“过程→生成”理念下:整式概念的教学设计

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  基金项目:广东省教育科学"十一五"规划课题:基于三维目标的高师数学过程教学模式研究(2009tjk081)。
  摘 要:"过程→生成"教学理念认为:教学要向学生展现"有价值有思想有活力的、顺应学生思维与教育规律的、具有整体性连续性生成性的知识生成过程",基于"过程→生成"教学理念,给出了整式概念的教学设计。
  关键词:"过程→生成"教学理念;整式;教学设计
  教学改革最根本的问题是观念问题,如果传统的注入式观念不能根除,那么改革就只能是娓娓动听的空谈阔论,所以我国的教育改革的根本点是教学观念上的破旧立新。那么新为何也?我们认为"过程→生成"教学理念是理想的选择。所谓"过程→生成"教学,就是向学生展现"有价值有思想有活力的、顺应学生思维与教育规律的、具有整体性连续性生成性的知识生成过程",具体论述请见笔者《论"过程→生成"教学》一文①或见文献[1-3],本文只说明两个基本观点:一是"过程→生成"理念认为教学必须通过良好的知识生成过程使学生有思想、会思维、明事理;二是"过程→生成"理念认为最基本的是做到通过有思想、显能力、求创新的知识生成过程潜移默化地影响、熏陶学生,并在此基础上尽可能地践行"创新型"教学方法,培养学生的素质、提高学生的能力。
  本文基于"过程→生成"理念,设计"整式概念"的生成过程,意在抛砖引玉,旨在推广"过程→生成"教学理念。
  一、设计说明
  传统的数学概念的教学总是"从部分走向整体",如人教版七年级数学上册关于代数式概念的安排就是如此:单项式→多项式→整式→……,然而实际问题却并非如此,因此也就导致某些问题很难说得清楚,例如进行单项式概念辨析时,多数教师总会莫名其妙地提出形如 的分式让学生判别其是否为单项式,这就造成了讲解与理解上的困难,结果是学生只能死记硬背,毫无素质与能力上的长进。
  实际上,无论从过程哲学讲,还是从系统科学看,整体性是重要的,时代的发展需要整体认知、整体思维方法,所以我们应该培养学生的整体思维能力。因此本文基于"过程→生成"教学理念的整体性原则,设计了一种整式概念的生成过程,其大意是:类比整数与分数生成整式与分式概念→拟定先研究整式、适当时机再研究分式的研究方案→对整式分类而生成单项式与多项式的概念→拟定先研究单项式、再研究多项式的研究方案→研究单项式→研究多项式→综合训练→知识结构。
  准确地说本设计只是给出了一个知识生成过程,至于教学中如何实现,可酌情采用各种教学方法:讲授式、开放式、探究式均可;实在地说讲授法应该是最基本的、且使用最多的教学方法,如果在"过程→生成"式讲授法基础上,酌情辅以各种新型教法,必将产生理想的效果。
  二、具体设计
  1、整式概念的形成
  我们已经学过了整数与分数,谁能说出:"整数与分数的区别?"(注意:一定要要落脚到"除"的本质区别上)。请思考以下问题:
  ①、如果列车每小时运行100公里,那么2小时运行多少公里? ②、如果列车每小时运行 €%n公里,那么2小时运行多少公里?③、如果列车每小时运行 €%n公里,那么t 小时运行多少公里?④、设甲乙两地相距200公里,列车从甲地到乙地运行了2小时,问列车每小时运行多少公里?⑤、设甲乙两地相距s公里,列车从甲地到乙地运行了t小时,问列车每小时运行多少公里?⑥、设甲乙两地相距s公里,列车从甲地到乙地运行了2小时,问列车每小时运行多少公里?
  那么 称为分式好,还是整式好?
  与4€%n 比较, 4€%n是"数"与"字母"相乘, =s也是"数"与"字母"相乘;
  与 比较, 的特点是"分母中含有字母",但 的分母中没有字母。
  看来,称之为整式好!
  于是:分母中不含字母的式子称为"整式",分母中含字母的式子称为"分式"。
  练习:(酌情练习,略)
  有了整式及分式的概念,应该继续研究它们的性质,当然一般来说不能同时进行,于是先研究较为简单的整式,适当时候再研究较为麻烦的分式。
  2、整式的研究
  ⑴、单项式与多项式概念的形成
  研究整式的性质。思考下面问题且分析结果的特点:
  ①、边长为a的正方体的表面积为多少?体积为多大?②、买一个篮球需要x元,买一个排球需要y元,买一个足球需要z元,买3个篮球,5个排球,2个足球共需多少钱?③、一个数比数x的2倍小3,则这个数怎么表示?④、铅笔的单价是x元,圆珠笔的单价是铅笔的单价2.5倍,圆珠笔的单价是多少元;⑤、一辆汽车的速度是v千米/小时,他t小时行驶的路程为多少;⑥、如图1,三角尺的面积为多少?⑦、如图2是一所住宅的建筑平面图,这所住宅的建筑面积有多大?⑧、数n的相反数是什么?
  解:学生回答,并诱导分类得到以下结果:
  分析 :首先,①-⑧的结果都是整式;其次,比较看来可这样认为:①、④、⑤、⑧是由数字、字母的乘积构成的,可看作一种基本的元素;而③、②、⑥、⑦是由多个这样的基本元素相加而成。这就是说①、④、⑤、⑧与③、②、⑥、⑦是两类不同的整式,区别在于"单"与"多"。于是为了研究方便,即给这两类不同的整式分别起个名字,称前者为单项式,后者为多项式,因此给出以下说法:
  只含数与字母乘积的式子叫做单项式,而几个单项式的和叫做多项式。
  应研究单项式及多项式的性质,当然只能分别研究,于是做出计划:先研究基本的单项式,随后再研究较复杂的多项式。
  ⑵、单项式的研究
  按研究方案,先研究单项式的特征.从形式来看,单项式是数字与字母的乘积,因此应分别研究其数字因数与字母因数的特征,为此分析下列单项式(当然也可是别的)
  6a2,a3,2.5x,vt,-n   ①、分析数字因数:从个数来看,每个单项式有且仅有一个;从意义来看,具体分析:
  6a2的意义是6个 a2相加,简单说是有6个a2 (譬如:我有6个桃子);
  于是 2.5x可看作 2.5个 x(你有两个半苹果);vt 可看作1个vt 啦(他有一个西瓜); -n可看作-1 个n (你欠了我一个梨)。
  看来数字因数的意义"非同小可",于是给它起个名字,称为系数。(注:理解 6a2是 6个 a2等非常重要,必须使学生真正理解)。
  ②、分析字母因数:从形式来看,不同单项式所含的字母因数是不同的,所以无法确定什么;从意义来看,同一个字母在不同问题中可有不同的意义,例如:(略),于是无法得到字母因数的具体意义;从个数来看,不同单项式所含字母因数的个数不一定相同,但每个单项式所含字母因数的个数是确定的,例如:
  2.5x与 -n中各有一个字母因数; 6a2中有几个字母因数?(谁能说出,这是小小的难点!); 6a2与 vt中各有两个字母因数; a3中有3个字母因数。
  看来单项式所含字母因数的个数,也就是所有字母因数的指数和,是单项式的一个重要特征,于是特别称之为单项式的次数。
  练习 (酌情练习,略)
  注意:练习中,建议以图表方式板书展示结果有益于提高学生的直觉思维能力,实际上"过程→生成"教学理念倡导使用"逻辑图表"(具有逻辑关系的图表)方法展示知识的生成过程,能增强板书的直观性逻辑性,更能展示知识的生成脉路。如下表:
  ⑶、多项式的研究(略).综合练习(略).
  ⑷、知识结构
  注释:
  ①此文是课题《基于三维目标的高师数学过程教学模式研究》之《结题报告》的精简,将在《韩山师范学院学报》2013年第3期发表。
  参考文献
  [1] 王积社. 系统科学视阈下:对三维目标的系统化解读[J].大家,2012,(2,中):112-113.
  [2] 王积社. 过程化:三维目标视野中讲授法的诉求[J]. 教学与管理,2011,(33):116-117.
  [3] 王积社. 讲授观的嬗变:从注入到"过程→生成"--基于高等数学教学探讨[J].韩山师范学院学报,2012,32(6):99-104.
  作者简介:王积社(1954 -),男, 山西省晋城人, 副教授.主要研究方向: 数学机械化、数学教育
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