☉浙江省仙居縣教研室 吳增生
要在理解教材的基礎(chǔ)上科學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)*
——從一個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)案例說(shuō)起
☉浙江省仙居縣教研室 吳增生
人教版義務(wù)教育初中數(shù)學(xué)教科書(shū)(2012年版)是基于義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版),由多名學(xué)科專家、教育專家、教研員和一線教師組成的團(tuán)隊(duì),經(jīng)過(guò)多年研究形成的權(quán)威、可靠的課程資源.它反映了新的課程標(biāo)準(zhǔn)的要求、數(shù)學(xué)學(xué)科的本質(zhì)、學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)規(guī)律,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)教學(xué)基本思路和經(jīng)典有效資源.科學(xué)、有效的教學(xué)設(shè)計(jì)方案,建立在理解數(shù)學(xué)、理解學(xué)生、理解教學(xué)的基礎(chǔ)上.這三個(gè)理解,既反映在課程標(biāo)準(zhǔn)上,也具體地反映在教材上.在深刻理解教材的基礎(chǔ)上,才能設(shè)計(jì)出好的教學(xué)方案,取得良好的教學(xué)效果,否則,就會(huì)出現(xiàn)教學(xué)偏差,教學(xué)效果就會(huì)打折扣.
教學(xué)內(nèi)容:3.4實(shí)際問(wèn)題與一元一次方程(1).
整體教學(xué)思路:以環(huán)保出行引出自行車問(wèn)題:?jiǎn)栴}1—問(wèn)題2—問(wèn)題3-反思總結(jié).
1.提出問(wèn)題
環(huán)境保護(hù)是我國(guó)當(dāng)前面臨的突出問(wèn)題,自行車是環(huán)保的交通工具.某企業(yè)生產(chǎn)自行車,請(qǐng)幫助該廠解決生產(chǎn)安排問(wèn)題.
問(wèn)題1:車間1有22個(gè)工作組,每組每天能生產(chǎn)車座12個(gè)或車輪20個(gè),如果自行車一個(gè)車座配兩個(gè)車輪,為了使每天生產(chǎn)的車座和車輪配套,應(yīng)怎樣安排生產(chǎn)車座和車輪的工作組個(gè)數(shù)?
2.分析問(wèn)題,解決問(wèn)題
教師引導(dǎo)學(xué)生在下面的表格中先填上已知量,再設(shè)出未知數(shù),把表格填完整:
每組生產(chǎn)數(shù)組數(shù)產(chǎn)量車座1 2 x 1 2 x車輪2 0 2 2 -x 2 0(2 2 -x)
師:怎樣找等量關(guān)系?
生1:一個(gè)車座和兩個(gè)車輪配套.
師:兩個(gè)車座呢?
生1:4個(gè)車輪.
師:10個(gè)車座呢?
生1:20個(gè).
師生共同找到等量關(guān)系:車座數(shù)∶車輪數(shù)=1∶2.
師:你能用這個(gè)等量關(guān)系列出方程嗎?
生2:2×12x=20(22-x).
師:請(qǐng)用最快速度解一下這個(gè)方程.
學(xué)生3解方程,在學(xué)生解方程的過(guò)程中,教師反復(fù)追問(wèn)學(xué)生每一步變形的依據(jù).
(學(xué)生完成解題后)
師:剛才的解題過(guò)程分哪些步驟進(jìn)行?
生(齊):設(shè)未知數(shù)、列方程、解方程.
師:能把結(jié)果和方法應(yīng)用到其他問(wèn)題上嗎?
問(wèn)題2:車間有21個(gè)工作組參加工作,每組每天能生產(chǎn)車座12個(gè)或車輪20個(gè),如果要生產(chǎn)三座自行車,3個(gè)車座配2個(gè)車輪,為使每天生產(chǎn)的車座和車輪配套,應(yīng)安排車座和車輪工作組各幾個(gè)?
師:請(qǐng)思考下面問(wèn)題:(1)已知量是什么?(2)未知量是什么?(3)能找到已知量和未知量的等量關(guān)系嗎?(4)能否驗(yàn)證你的結(jié)論?(5)能否把結(jié)果和方法應(yīng)用于其他問(wèn)題嗎?
生4分析問(wèn)題,列表如下:
每組生產(chǎn)數(shù)組數(shù)產(chǎn)量車座12x12x車輪2021-x20(21-x)
生4的方程:2×12x=3×20×(21-x).
生5的方程:3×12x=2×20×(21-x).
教師引導(dǎo)學(xué)生辨別方程的對(duì)錯(cuò),在此基礎(chǔ)上解出方程,確定答案.
3.應(yīng)用拓展
問(wèn)題3:某車間有22個(gè)工作組,專業(yè)生產(chǎn)自行車配件:螺栓和螺母,每組每天能生產(chǎn)120個(gè)螺栓或200個(gè)螺母.第一天分別安排11個(gè)工作組生產(chǎn)螺栓和螺母,螺栓和螺母按照1∶2配套.問(wèn):第二天怎樣安排生產(chǎn)螺栓和螺母的組數(shù),才能使這兩天生產(chǎn)的螺栓和螺母配套?
教師引導(dǎo)學(xué)生列出方程解決問(wèn)題.
4.課堂小結(jié)
教師與學(xué)生一起總結(jié)本課學(xué)習(xí)內(nèi)容.
這是一堂區(qū)域比賽課,對(duì)本課出現(xiàn)了兩種截然不同的評(píng)價(jià).A.很好,能創(chuàng)設(shè)符合學(xué)生實(shí)際的情境,重視等量關(guān)系分析,能進(jìn)行有效的變式訓(xùn)練.B.不好,是題型訓(xùn)練,而不是思想方法的教學(xué),沒(méi)有有效達(dá)成教學(xué)目標(biāo).那么,究竟是好還是不好?
(1)要評(píng)價(jià)一堂課好不好,涉及“好課”的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn).不同的人基于不同的專業(yè)研究視野,對(duì)“好課”的理解不同.如顧明遠(yuǎn)教授認(rèn)為“深入淺出”(輕負(fù)高效)的課是好課;崔允灝教授認(rèn)為好課的標(biāo)準(zhǔn)是“教得有效,學(xué)得愉快,考得滿意”;葉瀾教授認(rèn)為好課的標(biāo)準(zhǔn)是“(1)有意義的課——扎實(shí)的課;(2)有效率的課——充實(shí)的課;(3)有生成性的課——豐實(shí)的課;(4)常態(tài)下的課——平實(shí)的課;(5)有待完善的課——真實(shí)的課”.雖然對(duì)“好課”有不同視角的理解,但基本上都涉及“教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)”“課堂生態(tài)”“課堂教學(xué)的效果”這三個(gè)部分,“好課”標(biāo)準(zhǔn)具有科學(xué)性,其本質(zhì)要求是最大限度地使學(xué)生快樂(lè),更有效地促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展;具有學(xué)科性,不同的學(xué)科有不同的專業(yè)視角;具有時(shí)代性和發(fā)展性,會(huì)隨著時(shí)代變遷而發(fā)展.數(shù)學(xué)好課首先應(yīng)該是“內(nèi)容恰當(dāng),目標(biāo)合理”,其次是“簡(jiǎn)約厚重,突出重點(diǎn)”,第三是“合理啟發(fā),突破難點(diǎn)”,第四是“學(xué)生有效參與,探究生成”,第五是“目標(biāo)達(dá)成,認(rèn)知發(fā)展”.這些要求可以用圖1來(lái)表示.
圖1
(2)要使一堂課達(dá)到上述要求,需要建立在理解數(shù)學(xué)、理解學(xué)生、理解數(shù)學(xué)教學(xué)這“三個(gè)理解”的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)教學(xué),這樣才能保證教學(xué)設(shè)計(jì)的科學(xué)性,避免盲目性.人民教育出版社中學(xué)數(shù)學(xué)編輯室的“核心內(nèi)容及其思想方法教學(xué)設(shè)計(jì)研究”的成果——“六環(huán)節(jié)”教學(xué)設(shè)計(jì)流程是達(dá)成“三個(gè)理解”、進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)的工作機(jī)制保證.
按照“核心內(nèi)容及其思想方法教學(xué)設(shè)計(jì)”的“六環(huán)節(jié)”工作程序,教學(xué)設(shè)計(jì)需要進(jìn)行“內(nèi)容和內(nèi)容解析”“目標(biāo)和目標(biāo)解析”“教學(xué)問(wèn)題診斷分析”“教學(xué)支持條件分析”,在這些分析的基礎(chǔ)上明確核心內(nèi)容和目標(biāo),把握重點(diǎn)和難點(diǎn),明確總體思路和支持條件;然后進(jìn)行“教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)”,以保證核心內(nèi)容及其思想方法的教學(xué)落實(shí),突出重點(diǎn),突破難點(diǎn),形成以問(wèn)題為導(dǎo)向的系統(tǒng)、有效的教學(xué)方案;最后,進(jìn)行“目標(biāo)檢測(cè)設(shè)計(jì)”,檢驗(yàn)教學(xué)效果.
(3)按照“六環(huán)節(jié)”教學(xué)設(shè)計(jì)流程,內(nèi)容、目標(biāo)和教學(xué)問(wèn)題分析如下所示.
①內(nèi)容和內(nèi)容解析.
內(nèi)容:“實(shí)際問(wèn)題與一元一次方程”第1課時(shí),兩個(gè)例題(配套問(wèn)題和工程問(wèn)題),方程建模的步驟、方法、要點(diǎn)概括.
內(nèi)容解析:方程理論是代數(shù)中的核心內(nèi)容,初中方程的主要內(nèi)容包括一元一次方程、二元一次方程組、一元二次方程、分式方程等.初中階段方程內(nèi)容的重點(diǎn)是:怎樣解方程,怎樣列方程,突出模型屬性.一元一次方程是最簡(jiǎn)單的方程,是繼續(xù)學(xué)習(xí)其他方程的基礎(chǔ).本章的重點(diǎn)是一元一次方程的解法和應(yīng)用,核心的思想方法是轉(zhuǎn)化思想和模型思想.
本章先安排了方程的相關(guān)概念,然后安排了方程的解法,再安排學(xué)習(xí)用一元一次方程解決實(shí)際問(wèn)題.為了突出模型思想,突破方程建模難點(diǎn),在方程的概念和解法的內(nèi)容中,從實(shí)際問(wèn)題出發(fā)提出研究?jī)?nèi)容,讓學(xué)生先進(jìn)行模仿操作,在學(xué)習(xí)完方程的概念和一元一次方程的解法后,集中安排用一元一次方程解決實(shí)際問(wèn)題的學(xué)習(xí),讓學(xué)生進(jìn)行方程模型運(yùn)用的明朗化概括,再讓學(xué)生集中進(jìn)行運(yùn)用方程建模的思想解決問(wèn)題的訓(xùn)練,發(fā)展學(xué)生應(yīng)用一元一次方程解決實(shí)際問(wèn)題的能力(如圖2).
圖2
本節(jié)課內(nèi)容是:從解決兩個(gè)不同數(shù)量關(guān)系的例子中概括出用方程模型表述和解決問(wèn)題的基本步驟、基本思想方法和要點(diǎn).例子是讓學(xué)生用方程解決不同的問(wèn)題,是為了讓學(xué)生經(jīng)歷做事情的過(guò)程,重點(diǎn)是讓學(xué)生概括做事情的套路,即用方程模型解決問(wèn)題的基本步驟、思考方法和注意要點(diǎn).因此,本內(nèi)容本質(zhì)上是數(shù)學(xué)思想方法的教學(xué).
②目標(biāo)和目標(biāo)解析.
目標(biāo):(i)經(jīng)歷根據(jù)配套問(wèn)題和工程問(wèn)題中的數(shù)量關(guān)系列方程的過(guò)程;(ii)探索用一元一次方程解決問(wèn)題的步驟、思想方法和要點(diǎn);(iii)體會(huì)方程是刻畫(huà)現(xiàn)實(shí)世界中的數(shù)量關(guān)系的有效模型,體會(huì)模型思想.
目標(biāo)解析:目標(biāo)(i)要求能分析配套問(wèn)題和工程問(wèn)題中的數(shù)量關(guān)系,列出方程;目標(biāo)(ii)要求學(xué)生能通過(guò)問(wèn)題解決后的反思總結(jié),概括出用一元一次方程模型解決問(wèn)題的步驟、方法和要點(diǎn);目標(biāo)(iii)要求學(xué)生通過(guò)解決問(wèn)題和解決問(wèn)題后的反思總結(jié)活動(dòng),體會(huì)用方程模型解決問(wèn)題的有效、簡(jiǎn)約、清晰,體會(huì)方程是聯(lián)系已知和未知的橋梁.
③教學(xué)問(wèn)題診斷分析.
學(xué)生已經(jīng)基本形成了解一元一次方程的計(jì)算技能;學(xué)生在先前的學(xué)習(xí)中積累了一些列方程解應(yīng)用題的經(jīng)驗(yàn),已經(jīng)經(jīng)歷了方程建模思想的操作體會(huì)階段,根據(jù)數(shù)學(xué)思想方法學(xué)習(xí)的“操作體會(huì)、明朗化、自覺(jué)運(yùn)用、聯(lián)系發(fā)展”的四階段發(fā)展規(guī)律,需要讓學(xué)生通過(guò)反思和總結(jié),用自己的語(yǔ)言概括出用一元一次方程模型解決問(wèn)題的“套路”(步驟、方法和要點(diǎn)),然后在后繼學(xué)習(xí)中進(jìn)行專項(xiàng)訓(xùn)練,再在不同的方程模型中繼續(xù)訓(xùn)練,相互聯(lián)系.
“會(huì)學(xué)著做”和“會(huì)說(shuō)出做的步驟、方法、要點(diǎn)”是不同的認(rèn)知層次,前者是不自覺(jué)的行動(dòng),是“摸著石頭過(guò)河”,后者需要對(duì)自己的行為進(jìn)行概括和總結(jié),概括“套路”,并用自己的話說(shuō)出來(lái),這是難點(diǎn).
根據(jù)教科書(shū)的內(nèi)容安排,本課學(xué)習(xí)的重點(diǎn)是概括建立一元一次方程解決實(shí)際問(wèn)題的套路:步驟、方法、要點(diǎn),不是訓(xùn)練某一種應(yīng)用題的題型.但該教學(xué)過(guò)程中選擇了配套問(wèn)題題型變式訓(xùn)練的教學(xué)方法,這顯然不是本內(nèi)容的重點(diǎn).本課的內(nèi)容選擇不當(dāng)、目標(biāo)及重點(diǎn)和難點(diǎn)定位錯(cuò)誤,導(dǎo)致教學(xué)過(guò)程變成了題型訓(xùn)練.解決一種數(shù)量關(guān)系的題型訓(xùn)練的是一種小技巧,而形成用方程模型解決問(wèn)題的套路則是大智慧.忽視大智慧,追求小技巧,這使得本來(lái)應(yīng)該達(dá)成的核心教育價(jià)值沒(méi)有達(dá)成,顧左右而言它,撿到芝麻,丟了西瓜.
沒(méi)有認(rèn)真分析教材編寫(xiě)體系,沒(méi)有理解教材編寫(xiě)意圖,是出現(xiàn)忽視重點(diǎn)、顧左右而言它的癥結(jié)所在.這種現(xiàn)象在教學(xué)實(shí)踐中相當(dāng)普遍.
在前面內(nèi)容和內(nèi)容解析、目標(biāo)和目標(biāo)解析、教學(xué)問(wèn)題診斷分析,明確內(nèi)容的核心和重點(diǎn),合理定位目標(biāo),明確學(xué)情和難點(diǎn)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行如下的改進(jìn)設(shè)計(jì).
1.解決問(wèn)題,喚醒經(jīng)驗(yàn)
問(wèn)題1: 某車間有22名工人,每人每天可以生產(chǎn)1200個(gè)螺釘或2000個(gè)螺母.1個(gè)螺釘需要配2個(gè)螺母,為使每天生產(chǎn)的螺釘和螺母剛好配套,應(yīng)安排生產(chǎn)螺釘和螺母的工人各多少名?
師生活動(dòng):教師引導(dǎo)學(xué)生在閱讀問(wèn)題、分析數(shù)量關(guān)系的基礎(chǔ)上,列出方程解決問(wèn)題.
追問(wèn)1:能說(shuō)說(shuō)“每人每天可以生產(chǎn)1200個(gè)螺釘或2000個(gè)螺母”及“生產(chǎn)的螺釘和螺母剛好配套”這兩句話的意思嗎?
追問(wèn)2:每天生產(chǎn)的螺釘總數(shù)和螺母總數(shù)是怎樣計(jì)算的?
追問(wèn)3:每天生產(chǎn)的螺釘總數(shù)和螺母總數(shù)有什么等量關(guān)系?
設(shè)計(jì)意圖:通過(guò)解決具體問(wèn)題,喚醒列方程和解方程的操作經(jīng)驗(yàn).通過(guò)追問(wèn)幫助學(xué)生理解問(wèn)題中關(guān)鍵語(yǔ)句中的數(shù)量關(guān)系,找到問(wèn)題中的等量關(guān)系.學(xué)生在教師的啟發(fā)下,經(jīng)歷如下的從定性分析到定量分析的思考過(guò)程,尋找相等關(guān)系列出方程(如圖3).
圖3
解:設(shè)應(yīng)安排x名工人生產(chǎn)螺釘,(22-x)名工人生產(chǎn)螺母.
依題意得:2×1200x=2000(22-x).
解方程,得:6x=5(22-x).
11x=110.
x=10.
22-x=12.
答:應(yīng)安排10名工人生產(chǎn)螺釘,12名工人生產(chǎn)螺母.
2.初步反思,總結(jié)經(jīng)驗(yàn)
問(wèn)題2:上述問(wèn)題解決過(guò)程中經(jīng)過(guò)了哪些步驟?是怎樣想的?
師生活動(dòng):教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出解決問(wèn)題的基本步驟:設(shè)(設(shè)未知數(shù))、列(列一元一次方程)、解(解一元一次方程)、檢(檢驗(yàn)解的意義)、答(確定實(shí)際問(wèn)題的答案).思考的方法如圖4所示.
圖4
3.再解問(wèn)題,反思總結(jié)
問(wèn)題3:整理一批圖書(shū),由一個(gè)人做要40h完成.現(xiàn)計(jì)劃由一部分人先做4h,然后增加2人與他們一起做8h,完成這項(xiàng)工作.假設(shè)這些人的工作效率相同,具體應(yīng)該安排多少人工作?
師生活動(dòng):教師引導(dǎo)學(xué)生仿照問(wèn)題1,獨(dú)立解決問(wèn)題,教師對(duì)有困難的學(xué)生或小組進(jìn)行指導(dǎo).
設(shè)計(jì)意圖:再次操作,積累經(jīng)驗(yàn),為方程思想的概括提供典型樣例.
問(wèn)題4:這個(gè)問(wèn)題的解決過(guò)程中又經(jīng)過(guò)了哪些步驟?
師生活動(dòng):類似于問(wèn)題2的活動(dòng),教師引導(dǎo)學(xué)生再總結(jié)本題的解題步驟和思考方法,得到圖5.
圖5
4.抽象概括,形成步驟和方法
問(wèn)題5:綜合兩個(gè)例題的解決過(guò)程,你能總結(jié)出用一元一次方程解決實(shí)際問(wèn)題的一般步驟嗎?
師生活動(dòng):教師引導(dǎo)學(xué)生比較兩個(gè)例子的解題步驟和思想方法,忽略問(wèn)題的類型,抽象出用一元一次方程解決實(shí)際問(wèn)題的步驟和方法(如圖6).
圖6
追問(wèn):在這兩個(gè)例題的解決過(guò)程中,你認(rèn)為要列出方程的關(guān)鍵是什么?
設(shè)計(jì)意圖:把具體問(wèn)題解決過(guò)程的步驟和方法一般化,使之成為能遷移到新情境中的典型方法:方程建模思想.實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)思想方法從模仿操作到明朗化的認(rèn)知飛躍.
5.鞏固訓(xùn)練,目標(biāo)檢測(cè)
練習(xí)1:一套儀器由一個(gè)A部件和三個(gè)B部件構(gòu)成.用 1m3鋼材可以做40個(gè)A部件或240個(gè)B部件.現(xiàn)要用6m3鋼材制作這種儀器,應(yīng)用多少鋼材做A部件,多少鋼材做B部件,恰好配成這種儀器多少套?
練習(xí)2:一條地下管線由甲工程隊(duì)單獨(dú)鋪設(shè)需要12天,由乙工程隊(duì)單獨(dú)鋪設(shè)需要24天.如果由這兩個(gè)工程隊(duì)從兩端同時(shí)施工,要多少天可以鋪好這條管線?
課后作業(yè):教科書(shū)習(xí)題3.4第2、3、4、5題.
設(shè)計(jì)意圖:讓學(xué)生用概括得到的步驟和思想方法指導(dǎo)解決新的問(wèn)題,鞏固步驟、方法,同時(shí)檢測(cè)學(xué)生能否運(yùn)用得到的步驟和方法解決問(wèn)題,評(píng)價(jià)本課的教學(xué)效果.
由上述案例可知:在沒(méi)有深入分析教材和深刻理解教材的情況下憑感覺(jué)、憑經(jīng)驗(yàn)、憑空想進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)是造成教學(xué)過(guò)程中忽視重點(diǎn)、雜亂臃腫、顧左右而言它、效率低下的主要原因.教學(xué)設(shè)計(jì)中的這種現(xiàn)象比較普遍地存在,集中體現(xiàn)為兩種基本形態(tài):一是形式化地搬教材和解釋教材;二是在沒(méi)有深刻理解的情況下隨意更改,亂“創(chuàng)新”.
分析教材要分析什么呢?首先要整體分析知識(shí)體系,明確承載的教育價(jià)值,確定合理的目標(biāo),明確重點(diǎn)和難點(diǎn);其次要分析教材內(nèi)容中所蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)思想方法;第三要分析教材中所設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)活動(dòng),明確設(shè)計(jì)這些活動(dòng)的意圖及其作用.
分析教材的方法有:整體閱讀教材、系統(tǒng)把握知識(shí)關(guān)聯(lián);重點(diǎn)閱讀當(dāng)前內(nèi)容和課程標(biāo)準(zhǔn),準(zhǔn)確把握地位和作用,確定合理目標(biāo);閱讀教材引言、小結(jié)和教師用書(shū),理解教材編寫(xiě)意圖.
要進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì),需要在理解教材的基礎(chǔ)上用好教材,基本的做法是:(1)理解教材、尊重教材,在沒(méi)有充分依據(jù)的情況下不隨便更改教材的教學(xué)設(shè)計(jì)思路和教學(xué)資源;(2)用“核心內(nèi)容及其思想方法設(shè)計(jì)”的“六環(huán)節(jié)”工作程序保障教學(xué)設(shè)計(jì)的科學(xué)性,避免盲目性;(3)目標(biāo)導(dǎo)向,問(wèn)題任務(wù)驅(qū)動(dòng),進(jìn)行教材資源的活動(dòng)化設(shè)計(jì);(4)分析學(xué)情,做好教材資源本土化設(shè)計(jì);(5)整體布局,進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)的系統(tǒng)化設(shè)計(jì);(6)在充分理解、深入研究的基礎(chǔ)上慎重而有依據(jù)地更改教材資源,創(chuàng)新設(shè)計(jì).
1.課程教材研究所.義務(wù)教育教科書(shū)(七年級(jí)上冊(cè))[M].北京:人民教育出版社,2014.
2.吳增生.數(shù)學(xué)思想方法及其教學(xué)策略初探[J].數(shù)學(xué)教育學(xué)報(bào),2014(3).Z
*本文為作者在人教社2015年全國(guó)培訓(xùn)會(huì)議上的發(fā)言(有修改).基金項(xiàng)目:浙江省2014年教育科學(xué)規(guī)劃課題:基于腦、適于腦和發(fā)展腦的數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)踐研究(2014SC295).