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大概念统领下的初中数学单元教学策略探究―以“方程与方程组”相关单元为例论文

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2024-08-12 14:00:45    来源:    作者:zhouxiaoyi

摘要:单元教学是撬动课堂转型的一个支点,大概念是单元教学的统领。在核心素养视域下,“大概念”“单元教学”备受一线教师关注。大概念统领下的单元教学已经成为培养学生核心素养的重要路径。因此,教师要把握初中数学日常教学时机,着力进行“大概念统领下的初中数学单元教学”研究。在研究过程中,教师应梳理大概念、单元教学的内涵,以此为指导,以课堂教学为依托,探索相关的教学路径与策略。文章依据部分研究成果,先论述大概念、单元教学的内涵,再以方程单元为例,介绍单元教学策略。

  摘要:单元教学是撬动课堂转型的一个支点,大概念是单元教学的统领。在核心素养视域下,“大概念”“单元教学”备受一线教师关注。大概念统领下的单元教学已经成为培养学生核心素养的重要路径。因此,教师要把握初中数学日常教学时机,着力进行“大概念统领下的初中数学单元教学”研究。在研究过程中,教师应梳理大概念、单元教学的内涵,以此为指导,以课堂教学为依托,探索相关的教学路径与策略。文章依据部分研究成果,先论述大概念、单元教学的内涵,再以方程单元为例,介绍单元教学策略。

  关键词:初中数学;大概念;单元教学

  传统的数学课堂以“知识为本”,形成了“重知轻能”的教育现状,致使学生发展效果不佳[1]。《义务教育数学课程标准(2022年版)》(以下简称《课程标准》)提出“设计体现结构化特征的课程内容”的课程理念,要求教师“对内容进行结构化整合,探索发展学生核心素养的路径”。大概念可以赋予单元教学实质意义,因此数学单元教学应以大概念为统领。

  一、概念界定

  (一)大概念

  大概念是学科知识背后更为本质的、核心的概念或思想,建构了不同知识点或不同学科的纵横联系,具有主干核心性、逻辑结构性。大概念具有三种表现形式:(1)概念,指某类事物本质特征的抽象;(2)表现,指一种观点和看法,反映不同概念之间的关系;(3)论题,主要出现于人文艺术领域。一般情况下,大概念可以统领学科知识或不同学科知识,具有可持续的应用价值。

  (二)单元教学

  单元教学是以培养核心素养为出发点和落脚点,以整体思维为指导,以教材为基础,统筹、重组相关内容,获得一个相对独立的教学单元,以此为基础,创造性地实施教学活动。

  (三)大概念统领下的单元教学

  单元教学具有整体性。从知识本身来看,“整体”意味着知识之间有联系。学习的过程是建立知识联系的过程。在此过程中,大概念处于中心地位。从知识学习角度来看,“整体”意味着有意义建构。学习的过程是迁移应用认知,进行知识分化、重组、整合、改造的过程。在单元教学中,单元知识应当以大概念为中心,形成网状的知识结构。从课程角度来看,“整体”意味着统整。在大概念的引领下,单元要重新整合、设计。

  二、大概念统领下的初中数学单元教学策略

  (一)提炼大概念

  提炼大概念是指明确大概念是什么,这是单元教学的前提[2]。如何提炼大概念?浙江大学教育学院刘徽教授总结了两条提取路径:一是自上而下地提取,即研读《课程标准》、核心素养提取大概念;二是自下而上地提取,即剖析知能目标、生活价值、学习难点、评价标准,理清大概念。教师要依据单元教学需要,采用适宜的路径提炼大概念。

  例如,《课程标准》在“方程与方程组”“内容要求”中提到“能根据现实情境理解方程的意义,能针对具体问题列出方程;理解方程解的意义,经历估计方程解的过程”“能依据具体问题的实际意义,检验方程解的合理性”等。在实现如此种种要求的过程中,学生体验不同的活动,顺其自然地发挥抽象能力、运算能力、模型观念、应用意识。在数学学科核心素养的助力下,学生会解决方程问题。由此可见,解方程是方程单元的重点内容。在解方程的过程中,学生必须掌握方程思想。在掌握方程思想后,学生会走进具体情境中,迁移应用所学,列出方程、解答方程。所以,方程思想是方程单元的核心内容。于是,教师可采用自上而下的方式提取大概念——方程思想。之后,教师可以方程思想为中心,实施单元教学。

  (二)表征大概念

  表征大概念是指借助教学目标清晰地表征大概念。教学目标可以指明单元教学的方向。在清晰的教学目标的指引下,教师可以知道“教什么”“如何教”“教到何种程度”,一步步地落实大概念[3]。尤其,在整个教学过程中,学生不仅“会学”,还能“学会”,获得良好发展。对此,教师要站在整体角度,沿着“分析教材—洞察学情”这一路径,设定教学目标,清晰地表征大概念。

  例如,北师大版初中数学教材在七、八、九年级分别设置了不同的方程内容,即一元一次方程、二元一次方程组、分式与分式方程、一元二次方程、在函数观点下研究一元二次方程等。其中,方程概念内容占六个课时,方程解法占十二个课时,方程的应用占十个课时,方程与函数占五个课时,回顾与思考占三个课时。可见,涉及方程的单元内容繁多,但重难点突出。重点内容是方程的解法,难点内容是方程的应用。方程的应用具有综合性,需要学生将方程思想作为工具,综合、运用不同的知识点,灵活解决具体情境中的方程问题。

  但是,大部分学生往往对单元整体结构认知不充分,无法准确厘清不同知识点的内在联系。尤其,学生没有切实地掌握方程思想,在具体情境中很难解决实际问题。由此可确定,方程单元重在引导学生获取方程思想,把握知识联系,建构知识结构,解决实际问题。基于此,教师可以设定单元教学目标:(1)站在整体角度,系统把握不同知识点之间的关联,建构方程单元结构体系;(2)能建立有理数、实数、方程知识、运算方法、思想等之间的联系,搭建知识体系;(3)能灵活、准确地求解一元一次方程、简单的二元一次方程组、简单的一元二次方程,可以转化一元一次方程的分式方程,发展数学抽象能力和运算能力;(4)根据具体情境,运用方程思想,建立方程模型,解决实际问题,增强数学模型观念,提升数学运算能力和应用意识;(5)感受方程的应用,能在函数、平面几何等单元使用方程知识,灵活解决数学问题,培养数学运算能力和应用意识;(6)从算术思维发展为代数思维,灵活地解决实际问题,体会方程之间的转化,发展数学抽象能力。

  (三)转化大概念

  转化大概念是指将单元教学目标转化为核心问题[4]。解决核心问题的过程,正是学生学习单元内容、获取大概念、建构知识体系、发展核心素养的过程。核心问题是单元内容的共性概括。简单来说,核心问题是每一小单元均涉及的问题。明确核心问题,既可以增强单元教学的针对性,又可以使学生明确学习方向,积极探究,推动单元教学发展。因此,教师要分析各个小单元,发现共同内容,将其转化为大概念。

  “方程与方程组”相关单元共由四个小单元构成——一元一次方程、二元一次方程组、分式与分式方程、一元二次方程。在学习每个小单元时,学生要认识不同知识的本质,了解不同方程的解法,把握不同知识点之间的联系,灵活应用不同知识点解决问题。基于此,教师可以设计四大核心问题,即“知识本质是什么?”“不同方程的解法有哪些?”“不同方程与其他知识点之间有怎样的关联?”“如何应用方程解决实际问题?”。

  在方程单元教学中,教师将依据具体的小单元内容,提出核心问题,驱动学生使用多样的方式探究。学生通过解决核心问题,可以在掌握不同知识点的过程中,获取数学思想方法,建构知识体系,发展数学学科核心素养,由此实现单元教学目标,增强学习效果。

  (四)落实大概念

  1.设置问题情境,激发兴趣

  单元教学倡导在情境中学习。问题情境是指教师在教学过程中有目的、有意识地提出问题,引导学生质疑问难[5]。有效的问题情境可以激发学生的探究兴趣,驱动学生积极探究。因此,在实施单元教学时,教师要先围绕小单元内容,创设有关的问题情境。

  在一元一次方程小单元教学中,教师可借助电子白板向学生展示古希腊数学家丢番图的墓志铭(如图1)。

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  在学生诵读后,教师提出问题:“丢番图的年龄是多少岁?”教师给学生五分钟的思考时间。大部分学生积极思考,联想不同的知识点,使用不同的方式探究丢番图的年龄。在解决问题时,大部分学生列出算式,但算式解法烦琐。教师把握这个时机,引导学生思索简便方法。有部分学生提到列方程。于是,教师发问:“什么是方程?”学生迁移已有认知,介绍方程的相关内容。教师依据学生的作答情况,鼓励学生描述用方程求解丢番图年龄的方法。有学生说道:“设未知数x,列出方程,求解答案。”教师引导学生思考未知数的作用。如此一来,学生便可建立未知量和已知量之间的联系,初步感受划归思想。教师把握时机,介绍化归思想,并总结问题解决的流程(如图2)。

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  有效的问题情境能够驱动学生积极思维,迁移已有认知,建立方程与等式之间的联系。通过问题情境,学生能够初步感知学习方程的目的,感受算式与方程的差异,了解问题解决流程,感受化归思想,为深入探究方程小单元内容做好准备。

  2.提出核心问题,深入探究

  核心问题是小单元课堂教学的核心,能够推动小单元课堂教学发展[6]。在课堂讲解环节,教师要依据具体的教学情况,提出核心问题,驱动学生使用多样的方式进行深入探究,获得良好发展。

  例如,在一元一次方程小单元课堂上,学生先后体验了探究活动,了解了方程的内涵和方程的分类。立足学生的探究所得,教师发问:“什么是一元一次方程?”学生在课堂认知的支撑下,联想到“一个未知数”“未知数的最高次数是1”,由此描述一元一次方程。依据学生描述的内容,教师发问:“像‘+3=5’这样的方程是一元一次方程吗?”学生回顾课堂所学,紧扣“一元一次方程的分母不含有字母”,给出否定回答。基于此,教师鼓励学生回顾代数式与整数式,认真类比,为方程分类。在分类的过程中,大部分学生了解了分式方程、整式方程等。于是,教师鼓励学生对比不同的方程,归纳一元一次方程的定义。有的学生说道:“只含有一个未知数,且这个未知数的最高次数是1的整式方程是一元一次方程。”教师趁机追问:“这个定义中的‘元’‘次’是什么意思?”学生结合自身的理解情况,踊跃作答。教师耐心指导,帮助他们完善认知。与此同时,教师呈现练习题,引导学生为方程分类。

  学生在解决核心问题的过程中,始终积极思考,迁移应用已有认知,逐步了解了一元一次方程的概念,把握了不同知识点之间的联系,建构了知识结构。同时,在整个过程中,学生经过对比、判断、归纳,锻炼了数学抽象能力。

  三、结束语

  总而言之,教师有效实施单元教学,可以使学生在探寻大概念的过程中,扎实掌握每个知识点,把握知识点之间的联系,建构知识结构,顺其自然地发展数学学科核心素养,增强数学教学效果。

  参考文献

  [1]薛艳艳.学科大概念视角下的初中数学单元整体教学设计[J].智力,2022(25):131-134.

  [2]司卫秀,徐丽.数学大概念视角下的单元教学设计:以“函数的概念与性质”单元教学为例[J].新课程导学,2022(16):22-24.

  [3]庞嵘嵘.基于大概念的初中数学教学设计研究[D].桂林:广西师范大学,2022.

  [4]孙丰.在初中数学教学中融入“大概念”[J].江西教育,2022(12):28-29.

  [5]潘利英.核心素养背景下初中数学单元教学的有效设计方法探析[J].考试周刊,2021(98):85-87.

  [6]张峰.初中数学单元教学的设计策略研究[J].新课程,2021(29):73.