徐佑軍 吳 杰(廣東省廣州大學(xué)附屬中學(xué),廣東 廣州 510050)
核心素養(yǎng)是針對當(dāng)前初中數(shù)學(xué)教學(xué)忽視學(xué)生全面發(fā)展的弊端而提出來的.全面發(fā)展理念是新時代初中數(shù)學(xué)教學(xué)的最新理念,也是社會對人才的最新要求.初中數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的內(nèi)容包括:數(shù)學(xué)運算素養(yǎng)、數(shù)學(xué)建模素養(yǎng)、直觀想象素養(yǎng)、邏輯推理素養(yǎng)等.從核心素養(yǎng)的內(nèi)容上看,其包含了整個初中數(shù)學(xué)教學(xué)階段對學(xué)生的能力要求,具有綜合性和全面性的特征.傳統(tǒng)的初中數(shù)學(xué)課堂中以說教講練為主的教學(xué)模式對培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)非常不利.然而,數(shù)學(xué)活動課教學(xué)中以學(xué)生活動為主體,強調(diào)教師設(shè)計多樣化的教學(xué)活動環(huán)節(jié),設(shè)計不同的教學(xué)組織形式和教學(xué)情境,能激發(fā)學(xué)生的思維和想象力,從而對培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)有很大的幫助.
運算能力是最基礎(chǔ)且應(yīng)用最廣的一種能力.運算能力是思維能力和運算技巧的結(jié)合.多數(shù)教師和學(xué)生對運算能力的內(nèi)涵缺乏科學(xué)的認識,往往把運算的錯誤盲目地歸結(jié)為“粗心和馬虎”,甚至通過題海式戰(zhàn)術(shù)來提升運算能力,這樣取得的效果往往事倍功半,究其原因是對運算中所蘊含的知識和方法理解不透徹.因此,教師在課堂教學(xué)中設(shè)計活動來優(yōu)化課堂,既能讓學(xué)生理解運算規(guī)則,掌握運算方法的技巧,又增添了課堂的趣味性.
例如,在講授人教版初中數(shù)學(xué)七年級上冊“有理數(shù)的加減法”這一節(jié)課時,學(xué)生在本階段教學(xué)中需要掌握正數(shù)和負數(shù)之間的加減,這對于新生來說是非常陌生的.因為學(xué)生的腦海里沒有與負數(shù)相關(guān)的運算概念.為了強化學(xué)生的理解,教師可以設(shè)計教學(xué)表演活動,讓學(xué)生通過表演的形式來展示有理數(shù)相加減的運算方式,如7+(-3)這道題,教師應(yīng)要求學(xué)生將這道題的情境表演出來,這時,一名學(xué)生展示:向前走七步代表加數(shù)“7”.根據(jù)對正數(shù)和負數(shù)的認知,這名學(xué)生再向后走三步代表該算式的另一個加數(shù)“-3”,綜合起來自己向前走了四步,因此,學(xué)生很清晰地得到:7+(-3)=4.根據(jù)這個情境,學(xué)生展開思考:7+(-3)這個算式的計算,將括號去除轉(zhuǎn)化為7-3,最后的答案也是4,因此,學(xué)生很容易得到7+(-3)=7-3,從而很自然地發(fā)現(xiàn)減去一個數(shù)等于加上這個數(shù)的相反數(shù)或加上一個負數(shù).同時,教師可以讓更多的學(xué)生積極參與情景展示,加深學(xué)生對運算知識的理解.這樣一來,教師通過將計算情境直接展示在學(xué)生面前,加上學(xué)生的思考和揣摩,有理數(shù)的加法和減法運算對于學(xué)生來講并不是那么困難.再如,在教學(xué)“分式基本性質(zhì)與分式方程等知識”時,教師可以創(chuàng)設(shè)一系列問題情境,引導(dǎo)學(xué)生在情境中正確地完成分式運算,提升學(xué)生的運算能力,如在對分式基本性質(zhì)進行教學(xué)時,教師可以引導(dǎo)學(xué)生類比分數(shù)性質(zhì),向?qū)W生提問:“你們還記得分數(shù)有什么性質(zhì)嗎?”學(xué)生通過回顧分數(shù)性質(zhì),將其與分式特點相結(jié)合,可以較好地掌握分式的特點和性質(zhì),這對于學(xué)生發(fā)現(xiàn)和分析以及解決分式問題奠定了良好的基礎(chǔ).在這之后,教師在教學(xué)分式方程時,可以要求學(xué)生先解答帶有分數(shù)系數(shù)的一元一次方程,再對其進行變式,在分母處添加未知數(shù),要求學(xué)生進行解答.此時,教師可以向?qū)W生提問:“你們知道一元一次方程有哪些解法嗎?”教師通過營造問題情境,結(jié)合學(xué)生已有的對相關(guān)知識的掌握情況,有助于學(xué)生更好地理解知識點,促使他們更為高效地運算分式方程,促進學(xué)生數(shù)學(xué)運算素養(yǎng)的提升.
數(shù)學(xué)運算素養(yǎng)在初中數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)教學(xué)中屬于最基礎(chǔ)的素養(yǎng),貫串于整個初中數(shù)學(xué)階段的學(xué)習(xí).教師在開展教學(xué)工作時,不能一味地讓學(xué)生通過題海式戰(zhàn)術(shù)來學(xué)習(xí),因為這樣的學(xué)習(xí)方式對激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣非常不利,不能幫助學(xué)生很好地理解計算方法.本階段研究借助數(shù)學(xué)活動課,讓學(xué)生通過表演的形式展現(xiàn)數(shù)學(xué)計算情境,讓學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上掌握運算方法,從而培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng).
模型是融合數(shù)學(xué)知識和方法的一種結(jié)構(gòu),其在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中有很高的教學(xué)價值.模型的建構(gòu)過程實際上就是對知識的理解和掌握的過程.在傳統(tǒng)的初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中,部分教師通常已經(jīng)在課堂上幫助學(xué)生建構(gòu)模型,甚至連分析模型的過程都不需要學(xué)生花費太多心思,學(xué)生只是應(yīng)用教師講解模型的知識,這樣忽視了模型的建構(gòu)和分析模型這兩部分在教學(xué)中的作用,將會阻礙學(xué)生數(shù)學(xué)思維和數(shù)學(xué)探究能力的養(yǎng)成.因此,教師應(yīng)引入數(shù)學(xué)建?;顒诱n,讓學(xué)生以小組為單位在建模課上施展才華,制作出自己最滿意的數(shù)學(xué)模型.
例如,在講授人教版初中數(shù)學(xué)七年級下冊“平面直角坐標(biāo)系”這節(jié)課時,雖然本節(jié)課知識并不難,但為了體現(xiàn)課堂的趣味性,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,教師將本次教學(xué)設(shè)計成活動課,讓學(xué)生親身參與知識的形成.本次活動課的主題是“建立最美的平面直角坐標(biāo)系”.在這一過程中,教師要求學(xué)生在草稿紙上利用畫圖工具,按照嚴格的畫圖步驟畫出一個整齊的坐標(biāo)軸,然后讓學(xué)生將自己喜歡的圖形畫在平面直角坐標(biāo)系中,讓學(xué)生在畫的過程中思考自己所畫的對象主要是由哪幾個關(guān)鍵的點連接而成的,如一個三角形是由三個頂點連接而成的,這就要求學(xué)生將圖像的幾個關(guān)鍵點描出來,并且寫出這些點的坐標(biāo),分析這些點分別在哪個象限.另外,教師還可以進一步要求學(xué)生通過平移、旋轉(zhuǎn)、翻折等形式來變換圖形,并寫出變換后圖形各點的坐標(biāo),既讓自己所畫的圖形更加生動形象,而且能進一步清晰地得到點的坐標(biāo)變化的規(guī)律.在活動課的過程中,教師讓每名學(xué)生建構(gòu)一個不一樣的數(shù)學(xué)模型,這樣全班40 多名學(xué)生就會有40 多種不同的數(shù)學(xué)模型,每名學(xué)生對于坐標(biāo)和點的理解更加深刻,也加深了對知識的應(yīng)用.最后,教師可以抽查班上部分學(xué)生的建模作品,并將它們展示在班上開展師生共同評價的教學(xué)活動.再如,初中生在日常生活中可以發(fā)現(xiàn)超市的降價打折促銷、儲蓄利率以及各類增長率等,其中都蘊藏著非常多的數(shù)學(xué)關(guān)系,相關(guān)的現(xiàn)實問題非常多,因此,教師在教學(xué)過程中可以引導(dǎo)學(xué)生對方程模型進行構(gòu)建,這樣不僅能使學(xué)生較好地解決此類數(shù)學(xué)問題,而且有助于培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模思想.同時,在現(xiàn)實生活中,方案選擇、盈虧分析等問題也非常普遍,教師可以引導(dǎo)學(xué)生深入挖掘此類問題中蘊藏的數(shù)量關(guān)系,包括等量與不等量關(guān)系,據(jù)此對等式或不等式模型進行構(gòu)建,以解決生活中存在的實際問題,進一步夯實學(xué)生的數(shù)學(xué)建模核心素養(yǎng).
以建模素養(yǎng)培養(yǎng)為主導(dǎo)的教師在課堂上設(shè)計建模數(shù)學(xué)活動,能讓學(xué)生在建模的過程中理解新知識,思考知識的應(yīng)用方法,思考如何制作出自己最滿意的數(shù)學(xué)模型.最后,在模型展示的過程中,學(xué)生和教師共同評價模型,能將模型建構(gòu)和模型評價活動兩者相結(jié)合,從而培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模素養(yǎng).
直觀想象素養(yǎng)是初中數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)教學(xué)理念的一個重要方面.筆者作為一位初中數(shù)學(xué)教師,在教學(xué)的過程中發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生的直觀想象能力一直處在小學(xué)階段,他們在學(xué)習(xí)平面幾何知識時依然習(xí)慣于采用套概念的方式,學(xué)習(xí)效率非常低,很少主動地想象圖形的變換方式和圖形之間的關(guān)系.為了解決該問題,教師必須對現(xiàn)有的教學(xué)方式進行改進,思考怎樣設(shè)計教學(xué)活動才能激發(fā)學(xué)生的直觀想象能力,讓學(xué)生從機械式被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí).筆者在課堂上設(shè)計問題搶答活動,通過問題搶答的形式能讓學(xué)生主動發(fā)散思維,展開想象和聯(lián)想.
例如,在講授人教版初中數(shù)學(xué)七年級下冊“平行線的性質(zhì)”這節(jié)課時,本節(jié)課要求學(xué)生掌握平行線的性質(zhì),學(xué)生對平行線知識有一個深刻的認知.因此,教師在課堂上開展了搶答活動,要求學(xué)生通過搶答的方式說出生活中有哪些案例應(yīng)用了平行線的性質(zhì).學(xué)生要想解決這個問題必須展開想象和聯(lián)想,打開思維聯(lián)系生活.很快有的學(xué)生提出,在建房子時,建筑工人在搭建腳手架的時候會測量其中兩個角的大小,如果這兩個角相等,就說明這兩根腳手架平行,而這兩個角就是同位角.該案例應(yīng)用了同位角相等,兩直線平行的知識.學(xué)生通過聯(lián)系生活,將生活情境遷移在課堂上,這樣的活動教學(xué)有利于培養(yǎng)學(xué)生的知識應(yīng)用能力.在設(shè)計搶答活動的過程中,教師既要把控課堂,又要充分調(diào)動學(xué)生的積極性.因此,教師在設(shè)置搶答活動時,既要結(jié)合課堂知識問題設(shè)置,又要調(diào)動學(xué)生的積極性,這樣才能讓教學(xué)有效的開展起來.
再如,在教學(xué)簡單的立體幾何圖形時,教師可以設(shè)置搶答活動,向?qū)W生提問:“你們知道我們?nèi)粘I钪杏心男┏R姷牧Ⅲw圖形?”“你們誰能使用硬質(zhì)紙制作幾何體模型,如圓柱、圓錐、長方體等?”然后,教師可以組織學(xué)生動手參與實踐活動,對學(xué)生的回答進行驗證,培養(yǎng)學(xué)生的空間觀念.在開展旋轉(zhuǎn)數(shù)學(xué)教學(xué)活動時,教師可以向?qū)W生提問:“風(fēng)車、車輪為什么可以平穩(wěn)地旋轉(zhuǎn),而長方形和正方形無法平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)呢?”學(xué)生在教師提問之后積極地回答:“因為風(fēng)車和車輪都是圓形的,它們外面的每一個點到中心的距離是相等的,所以旋轉(zhuǎn)得平穩(wěn).”學(xué)生通過思考會有許多結(jié)論.在這之后,教師可以引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用中心對稱知識,對車輪等旋轉(zhuǎn)模型進行制作,這樣不僅能鍛煉學(xué)生的實踐能力,而且能較好地培養(yǎng)學(xué)生的空間觀念,有助于學(xué)生核心素養(yǎng)的提升,極大地豐富了學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)體驗,幫助學(xué)生積累了更多的數(shù)學(xué)知識.
直觀想象能力的培養(yǎng)要求教師激發(fā)學(xué)生的想象力.教師可以選擇與幾何教學(xué)相關(guān)的知識,設(shè)計搶答教學(xué)活動,讓學(xué)生在搶答的過程中展開想象和聯(lián)想,將自己想象的內(nèi)容展示出來.在搶答活動中,教師可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和想象能力,從而提高學(xué)生的直觀想象素養(yǎng).
邏輯推理素養(yǎng)是形成數(shù)學(xué)結(jié)論的重要方法.邏輯推理能力的培養(yǎng)對于學(xué)生構(gòu)建數(shù)學(xué)知識體系、培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)思維的嚴謹性具有十分重要的作用.初中階段是學(xué)生邏輯推理能力發(fā)展的重要階段.教師要為學(xué)生提供邏輯推理的條件,指導(dǎo)學(xué)生掌握正確的邏輯推理的方法.教師開展小組合作學(xué)習(xí)活動是一種非常有效的方式,能讓學(xué)生在小組合作學(xué)習(xí)中體驗分析、推理、論證等一系列數(shù)學(xué)活動環(huán)節(jié),探索、研究如何應(yīng)用知識解決實際問題,從而提高邏輯推理素養(yǎng).
例如,在講授人教版初中數(shù)學(xué)八年級上冊“三角形全等的判定”這節(jié)課時,教師主要圍繞全等三角形的證明方法展開教學(xué),指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會平面幾何證明題的書寫過程,學(xué)會如何使用專業(yè)術(shù)語展開證明題的學(xué)習(xí).本節(jié)課的內(nèi)容并不復(fù)雜,但是如果將之前學(xué)習(xí)的平行線性質(zhì)、垂線段性質(zhì)等知識綜合起來,題目的內(nèi)容就變得復(fù)雜起來.因此,本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)不是單純地讓學(xué)生知道五種全等三角形的證明方法,而應(yīng)該要培養(yǎng)學(xué)生的幾何邏輯推理思維,引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用“∵和∴”語句來展開幾何證明題推理.在本節(jié)課的最后,教師設(shè)計了一輪小組合作學(xué)習(xí)活動,展示了一些比較復(fù)雜的數(shù)學(xué)幾何證明題讓學(xué)生以小組為單位進行思考,或者展示了一題多解以及需要作輔助線等一類的題目,讓學(xué)生發(fā)散思維,思考問題的解答方法.又如,在開展正方體展開圖教學(xué)活動時,教師可以采用小組合作學(xué)習(xí)的方法設(shè)計相關(guān)的教學(xué)活動,看哪個小組得到的正方體展開圖既多又準確,先將全班按四人小組分成若干組,每個小組準備好正方體磁力片,其中,一名學(xué)生負責(zé)記錄本小組正方體展開的形式,其余三名學(xué)生負責(zé)動手操作,積極思考,充分討論.最后,每組選派一名學(xué)生負責(zé)展示本小組的“成果”.學(xué)生通過動手操作實驗、自主探究、互相協(xié)作得出結(jié)論,從而徹底地經(jīng)歷了知識形成的全過程,這樣既豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗和感悟,讓學(xué)生體會到自己參與知識形成的樂趣和自豪感,又使學(xué)生更好地探究更多知識的形成,切實地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性,有效地培養(yǎng)了學(xué)生的直觀想象能力和邏輯推理素養(yǎng).
小組合作學(xué)習(xí)活動在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的作用非常大.教師設(shè)計的小組合作活動,讓學(xué)生對一些比較復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題展開思考與討論,和小組內(nèi)的同學(xué)一起探索問題的解決辦法,能讓學(xué)生體會到數(shù)學(xué)家在探索數(shù)學(xué)未知領(lǐng)域時的成就感,在分析和推理的過程中發(fā)展學(xué)生的邏輯推理能力.
核心素養(yǎng)已經(jīng)成為初中數(shù)學(xué)教學(xué)的主要指導(dǎo)思想.要想培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng),提高學(xué)生的綜合能力,教師必須改進現(xiàn)有的教學(xué)方式,設(shè)計不同的教學(xué)活動,讓學(xué)生主動投入學(xué)習(xí)中,在學(xué)習(xí)的過程中思考問題,構(gòu)建模型,討論交流,從而掌握新知識并發(fā)展數(shù)學(xué)綜合能力,實現(xiàn)核心素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo).