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母题最初来源艺术和文学,继而在各学科教学中有所发展。学科中的母题即为各门学科中包含若干知识点的基本题、典型题。母题是大量同类型题目的本源,是核心出发点。纵横比较数学教学中题型的发展演变,基本以稳定为主线,稳中渐变,联系实际,兼顾创新。因此,呈现出“年年岁岁神相似,岁岁年年形不同”的特性。那么,这种特性是如何“创造”出来的呢?主要基础在于对其“源头活水”的研究,即对母题的研究。现阶段数学教学中对母题的研究,主要集中在以下几个方面:一是对母题的“变式”内涵研究。主要阐述对变式教学倡导者顾泠沅提出的概念性变式和过程性变式的理解,及其不变与变的辩证关系等。二是对母题的“变式”问题研究。重点分析依据母题进行变式的问题设计,如用一个问题包含多个概念之变式的问题组织,即一题多变;如一个问题包含多个解法之问题组织,即一题多解。加强概念连接,强调对比变化呈现差异。三是对母题的“变式”教学研究。如把典型例题作为母题,引导学生深入研究与之相关的系列题型,强调从一道题引发数学研究的教学模式。
利用母题的基础性、独立性、拓展性和完整性等特性,让学生体验解决问题的多样性,发现题目与题目之间的连锁关系,并能准确运用母题“返本归元”的数学思维解决现实生活问题,需要课程实施者对单元教学设计从功能定位上作出新的规划,切合实际改变单一的知识传授模式。教师要在教学中灵活利用母题进行“多样解锁”“迁移演变”“广泛应用”等,不断提高教学的力度和效度,让学生的数学学习达到“能力提升”与“素养提升”的双重功效,为学生的可持续发展和终生学习创造条件。
策略1:多样解锁——利用母题,一题多解
单元教学设计的核心在于,要在整体上考虑单元内容,结构化知识、情境、问题、过程、评价等,以便充分落实数学核心素养。利用母题一题多解,可以将碎片化的分解知识多样整合,能将整个单元的内容融合于一节复习课,从而可以立足单元,上承达标学科核心素养,下启顺接知识点的目标和要求;从单元角度一体化对学习内容进行结构化处理,能够使学习过程更加完整系统。
母题1(上海教育出版社,普通高中教科书必修第二册,P123页例5)
平面A、B、C三点坐标分别是(2,3)、(2,0)、(1,1)。已知小明在一处休憩,有只小狗沿着直线AC所在直线来回跑动。问:小狗在什么位置时,离小明最近?
向量是沟通代数和几何的桥梁,母题1的变式教学能让学生体会这种代数和几何的深度融合。当教师将问题抛给学生后,学生小组讨论归纳总结出很多解法:
(方法一)已知点A(2,3),C(1,1),则直线AC的方程为y=2x-1。
利用母题2,一题多变。学生不仅了解了函数最值的几种常见求法——数形结合和单调性,也了解了多种新的函数。同时还了解了恒成立问题和恰成立问题。既能从条件得到结论,也能从结论出发推导出需要的条件。最后更是师生一起升华得到一类特殊函数的最值问题。在这过程中学生的数学抽象、逻辑推理、直观想象素养得到了发展。
策略3:广泛应用——利用母题,一题多用
单元教学设计的目标是能更好地发展学生的数学素养,让学生能以数学的眼光看世界,能以数学的方法分析世界,能用数学的语言表达世界。教师可以通过母题的“拓展演变”开拓学生数学视野和思维广度,进而帮助学生养成分析问题的能力,让思维变得“有迹可循”,直接应用于生活实践中。广义上来说就是数学建模。利用母题一题多用即为确定相应的数学模型,将相应的模型运用于不同的数学知识中。
母题3(上海教育出版社,普通高中教科书必修第二册,P46页练习6.3)
证明:平行四边形中,对角线的平方和等于四边的平方和。
这个母题必修第二册在三个章节中有所呈现。教师在解三角形时候利用余弦定理证明命题,进而得到中线长定理。
在单元教学设计背景下,通过母题,立足于中国传统的变式教学,引导学生解决问题。学生在解决问题过程中获得学习经验,而这种经验将会成为他们认知结构的一部分,有利于学生建构起自己的数学概念。通過母题,有利于加强思考数学和发现数学的能力,充分做到“不在知其然,而在知其所以然;不在知其所以然,而在何由以知其所以然”。
利用母题的基础性、独立性、拓展性和完整性等特性,让学生体验解决问题的多样性,发现题目与题目之间的连锁关系,并能准确运用母题“返本归元”的数学思维解决现实生活问题,需要课程实施者对单元教学设计从功能定位上作出新的规划,切合实际改变单一的知识传授模式。教师要在教学中灵活利用母题进行“多样解锁”“迁移演变”“广泛应用”等,不断提高教学的力度和效度,让学生的数学学习达到“能力提升”与“素养提升”的双重功效,为学生的可持续发展和终生学习创造条件。
策略1:多样解锁——利用母题,一题多解
单元教学设计的核心在于,要在整体上考虑单元内容,结构化知识、情境、问题、过程、评价等,以便充分落实数学核心素养。利用母题一题多解,可以将碎片化的分解知识多样整合,能将整个单元的内容融合于一节复习课,从而可以立足单元,上承达标学科核心素养,下启顺接知识点的目标和要求;从单元角度一体化对学习内容进行结构化处理,能够使学习过程更加完整系统。
母题1(上海教育出版社,普通高中教科书必修第二册,P123页例5)
平面A、B、C三点坐标分别是(2,3)、(2,0)、(1,1)。已知小明在一处休憩,有只小狗沿着直线AC所在直线来回跑动。问:小狗在什么位置时,离小明最近?
向量是沟通代数和几何的桥梁,母题1的变式教学能让学生体会这种代数和几何的深度融合。当教师将问题抛给学生后,学生小组讨论归纳总结出很多解法:
(方法一)已知点A(2,3),C(1,1),则直线AC的方程为y=2x-1。
利用母题2,一题多变。学生不仅了解了函数最值的几种常见求法——数形结合和单调性,也了解了多种新的函数。同时还了解了恒成立问题和恰成立问题。既能从条件得到结论,也能从结论出发推导出需要的条件。最后更是师生一起升华得到一类特殊函数的最值问题。在这过程中学生的数学抽象、逻辑推理、直观想象素养得到了发展。
策略3:广泛应用——利用母题,一题多用
单元教学设计的目标是能更好地发展学生的数学素养,让学生能以数学的眼光看世界,能以数学的方法分析世界,能用数学的语言表达世界。教师可以通过母题的“拓展演变”开拓学生数学视野和思维广度,进而帮助学生养成分析问题的能力,让思维变得“有迹可循”,直接应用于生活实践中。广义上来说就是数学建模。利用母题一题多用即为确定相应的数学模型,将相应的模型运用于不同的数学知识中。
母题3(上海教育出版社,普通高中教科书必修第二册,P46页练习6.3)
证明:平行四边形中,对角线的平方和等于四边的平方和。
这个母题必修第二册在三个章节中有所呈现。教师在解三角形时候利用余弦定理证明命题,进而得到中线长定理。
在单元教学设计背景下,通过母题,立足于中国传统的变式教学,引导学生解决问题。学生在解决问题过程中获得学习经验,而这种经验将会成为他们认知结构的一部分,有利于学生建构起自己的数学概念。通過母题,有利于加强思考数学和发现数学的能力,充分做到“不在知其然,而在知其所以然;不在知其所以然,而在何由以知其所以然”。