王澤揚
數(shù)學(xué)課堂是思維的課堂,思維的發(fā)展需要有效碰撞。概念課是數(shù)學(xué)課中的重要組成部分,概念課能否達(dá)成預(yù)期的教學(xué)目標(biāo),突出重點,突破難點,關(guān)鍵在概念的生成。概念的生成是自然的,是流暢的。學(xué)生需要了解這個數(shù)學(xué)概念是什么,源自哪里;了解研究它有何意義和作用;了解它的概念的內(nèi)涵與外延;了解如何證明它的正確性、良定性、充要性。在課堂上,學(xué)生是教學(xué)的主體,教師是主導(dǎo),在知識建構(gòu)的過程中,教師要引導(dǎo)學(xué)生,主動探索知識。要使概念生成更加清晰、自然、邏輯通順、條理清晰,需要教會學(xué)生如何追問。因此,概念的生成離不開有效追問。
追問是在提問的基礎(chǔ)上進行再次發(fā)問,目的是使學(xué)生正確、準(zhǔn)確、深度理解知識,能夠解決問題。追問是對初次提問的補充、深入、拓展或修改。師生之間的有效追問,不僅能凸顯教師主導(dǎo)、學(xué)生主體的地位,還能有效開展學(xué)生活動和數(shù)學(xué)建構(gòu),在對話和溝通中,明晰概念逐漸。
一、 概念教學(xué)的有效預(yù)設(shè)
空間向量基本定理是蘇教版選修2—1高中數(shù)學(xué)教科書第三章的3.1.3小節(jié)的內(nèi)容。從地位上看,空間向量基本定理在教科書的本章中的位置是至關(guān)重要的—它需要解決必要性、合理性和嚴(yán)謹(jǐn)性共三個方面的問題,從而將概念生成得飽滿而充實。從功能上看,它為下面學(xué)習(xí)空間向量的坐標(biāo)表示與坐標(biāo)運算、用坐標(biāo)的思想解決立體幾何問題提供了了理論支持。從結(jié)構(gòu)上看,它上接共線向量基本定理、共面向量定理,同時推廣了平面向量基本定理,是數(shù)學(xué)中從低維到高維抽象的一個縮影。從功能上看,它將數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理、數(shù)形結(jié)合、直觀想象、數(shù)學(xué)運算等核心素養(yǎng)孕育其中,能讓學(xué)生在空間向量這一個知識載體中,體會抽象而又偉大的數(shù)學(xué)世界的奧妙。
本節(jié)課教學(xué)之前,學(xué)生也已開始學(xué)習(xí)空間向量的有關(guān)內(nèi)容??臻g中,類比平面向量基本定理,又會得到怎樣的結(jié)論呢?它又有怎樣的作用呢?學(xué)生帶著這一問題串,不斷探索數(shù)學(xué)知識。
基于以上分析,本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)確定如下:理解空間向量基本定理及其推論,知道空間任意一個向量可以用不共面的三個已知向量線性表示,而且這種表示是唯一的;在簡單問題中,會選擇適當(dāng)?shù)幕讈肀硎救我豢臻g向量。
二、 概念生成中有效追問的設(shè)計與實施
教學(xué)片斷:在豎直平面內(nèi),炮彈、噴出的水做拋體運動。
問題1:從數(shù)學(xué)的角度,哪一個定理與這個過程密切相關(guān)?
學(xué)生A:之所以這個被稱為平面向量基本定理,是因為對于平面內(nèi)任意一個向量,都可以用這個平面內(nèi)任意兩個不共線的向量來表示。教師:下面我們將這個問題推廣到空間中。
設(shè)計意圖:從現(xiàn)實情境出發(fā),讓學(xué)生感受之前學(xué)習(xí)過的平面向量基本定理與今天所學(xué)內(nèi)容之間的緊密聯(lián)系,感受平面向量基本定理的合理性,同時滲透推廣、類比的思想。
問題2:壘球、鐵餅、標(biāo)槍被投擲后在空間中產(chǎn)生了運動,飛機在天空中翱翔。類比前面的方式,你會如何研究這些物體在空間中的任意位置的速度?
學(xué)生B:將運動(速度)進行分解。教師追問:如何分解?學(xué)生B:按三個方向進行分解。教師追問:很好,這位同學(xué)是這樣的觀點。哪位同學(xué)想發(fā)表自己對他的觀點的看法?你覺得可行嗎?你有產(chǎn)生什么問題嗎?學(xué)生C向?qū)W生B追問:為什么是三個方向?兩個方向夠不夠?學(xué)生B:不夠。學(xué)生C:為什么?教師補充:我們將其抽象成一個數(shù)學(xué)問題—
設(shè)計意圖:實際生活空間中,始終存在著用任意三個不共面的向量,表示任意一個向量的必要性,在此基礎(chǔ)上,需要體會抽象、類比、數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想。通過師生追問,引導(dǎo)學(xué)生思考發(fā)問方向,這使學(xué)生活動落在了實處,能從同伴身上學(xué)習(xí)質(zhì)疑、思考的精神,發(fā)展一般性的發(fā)現(xiàn)問題、提出、分析、解決問題的能力。
三、 設(shè)計反思與感悟
概念教學(xué)需要滲透數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。在概念生成的過程中,提出問題、分析問題、解決問題的火花,來源于數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),來源于數(shù)學(xué)思想方法,來源于日積月累。我們可以大膽放手,讓學(xué)生自己去提出一個個問題,進而研究解決,掌握空間向量基本定理的內(nèi)容,達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。
概念教學(xué)需要有效追問。影響學(xué)生高層次數(shù)學(xué)思維的兩個關(guān)鍵因素是開發(fā)需要高層次數(shù)學(xué)思維的各種數(shù)學(xué)探究任務(wù)以及試試這些任務(wù)的有效教學(xué)策略。有效追問正是一個在概念教學(xué)中的落實數(shù)學(xué)探究任務(wù)的有效教學(xué)策略。因此,在數(shù)學(xué)課堂上,教師要引導(dǎo)學(xué)生不斷追問,自己動手,提出未解決該問題的若干小問題,不斷完善外延,生成概念。
概念教學(xué)要充分發(fā)揮學(xué)生的能動性。每個學(xué)生都是未加裝飾的璞玉,都是一個個鮮活的、擁有獨立視角與思維能力的個體,因此在概念教學(xué)中,教師要敢于放手,不怕浪費課堂時間,不怕試錯,要讓學(xué)生努力嘗試去提出問題、解決問題,讓學(xué)生不斷追問,真正落實以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的教學(xué)觀,這樣才有助于培養(yǎng)學(xué)生的探索精神與求知欲望,有利于學(xué)生的創(chuàng)新思維與理性思維的形成。