究图形的几何性质,而对于椭圆性质的研究需要打破这一局限,故教师通过巧妙设计引导学生由研究方程的解的特性,逐渐过渡到研究曲线上点的特性,从而借助“数的严谨”完成了新知建构,实现了思维进阶,为接下来抛物线、双曲线的研究做好了铺垫,让学生的理性思维得以持续发展.

2. 关注教学中的策略性

若教学只关注知识的理解和掌握,而忽视策略性知识的探究,将会限制教与学的可持续发展. 例如,在教学椭圆几何性质中,将目光聚焦在知识的传授上,教师完全可以通过“讲授”的方式直接将内容灌输给学生,但这样的方式如何引导学生将碎片化的知识联系在一起呢?如何让学生理解解析几何法的价值呢?如何让学生自主完成双曲线、抛物线以及一般曲线的探究呢?只有引导学生重视策略性知识的探究,才能让学生真正理解“学什么”“为何学”“如何学”,全面掌握数学研究的内容和方法,为学生学习能力和创新能力的提升奠基.

总之,数学教学要关注知识间的关联性,通过知识进阶逐渐完善学生的认知体系. 同时,教学中教师要关注策略性知识的研究,通过思维、经验的进阶,培养学生终身学习的能力.

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