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[摘 要] 基于“模型意识”和“方程思想”的教学设计,体现的是对课程标准的坚决执行和对教材的正确理解;基于“教学完整性理念”的教学设计,则侧重于概念教学的连贯性,过于追求完整,而不顾课标和教材的要求,把课堂的“有深度地教学”让位于“完整性”,会导致教学价值缺失. 只有立足“三个理解”,心怀课标、教材,才能在教学中为学生获取最大的利益.
[关键词] 模型意识;方程思想;完整性;三个理解
在名教师送教下乡活动中,笔者有幸聆听了一位特级教师和一位年轻教师的同题异构课,教学内容是苏科版七年级上“4.1 从问题到方程”,两位教师从不同的角度设计了风格迥异的课堂教学,体现了对概念教学不同的理解. 两种教学观的碰撞给笔者留下了深刻的印象,现整理成文,供参考.
两种不同的教学设计
(一) 基于“模型意识”和“方程思想”的教学设计
1. 情境创设
例1 根据图1回答问题.
(1)怎样描述图中天平平衡所表示的数量之间的相等关系?【左托盘中3个球的质量和与右托盘中砝码的质量相等】
(2)如果设相同小球的质量为x g,你可以用什么样的方程来描述?【2x 1=5】
例2 篮球联赛规定:胜一场得2分,负一场得1分,某篮球队赛了12场,共得20分.
(1)怎样描述其中数量之间的相等关系?【胜场得分与负场得分之和为20】
(2)如果设该队胜了x场,你可以用什么样的方程来描述?【2x (12-x)=20】
师:通过上述两例,大家是否有这样的感受——在现实世界的实际问题中,通常有已知的量和未知的量,这些数量之间常常有相等的关系? 如果设未知的量为x,可把这些相等的关系转化为方程. 对于这一过程,大家结合小学学习的算术方法和方程知识,能说说感受吗?
生1:小学时用算术的方法解答应用题很难,碰到难题问父母,他们也不会用算术方法解,就说要是用方程解就简单多了. 通过上面两例,我感觉以后碰到应用题,就先找等量关系,然后设未知数,再列方程,最后解方程就行了.
师:刚才这位同学说的就是我们这节课的标题——“从问题到方程”. 为什么要列方程呢?方程在解决现实问题中有哪些作用?下面我们继续体会从问题到方程.
2. 体会“从问题到方程”
师:又通过三个实例的学习,大家对用方程解决问题有新的感悟吗?
(经过师生的反复研讨,最后老师总结)
师:通过上面五道例题,我们可以感受到这样一个思想,即“方程是研究数量关系和变化规律的模型”,或者说“方程是刻画现实世界的一种有效的数学模型”. 通过建立方程可以把现实世界的问题转化为数学问题,通过解决数学问题而解决实际问题,这就是数学的建模思想,是本节课的重点,大家需反复体会.
3. 课堂练习
学生做P98“练一练”1~3题. 做完三条练习,已经花了25分钟左右的时间,教师反复让学生感受“从问题到方程”的过程,体会这一过程中蕴含的“模型意识”和“方程思想”. 教师放慢了教学节奏,拉长了教学过程,留给学生足够的体会、感悟时间.
(课堂小结和作业布置略)
(二)基于“教学完整性理念”的教学设计
1. 创设情境(PPT展示)
例1?摇 篮球联赛规定:胜一场得2分,负一场得1分,某篮球队赛了12场,共得20分,求该球队胜了几场.
(1)在这个问题中,你能读出哪些数字信息?
(2)用算术方法可求出胜______场,负______场.
(3)若设该球队胜了x场,则负了______场,胜的场次得______分,负的场次得______分.
(4)由题意可列方程为_________.
师:通过上面的学习我们知道,解决实际问题不仅可以用算术方法,还可以通过列方程解决,这就是我们今天学习的内容. (板书课题)
2. 探究新知(PPT展示)
例2?摇 观察式子:①3 2=5;②4=6-2;③2x 1=5;④3m 4n=9;⑤0.4x=1200;⑥4 y=2y 5.
(1)说说这些式子的共同特征;
(2)式子①~②和③~⑥分别有什么区别?
师生合作得出:这些式子的共同特征是都是等式,式子③~⑥是含有未知数的等式,像这类含有未知数的等式叫作方程.
3. 学以致用
经过师生的共同分析得出:②③④⑤⑦⑧都是方程;①是等式;⑥是多项式.
师:在上面②③④⑤⑦⑧六个方程中,我们从未知数的个数、未知数的次数、是否是整式方程三个角度来逐一分析它们的特点,并进行归类.
生:②③⑧均只含一个未知数,未知数的次数是1,是整式方程;④含两个未知数,未知数的次数是1,是整式方程;⑤含一个未知数,未知数的次数是2,是整式方程;⑦含一个未知数,未知数的次数是1,不是整式方程. (师:这里未知数的次数不是1)
师:方程历史已经有几千年了,我国最早的数学名著《周髀算经》早有记载. 关于方程我们只能从最简单的方程开始研究,上述三种方程,哪种最简单呢?我们就从最简单的方程开始我们的学习.
师生得出一元一次方程的概念,并对“元”“次”作解释(教学过程常规,不详述).
两种教学设计的价值分析
“教学有法,教无定法. ”不同的教学设计源于不同的教学观和价值观,也受制于教师的学识和对课标、教材的理解,一句话,有不同的教学观,就有不同的教学设计.
基于“模型意识”和“方程思想”的教学设计,体现的是对课程标准的坚决执行和对教材“从问题到方程”的正确理解. 《义务教育阶段数学课程标准(2011版)》(以下简称标准)在对方程和方程组的教学建议中指出:“能根据具体问题中的数量关系列出方程,体会方程是刻画现实世界数量关系的有效模型. ”作为方程的起始课,教师没有在概念教学上花过多的时间,没有纠缠于一元一次方程概念及其辨析,而是不断地创设生活情境,从天平平衡、篮球联赛、以绳测井、搭“小鱼”游戏、年龄问题等,让学生感悟从现实背景的数量关系中列出方程,构建方程这一模型,不断强化学生的“模型意识”和“方程思想”. 在这一抽象概念的教学中,关注概念的实际背景与形成过程,帮助学生克服机械记忆概念的学习方式,使学生体会“方程是刻画现实世界的一种有效的数学模型”和“建立方程思想”这一主题是本节课最大的亮点. 本节课既关注了数学的结果(一元一次方程的概念),也关注了数学结果的形成、发展与应用的过程及蕴含的数学思想方法(建模思想、方程思想),使学生在“过程”中理解一元一次方程的本质,掌握根据数量关系列出方程的方法,体现了“四基”的理念. 基于“教学完整性理念”的教学设计,侧重于概念教学的连贯性. 本设计对教材进行了处理,舍弃了“从问题到方程”的过程,从“篮球联赛”这一情境引入方程,然后遵循“等式——方程——一元一次方程——概念辨析——练习巩固”这一教学流程进行教学,保证了课堂教学的流畅和知识学习的完整性,完成了对一元一次方程的认知过程,但该设计却有两个明显不足,一是虽然重点突出了一元一次方程的概念教学,却将“列方程”这一核心内容删除了,未能突出“方程是刻画现实世界的一种有效的数学模型”和“建立方程思想”这一主题,二是虽然我们强调“用教材教”,鼓励对教材进行整合,但是整合教材不能失去教材的教育功能和教学价值,整合教材要基于对教材的正确理解,同时保证数学教学的科学性和有效性. “从问题到方程”这一标题就明确提示了本节课的重点,是让学生能从大量现实背景中感知“列方程”是解决问题的需要,从而建立“模型意识”和“方程思想”, 而本节课删除了“从问题到方程”的过程,直接从代数式、等式入手引入方程概念,然后对概念进行教学,从这两个角度看,该教师在没有深刻理解教材的基础上而随意对教材进行了整合.
对概念教学的启示
(一)引入数学概念应着力关注概念产生的“过程”
数学概念的获取可分为概念的形成和概念的同化两种方式,前者是学习者在对客观事物的反复感知和进行分析、类比、抽象的基础上概括出某一类事物本质属性的过程. 一般基于问题情境抽象出概念的教学都适用于概念的形成教学. 上述第一种教学设计通过一系列的问题情境,着力还原概念产生的背景,让学生充分体会方程是刻画现实世界的一种有效模型,并初步建立起方程思想. 课堂上,教师拉长这一教学过程,让学生有足够的时间去感悟、体会,因为只有关注“过程”的教育,才能保证学生思维的完整,才能克服学生机械记忆概念的习惯.
(二)深化数学概念必须坚持“三个理解”
教学是艺术,且教无定法,但教学必须坚持“理解数学、理解学生、理解教学”. 不少课堂,尤其是一些公开课,出于效果的考虑,教师立足于课堂的精彩、完整,不顾课标和教材的要求,任意整合教材,以牺牲教材的教育功能和教学价值为代价,把课堂的“有深度地教学”让位于“完整性”. 上述第二种教学设计之所以不被认可,就是因为教师过于追求概念教学的完整性,没有充分理解数学、学生、教学,一味遵循“等式——方程——一元一次方程——概念辨析——练习巩固”这一教学流程,虽然保证了课堂教学的流畅和知识学习的完整性,但对“模型意识”“方程思想”这一核心内容的忽视,是“捡了芝麻而丢了西瓜”. 只有正确理解数学才能因“材”施教,在规则范围内自由整合教学资源;只有正确理解学生才能立足学生的认知水平,既教知识,又培养能力;只有正确理解教学,才能既遵循教学规律,又打破常规,不拘一格地进行“有深度地教学”.
有什么样的教学观,就有什么样的课堂设计,我们只有立足“三个理解”,心怀课标、教材,才能在教学中为学生获取最大的利益.
[关键词] 模型意识;方程思想;完整性;三个理解
在名教师送教下乡活动中,笔者有幸聆听了一位特级教师和一位年轻教师的同题异构课,教学内容是苏科版七年级上“4.1 从问题到方程”,两位教师从不同的角度设计了风格迥异的课堂教学,体现了对概念教学不同的理解. 两种教学观的碰撞给笔者留下了深刻的印象,现整理成文,供参考.
两种不同的教学设计
(一) 基于“模型意识”和“方程思想”的教学设计
1. 情境创设
例1 根据图1回答问题.
(1)怎样描述图中天平平衡所表示的数量之间的相等关系?【左托盘中3个球的质量和与右托盘中砝码的质量相等】
(2)如果设相同小球的质量为x g,你可以用什么样的方程来描述?【2x 1=5】
例2 篮球联赛规定:胜一场得2分,负一场得1分,某篮球队赛了12场,共得20分.
(1)怎样描述其中数量之间的相等关系?【胜场得分与负场得分之和为20】
(2)如果设该队胜了x场,你可以用什么样的方程来描述?【2x (12-x)=20】
师:通过上述两例,大家是否有这样的感受——在现实世界的实际问题中,通常有已知的量和未知的量,这些数量之间常常有相等的关系? 如果设未知的量为x,可把这些相等的关系转化为方程. 对于这一过程,大家结合小学学习的算术方法和方程知识,能说说感受吗?
生1:小学时用算术的方法解答应用题很难,碰到难题问父母,他们也不会用算术方法解,就说要是用方程解就简单多了. 通过上面两例,我感觉以后碰到应用题,就先找等量关系,然后设未知数,再列方程,最后解方程就行了.
师:刚才这位同学说的就是我们这节课的标题——“从问题到方程”. 为什么要列方程呢?方程在解决现实问题中有哪些作用?下面我们继续体会从问题到方程.
2. 体会“从问题到方程”
师:又通过三个实例的学习,大家对用方程解决问题有新的感悟吗?
(经过师生的反复研讨,最后老师总结)
师:通过上面五道例题,我们可以感受到这样一个思想,即“方程是研究数量关系和变化规律的模型”,或者说“方程是刻画现实世界的一种有效的数学模型”. 通过建立方程可以把现实世界的问题转化为数学问题,通过解决数学问题而解决实际问题,这就是数学的建模思想,是本节课的重点,大家需反复体会.
3. 课堂练习
学生做P98“练一练”1~3题. 做完三条练习,已经花了25分钟左右的时间,教师反复让学生感受“从问题到方程”的过程,体会这一过程中蕴含的“模型意识”和“方程思想”. 教师放慢了教学节奏,拉长了教学过程,留给学生足够的体会、感悟时间.
(课堂小结和作业布置略)
(二)基于“教学完整性理念”的教学设计
1. 创设情境(PPT展示)
例1?摇 篮球联赛规定:胜一场得2分,负一场得1分,某篮球队赛了12场,共得20分,求该球队胜了几场.
(1)在这个问题中,你能读出哪些数字信息?
(2)用算术方法可求出胜______场,负______场.
(3)若设该球队胜了x场,则负了______场,胜的场次得______分,负的场次得______分.
(4)由题意可列方程为_________.
师:通过上面的学习我们知道,解决实际问题不仅可以用算术方法,还可以通过列方程解决,这就是我们今天学习的内容. (板书课题)
2. 探究新知(PPT展示)
例2?摇 观察式子:①3 2=5;②4=6-2;③2x 1=5;④3m 4n=9;⑤0.4x=1200;⑥4 y=2y 5.
(1)说说这些式子的共同特征;
(2)式子①~②和③~⑥分别有什么区别?
师生合作得出:这些式子的共同特征是都是等式,式子③~⑥是含有未知数的等式,像这类含有未知数的等式叫作方程.
3. 学以致用
经过师生的共同分析得出:②③④⑤⑦⑧都是方程;①是等式;⑥是多项式.
师:在上面②③④⑤⑦⑧六个方程中,我们从未知数的个数、未知数的次数、是否是整式方程三个角度来逐一分析它们的特点,并进行归类.
生:②③⑧均只含一个未知数,未知数的次数是1,是整式方程;④含两个未知数,未知数的次数是1,是整式方程;⑤含一个未知数,未知数的次数是2,是整式方程;⑦含一个未知数,未知数的次数是1,不是整式方程. (师:这里未知数的次数不是1)
师:方程历史已经有几千年了,我国最早的数学名著《周髀算经》早有记载. 关于方程我们只能从最简单的方程开始研究,上述三种方程,哪种最简单呢?我们就从最简单的方程开始我们的学习.
师生得出一元一次方程的概念,并对“元”“次”作解释(教学过程常规,不详述).
两种教学设计的价值分析
“教学有法,教无定法. ”不同的教学设计源于不同的教学观和价值观,也受制于教师的学识和对课标、教材的理解,一句话,有不同的教学观,就有不同的教学设计.
基于“模型意识”和“方程思想”的教学设计,体现的是对课程标准的坚决执行和对教材“从问题到方程”的正确理解. 《义务教育阶段数学课程标准(2011版)》(以下简称标准)在对方程和方程组的教学建议中指出:“能根据具体问题中的数量关系列出方程,体会方程是刻画现实世界数量关系的有效模型. ”作为方程的起始课,教师没有在概念教学上花过多的时间,没有纠缠于一元一次方程概念及其辨析,而是不断地创设生活情境,从天平平衡、篮球联赛、以绳测井、搭“小鱼”游戏、年龄问题等,让学生感悟从现实背景的数量关系中列出方程,构建方程这一模型,不断强化学生的“模型意识”和“方程思想”. 在这一抽象概念的教学中,关注概念的实际背景与形成过程,帮助学生克服机械记忆概念的学习方式,使学生体会“方程是刻画现实世界的一种有效的数学模型”和“建立方程思想”这一主题是本节课最大的亮点. 本节课既关注了数学的结果(一元一次方程的概念),也关注了数学结果的形成、发展与应用的过程及蕴含的数学思想方法(建模思想、方程思想),使学生在“过程”中理解一元一次方程的本质,掌握根据数量关系列出方程的方法,体现了“四基”的理念. 基于“教学完整性理念”的教学设计,侧重于概念教学的连贯性. 本设计对教材进行了处理,舍弃了“从问题到方程”的过程,从“篮球联赛”这一情境引入方程,然后遵循“等式——方程——一元一次方程——概念辨析——练习巩固”这一教学流程进行教学,保证了课堂教学的流畅和知识学习的完整性,完成了对一元一次方程的认知过程,但该设计却有两个明显不足,一是虽然重点突出了一元一次方程的概念教学,却将“列方程”这一核心内容删除了,未能突出“方程是刻画现实世界的一种有效的数学模型”和“建立方程思想”这一主题,二是虽然我们强调“用教材教”,鼓励对教材进行整合,但是整合教材不能失去教材的教育功能和教学价值,整合教材要基于对教材的正确理解,同时保证数学教学的科学性和有效性. “从问题到方程”这一标题就明确提示了本节课的重点,是让学生能从大量现实背景中感知“列方程”是解决问题的需要,从而建立“模型意识”和“方程思想”, 而本节课删除了“从问题到方程”的过程,直接从代数式、等式入手引入方程概念,然后对概念进行教学,从这两个角度看,该教师在没有深刻理解教材的基础上而随意对教材进行了整合.
对概念教学的启示
(一)引入数学概念应着力关注概念产生的“过程”
数学概念的获取可分为概念的形成和概念的同化两种方式,前者是学习者在对客观事物的反复感知和进行分析、类比、抽象的基础上概括出某一类事物本质属性的过程. 一般基于问题情境抽象出概念的教学都适用于概念的形成教学. 上述第一种教学设计通过一系列的问题情境,着力还原概念产生的背景,让学生充分体会方程是刻画现实世界的一种有效模型,并初步建立起方程思想. 课堂上,教师拉长这一教学过程,让学生有足够的时间去感悟、体会,因为只有关注“过程”的教育,才能保证学生思维的完整,才能克服学生机械记忆概念的习惯.
(二)深化数学概念必须坚持“三个理解”
教学是艺术,且教无定法,但教学必须坚持“理解数学、理解学生、理解教学”. 不少课堂,尤其是一些公开课,出于效果的考虑,教师立足于课堂的精彩、完整,不顾课标和教材的要求,任意整合教材,以牺牲教材的教育功能和教学价值为代价,把课堂的“有深度地教学”让位于“完整性”. 上述第二种教学设计之所以不被认可,就是因为教师过于追求概念教学的完整性,没有充分理解数学、学生、教学,一味遵循“等式——方程——一元一次方程——概念辨析——练习巩固”这一教学流程,虽然保证了课堂教学的流畅和知识学习的完整性,但对“模型意识”“方程思想”这一核心内容的忽视,是“捡了芝麻而丢了西瓜”. 只有正确理解数学才能因“材”施教,在规则范围内自由整合教学资源;只有正确理解学生才能立足学生的认知水平,既教知识,又培养能力;只有正确理解教学,才能既遵循教学规律,又打破常规,不拘一格地进行“有深度地教学”.
有什么样的教学观,就有什么样的课堂设计,我们只有立足“三个理解”,心怀课标、教材,才能在教学中为学生获取最大的利益.