高丹
人教版初中數(shù)學(xué)教材在每個(gè)章節(jié)都設(shè)置了“閱讀與思考”欄目,融趣味性、知識(shí)性和育人性于一體,是教材的重要組成部分.
人教版教材中的“閱讀與思考”按內(nèi)容大致可以分為三類:(1)介紹數(shù)學(xué)發(fā)展史和數(shù)學(xué)成就類,如《中國人最先使用負(fù)數(shù)》《海倫——秦九韶公式》等;(2)數(shù)學(xué)小故事、開拓學(xué)生視野類,如《黃金分割數(shù)》《科學(xué)家如何測算巖石的年齡》等;(3)對正文內(nèi)容補(bǔ)充和延伸類,如《勾股定理的證明》《用求差法比較大小》等.
筆者認(rèn)為,合理利用“閱讀與思考”材料,能拓展學(xué)生數(shù)學(xué)知識(shí)、提升學(xué)生數(shù)學(xué)閱讀能力、培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng).本文以《數(shù)字1與字母x的對話》為例,談?wù)剬Α伴喿x與思考”欄目的教學(xué)理解.
1 分析奠定基礎(chǔ)
《數(shù)字1與字母x的對話》是人教版教材七年級上冊第二章《整式的加減》中的閱讀與思考,是在學(xué)習(xí)了整式的加減之后安排的選學(xué)內(nèi)容,是對課本知識(shí)的延伸和擴(kuò)充.同時(shí),七年級上冊后續(xù)章節(jié)還學(xué)習(xí)了一元一次方程,筆者選擇在整式的加減和一元一次方程都學(xué)完的時(shí)機(jī)進(jìn)行本節(jié)課的教學(xué),意圖是從多角度加深對字母表示數(shù)的理解,認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)發(fā)展需要抽象化,更系統(tǒng)地感受符號(hào)化的表示給數(shù)學(xué)發(fā)展帶來的便利.同時(shí),以本節(jié)課的文本內(nèi)容以及教材中的其他材料為載體,可以適當(dāng)滲透給學(xué)生基本的數(shù)學(xué)閱讀方法,發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)閱讀能力.
“閱讀與思考”欄目有別于傳統(tǒng)意義的正課,內(nèi)容往往比較零散,沒有很典型的概念、法則或例題等,也沒有清晰的教學(xué)主線,這就要求教師要確定恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)目標(biāo)和教學(xué)重點(diǎn),認(rèn)真選擇整合教學(xué)資源,用合適的教學(xué)主線開展教學(xué)活動(dòng),這樣才能讓“閱讀與思考”發(fā)揮它應(yīng)有的作用.
根據(jù)《數(shù)字1與字母x的對話》這節(jié)課的特點(diǎn)和七年級學(xué)生的具體學(xué)情,筆者確定了以下教學(xué)目標(biāo):進(jìn)一步理解用字母表示數(shù)的意義,會(huì)用含有字母的式子或方程表示實(shí)際問題中的數(shù)量關(guān)系;發(fā)展符號(hào)意識(shí);掌握數(shù)學(xué)閱讀的基本方法,初步發(fā)展數(shù)學(xué)閱讀能力;通過數(shù)學(xué)史的介紹和數(shù)學(xué)文化的滲透,增強(qiáng)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣.
2 主線引領(lǐng)教學(xué)
根據(jù)教學(xué)目標(biāo),筆者設(shè)計(jì)了三條不同維度的主線來開展教學(xué):知識(shí)主線——促進(jìn)知識(shí)深度理解;能力主線——培養(yǎng)數(shù)學(xué)閱讀能力;德育主線——滲透數(shù)學(xué)文化與學(xué)科德育.
2.1 知識(shí)主線
整式的加減和一元一次方程兩個(gè)章節(jié)都是屬于代數(shù)領(lǐng)域,用字母表示數(shù)是學(xué)習(xí)這兩個(gè)章節(jié)的基礎(chǔ),但是學(xué)生對用字母表示數(shù)的意義理解還不到位,還沒有較好地形成用代數(shù)的思維思考問題的意識(shí).所以筆者以促進(jìn)知識(shí)深度理解為主線,引導(dǎo)學(xué)生從以下幾個(gè)方面進(jìn)行思考.
(1)為什么要用字母表示數(shù)?
先讓學(xué)生從“閱讀與思考”的文本中初步尋找答案,學(xué)生可能會(huì)找到:代數(shù)式在進(jìn)行運(yùn)算和推理時(shí)具有一般性;把字母列入算式(方程),能更方便地表示數(shù)量關(guān)系,解法更簡單等相關(guān)答案.接下來再讓學(xué)生結(jié)合學(xué)過的相關(guān)知識(shí)理解這些話,并給出自己的答案.學(xué)生可能會(huì)舉例已學(xué)過的公式和運(yùn)算律,如加法交換律x+y=y+x,分配律a(b+c)=ab+ac,正方形周長公式C=4Ca等,師生共同總結(jié):用字母表示數(shù)簡單明了,關(guān)系明確.
例1 搭火柴棍問題
如圖1,用火柴棍拼成一排由三角形組成的圖形,如果圖形中含有2,3或4個(gè)三角形,分別需要多少根火柴棍?如果含有100個(gè)三角形呢?1000個(gè)呢?2019個(gè)呢?
此題選自教材中的數(shù)學(xué)活動(dòng),設(shè)計(jì)意圖是引導(dǎo)學(xué)生從特殊情況開始探索,感受探索一般規(guī)律的必要性,然后自覺嘗試運(yùn)用字母表示規(guī)律,經(jīng)歷數(shù)學(xué)抽象的過程.在這一過程中,經(jīng)歷運(yùn)用數(shù)學(xué)符號(hào)描述變化規(guī)律的過程,體會(huì)為什么要用字母表示數(shù)及運(yùn)用代數(shù)式解決問題的含義,總結(jié)用字母表示數(shù)是一種符號(hào)化的數(shù)學(xué)語言,更通用,便于發(fā)現(xiàn)一般性的規(guī)律,便于表達(dá)和交流,體會(huì)從特殊到一般再到特殊的數(shù)學(xué)思想.
(2)字母可以表示什么樣的數(shù)?
此環(huán)節(jié)引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合前面所舉的具體例子,從幾個(gè)不同的角度體會(huì)用字母可以表示各種各樣、不同類型的數(shù).例如:通過問題“2+(-3)=(-3)+2與x+y=y(tǒng)+x之間有無區(qū)別?有無內(nèi)在關(guān)聯(lián)?”可以總結(jié)字母可以表示任意數(shù),數(shù)字是字母的具體化;問題“若4=16a,則a表示什么數(shù)?”可以總結(jié)字母可以表示已知量,也可以表示未知量.體會(huì)符號(hào)語言的一般性,滲透特殊與一般及函數(shù)思想,梳理知識(shí)間的內(nèi)部聯(lián)系,為后續(xù)的學(xué)習(xí)做好鋪墊.
(3)體會(huì)從算術(shù)到代數(shù)是數(shù)學(xué)的一大進(jìn)步.
例2 丟番圖年齡問題
希臘數(shù)學(xué)家丟番圖(公元3-4世紀(jì))的墓碑上記載著:“他的生命的六分之一是幸福的童年;再活了他生命的十二分之一,兩頰長起了細(xì)細(xì)的胡須;他結(jié)婚了,又度過了一生的七分之一;再過五年,他有了兒子,感到幸福;可是兒子只活了他父親全部年齡的一半;兒子死后,他在極度悲痛中度過了四年,也與世長辭了.”根據(jù)以上信息,請你算出丟番圖的壽命.
此題選自教材中的習(xí)題,用算術(shù)方法解決有一定的困難,通過問題引導(dǎo)讓學(xué)生感受引入未知數(shù)以后,用方程算法相比算數(shù)算法在解決問題時(shí)的簡便性,進(jìn)而體會(huì)從算術(shù)到代數(shù)是數(shù)學(xué)的一大進(jìn)步.
(4)對比數(shù)字和字母在解決具體問題時(shí)不同的作用.
例3 行程問題
小安開車從A到D,全程72km.如圖2,其中AB段為平地,車速是30km/h;BC段為上山路,車速是22.5km/h;CD段為下山路,車速是36km/h.已知下山路程是上山路程的2倍.
①請根據(jù)題意,把下面的表格補(bǔ)充完整;
②根據(jù)①中的計(jì)算結(jié)果,你有什么發(fā)現(xiàn)嗎?
你能證明發(fā)現(xiàn)的結(jié)論嗎?
本題可以由特殊值得到猜想,再借助引入字母通過代數(shù)運(yùn)算進(jìn)行符號(hào)證明.在這一過程中,學(xué)生可以體會(huì)到數(shù)字與字母在解決數(shù)學(xué)問題時(shí)是各有千秋、相輔相成的,對比數(shù)字和字母在解決具體問題中的不同作用,數(shù)字可以進(jìn)行具體的計(jì)算,由特殊情況可以猜想結(jié)論,但是無法進(jìn)行嚴(yán)格的證明,而用字母表示數(shù)更有助于發(fā)現(xiàn)一般性的規(guī)律或方法,且方便推理和計(jì)算.
通過以上的環(huán)節(jié)設(shè)計(jì),用一條知識(shí)主線把整式的加減和一元一次方程兩個(gè)單元的知識(shí)有機(jī)的串連起來,把“閱讀與思考”和教材中的習(xí)題以及課外的材料巧妙地整合在一起,緊緊圍繞著同一個(gè)主題展開探究,讓學(xué)生在思考與討論中逐步感受用字母表示數(shù)的重要意義,初步建立用代數(shù)的思維思考問題的意識(shí),對已學(xué)過兩個(gè)章節(jié)的知識(shí)和方法有了更加深刻的理解.
2.2 能力主線
教材中的“閱讀與思考”欄目,由于所選材料正是發(fā)展學(xué)生閱讀能力的非常合適的載體,所以在設(shè)計(jì)“閱讀與思考”課時(shí),一定要將數(shù)學(xué)閱讀能力的培養(yǎng)納入教學(xué)目標(biāo),讓學(xué)生樹立正確的數(shù)學(xué)閱讀觀,并用一定的策略來指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)閱讀.
在《數(shù)字1與字母x的對話》這節(jié)課中,筆者通過粗讀文本、分析式閱讀、提問式閱讀、在具體問題中的閱讀等幾個(gè)層層遞進(jìn)的閱讀環(huán)節(jié),在每個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)置有針對性的導(dǎo)讀問題,逐步滲透“適當(dāng)標(biāo)注,了解題目背景——關(guān)注細(xì)節(jié),提取相關(guān)信息——逐句翻譯,轉(zhuǎn)化為符號(hào)語言”的數(shù)學(xué)閱讀基本方法,初步發(fā)展數(shù)學(xué)閱讀能力.
在“閱讀與思考”文本材料的閱讀中,筆者要求學(xué)生先粗讀全文,然后帶著以下問題進(jìn)行第二次閱讀:①你認(rèn)為文章想要傳達(dá)什么主要信息?哪些是關(guān)鍵詞句?用鉛筆勾劃出來;②你不理解的句詞有哪些?通過通讀文本和標(biāo)注關(guān)鍵詞,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行第一層次的閱讀,了解問題背景,從文本中直接得到問題的初步答案.給學(xué)生自由表達(dá)的機(jī)會(huì),在師生交流和生生交流中逐步理清文本信息,形成初步的理解,克服對閱讀的畏難情緒.
在“丟番圖年齡問題”的解決過程中,筆者設(shè)計(jì)了四個(gè)導(dǎo)讀問題:①題目中要求什么?讓學(xué)生初步了解問題背景;②“壽命”是什么意思?這段文字中是否有一些詞,也是在表達(dá)“年齡”的含義?請一一找出來,目的是讓學(xué)生關(guān)注細(xì)節(jié),提取關(guān)鍵信息;③觀察這些詞語后面的文字,你發(fā)現(xiàn)什么?④要解決這個(gè)問題,你會(huì)做哪些嘗試?⑤為什么要設(shè)未知數(shù)?設(shè)什么是未知數(shù)?設(shè)未知數(shù)x之后,你能把每一句話都用含有x的式子表示嗎?目的是引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)地用字母表示未知數(shù),教會(huì)學(xué)生設(shè)元后逐句翻譯建立數(shù)量關(guān)系,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為符號(hào)語言的基本方法,逐步發(fā)展數(shù)學(xué)閱讀能力.
在解決“開車上山下山問題”時(shí),題目中不僅有連續(xù)性文本,還涉及了非連續(xù)性文本圖形和表格,加大了閱讀的難度.筆者設(shè)計(jì)了如下的導(dǎo)讀問題:①題目的背景是什么?分析問題背景是行程問題,需要關(guān)注路程、速度、時(shí)間三個(gè)量;②題干中已知的量有哪些?關(guān)注細(xì)節(jié),分析已知量和未知量;③對于問題2,你的困惑(困難)是什么?如何解決這樣的困難?引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)用數(shù)字無法證明所發(fā)現(xiàn)的結(jié)論,從而主動(dòng)用字母x表示BC段路程,再進(jìn)一步用含有字母的式子表示其他未知量,CD=2x,AB=72-3x,最后完成證明. 數(shù)學(xué)閱讀閱讀能力的培養(yǎng)不是一蹴而就的,需要在長期的教學(xué)中循序漸進(jìn)的引導(dǎo),讓學(xué)生學(xué)會(huì)帶著問題去閱讀,邊閱讀邊思考,提取材料中的關(guān)鍵信息,找到不同文本之間的關(guān)聯(lián),分析相關(guān)概念和數(shù)量關(guān)系,進(jìn)行文字語言和數(shù)學(xué)符號(hào)語言的轉(zhuǎn)化,不斷總結(jié)閱讀方法,形成良好的閱讀習(xí)慣. 2.3 德育主線作為數(shù)學(xué)教師,不僅要傳授數(shù)學(xué)知識(shí)和方法,同時(shí)也肩負(fù)著育人的使命,要選擇恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī),把數(shù)學(xué)的科學(xué)探索精神、愛國主義教育、數(shù)學(xué)文化等“潤物細(xì)無聲”地滲透給學(xué)生.教材中的“閱讀與思考”包含了大量的數(shù)學(xué)發(fā)展史、數(shù)學(xué)家的故事、數(shù)學(xué)在生活中的應(yīng)用等內(nèi)容,這些材料正是滲透學(xué)科德育教育的大好資源.因此,筆者認(rèn)為,在設(shè)計(jì)每一節(jié)“閱讀與思考”課時(shí),都要認(rèn)真的思考如何設(shè)計(jì)一條合適的德育主線. 在《數(shù)字1與字母x的對話》這節(jié)課中,筆者通過以下幾個(gè)角度進(jìn)行了德育滲透:
(1)了解數(shù)學(xué)文化
介紹代數(shù)學(xué)的發(fā)展歷史,以及第一個(gè)用字母表示數(shù)的丟番圖、第一個(gè)主動(dòng)地系統(tǒng)地用字母表示數(shù)的韋達(dá)兩位數(shù)學(xué)家的故事,讓學(xué)生感悟用字母表示數(shù)的由來.并介紹從丟番圖到韋達(dá),用字母表示數(shù)的探索歷經(jīng)了1200多年的艱苦過程,讓學(xué)生感受數(shù)學(xué)發(fā)展的曲折與艱難,體會(huì)數(shù)學(xué)家們不畏艱難、勇于挑戰(zhàn)的科學(xué)精神,激發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)熱情.
(2)樹立正確的價(jià)值觀
通過對比數(shù)字與字母在解決問題時(shí)的不同作用,感受兩者之間是各有千秋,沒有哪一種方法是完美無缺的,只有相輔相成才能更好的解決問題,從而引導(dǎo)學(xué)生辯證地去看待每一個(gè)事物和人,發(fā)現(xiàn)其優(yōu)缺點(diǎn),取長補(bǔ)短,有自己的觀點(diǎn),不盲目判斷.
(3)感悟數(shù)學(xué)之美
希臘數(shù)學(xué)家普洛克拉所說:“哪里有數(shù)學(xué),哪里就有美,數(shù)學(xué)美把自然規(guī)律抽象成一幅簡潔準(zhǔn)確的圖像.”通過學(xué)習(xí)用字母表示數(shù)具有簡潔明了、關(guān)系明確的特點(diǎn),以及用字母表示數(shù)更容易發(fā)現(xiàn)規(guī)律、表達(dá)規(guī)律,讓學(xué)生感受數(shù)學(xué)語言、數(shù)學(xué)關(guān)系的簡潔之美;通過引入字母來證明無法用數(shù)字解決的問題,讓學(xué)生感受數(shù)學(xué)方法的奇妙之處.教師需要有一雙發(fā)現(xiàn)美的眼睛,才能帶領(lǐng)學(xué)生不斷地探尋數(shù)學(xué)的美.
初中數(shù)學(xué)教材中的閱讀材料具有趣味性、科學(xué)性和教育性,是學(xué)生培養(yǎng)綜合素質(zhì)的好資源,但是“閱讀與思考”課對授課教師來說是一個(gè)新挑戰(zhàn),需要教師廣泛閱讀各種材料,合理整合各類資源,深入挖掘材料背后的隱含價(jià)值,打造適合學(xué)生的有意義、有趣味的別樣數(shù)學(xué)課堂.