指向深度學(xué)習(xí)的高三復(fù)習(xí)課教學(xué)與啟示
——以2021年新高考全國(guó)I卷解析幾何為例

王思儉 (江蘇省蘇州中學(xué) 215007)

1 問(wèn)題提出

高考命題已經(jīng)從能力立意轉(zhuǎn)到素養(yǎng)導(dǎo)向[1]，素養(yǎng)導(dǎo)向的高考命題引導(dǎo)中學(xué)教師尊重學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，養(yǎng)成學(xué)生良好的深度學(xué)習(xí)習(xí)慣，達(dá)到終身學(xué)習(xí)的目標(biāo)．目前不少高三課堂教學(xué)并不是以發(fā)展學(xué)生的思維能力為主，往往集中于教學(xué)生如何能夠快捷、有效地解題，教師只是重視題海訓(xùn)練，讓學(xué)生機(jī)械模仿刷題，靠學(xué)生自己去“悟”，卻完全不在意學(xué)生是否實(shí)現(xiàn)了應(yīng)有的理解，從而也就必然會(huì)造成“機(jī)械學(xué)習(xí)”的盛行.這對(duì)學(xué)生未來(lái)的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)產(chǎn)生嚴(yán)重的消極影響，降低了教學(xué)“促進(jìn)學(xué)生發(fā)展”的教育功能．

高三復(fù)習(xí)課要根據(jù)學(xué)生的需求選取合適的經(jīng)典問(wèn)題進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，這樣做不僅有利于打通各章節(jié)知識(shí)的聯(lián)結(jié)，還能滲透思想方法，提升學(xué)生深度學(xué)習(xí)的能力和數(shù)學(xué)思維品質(zhì)．因此，加強(qiáng)“深度學(xué)習(xí)”的研究，把握課程育人的核心，提高數(shù)學(xué)課堂的效率，是亟待解決的問(wèn)題．筆者受教師教研網(wǎng)的邀請(qǐng)，于2022年3月6日以《一道高考題的深度探究》為題給全國(guó)部分優(yōu)秀骨干教師和徐州市高三數(shù)學(xué)教師開(kāi)設(shè)了一節(jié)研究課(騰訊會(huì)議課堂)，旨在探求激發(fā)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的教學(xué)方式．

2 基于深度學(xué)習(xí)的高三二輪復(fù)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)

2.1 學(xué)情分析

本節(jié)課的授課對(duì)象是本校與中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)聯(lián)辦的少年預(yù)備班高三學(xué)生，原有31位學(xué)生，2021年被中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)少年學(xué)院提前錄取8位，2022年2月被清華大學(xué)丘成桐女子數(shù)學(xué)競(jìng)賽錄取一名，被北京大學(xué)數(shù)學(xué)精英班和物理精英班各錄取一名．該班數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)成績(jī)位列蘇州大市前3名，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情很高，思維活躍，創(chuàng)新思維能力強(qiáng)，解決問(wèn)題的思路較多，但表述不嚴(yán)謹(jǐn)．

2.2 教學(xué)設(shè)計(jì)理念以及教學(xué)過(guò)程

·設(shè)計(jì)理念

哈爾莫斯認(rèn)為問(wèn)題是數(shù)學(xué)的心臟[2]，是科學(xué)探索的出發(fā)點(diǎn)和動(dòng)力．在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中，沒(méi)有經(jīng)典問(wèn)題的設(shè)計(jì)就沒(méi)有學(xué)生的思維活動(dòng)，有了經(jīng)典問(wèn)題，學(xué)生的好奇心才能被激發(fā)，思維才能被啟動(dòng)．學(xué)生正是帶著對(duì)這一經(jīng)典問(wèn)題的不斷思考與挖掘，在生生、師生的不斷對(duì)話與交流的過(guò)程中，完成數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容各自特征及其相互關(guān)系的整體把握.正是因?yàn)橛辛私?jīng)典問(wèn)題的設(shè)計(jì)，課堂才得以向著一個(gè)全新的方面逐層展開(kāi)，才能逐步引導(dǎo)學(xué)生真正成為深度學(xué)習(xí)的主人．

本次教學(xué)設(shè)計(jì)的路線圖如圖1，以此構(gòu)成了一個(gè)典型的“深度學(xué)習(xí)”的探究學(xué)習(xí)過(guò)程．

圖1

·教學(xué)目標(biāo)

(1)通過(guò)一道典型高考真題的探究，學(xué)會(huì)觀察問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題，培養(yǎng)數(shù)據(jù)分析、數(shù)學(xué)抽象等素養(yǎng)；(2)滲透數(shù)學(xué)思想方法，增強(qiáng)數(shù)學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)，會(huì)用數(shù)學(xué)思維去分析問(wèn)題并解決問(wèn)題，強(qiáng)化數(shù)學(xué)研討交流的意識(shí)，提升數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)學(xué)模型素養(yǎng)；(3)經(jīng)歷代數(shù)、幾何視角探究直線與圓錐曲線綜合性問(wèn)題的過(guò)程，體驗(yàn)其中的數(shù)學(xué)思想，會(huì)用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述事件，提升直觀想象、邏輯推理素養(yǎng)．

2.3 教學(xué)過(guò)程

·解析經(jīng)典，促進(jìn)學(xué)生的深度聯(lián)系

對(duì)于高考真題，教師要舍得花時(shí)間去探究，并結(jié)合學(xué)生提出的“念頭”，根據(jù)學(xué)情，精心設(shè)計(jì)開(kāi)展課堂教學(xué)，這樣的課堂才會(huì)有精彩的綻放．為此，筆者設(shè)計(jì)了以下高考真題的教學(xué)．

設(shè)計(jì)意圖經(jīng)典的問(wèn)題是深度學(xué)習(xí)的起點(diǎn)，能激發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維，喚起學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的好奇心，引起學(xué)生的共鳴．通過(guò)經(jīng)典高考真題把基本曲線的方程與代數(shù)、三角、參數(shù)等知識(shí)、方法聯(lián)結(jié)起來(lái)，讓學(xué)生融會(huì)貫通，靈活遷移，從而提高數(shù)學(xué)解題能力．

(過(guò)程略，答案：0)

師：你們給出兩種不同解法，從一題多解中學(xué)會(huì)將知識(shí)進(jìn)行有機(jī)融合，這樣可以促進(jìn)深度學(xué)習(xí)．參考蘇教版《高中數(shù)學(xué)·選擇性必修一》第92頁(yè)練習(xí)第1題：“在△ABC中，BC的長(zhǎng)為2，|AB-AC|=1，試確定點(diǎn)A在怎樣的曲線上運(yùn)動(dòng).”立足雙曲線定義，寫(xiě)出點(diǎn)A的軌跡方程，于是改寫(xiě)定義中的相關(guān)數(shù)據(jù)即得第(1)小題．結(jié)合人教A版選修4-4(2017年版)第38頁(yè)例4：“已知AB,CD是中心為O的橢圓的兩條相交弦，交點(diǎn)為P，兩弦AB,CD與橢圓長(zhǎng)軸的夾角(銳角)相等，求證：PA·PB=PC·PD.”將“橢圓內(nèi)的交點(diǎn)P”改為“曲線外一點(diǎn)T”，再將“結(jié)論”改為“已知條件”，這時(shí)發(fā)現(xiàn)四個(gè)交點(diǎn)共圓，聯(lián)想到圓的相交弦定理，于是進(jìn)行逆向思維，便可得到高考真題．

設(shè)計(jì)意圖分析高考真題的源頭和命題思路，領(lǐng)悟真題所蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)思想方法的精髓．

·類(lèi)比聯(lián)想，促進(jìn)學(xué)生的深度遷移

問(wèn)題引領(lǐng)是深度學(xué)習(xí)的起點(diǎn)[3]15．因此，它所關(guān)注的已不只是教師如何發(fā)揮應(yīng)有的主導(dǎo)作用，也直接關(guān)系到了如何很好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性.教師要鼓勵(lì)學(xué)生大膽進(jìn)行類(lèi)比聯(lián)想，提出新的問(wèn)題，從而切實(shí)體現(xiàn)他們?cè)跀?shù)學(xué)活動(dòng)中的主體地位，只有這樣，學(xué)生才能積極地參與課堂教學(xué)，進(jìn)行深度學(xué)習(xí)．鑒于此，筆者設(shè)計(jì)以下問(wèn)題：

師：你們能發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題嗎？

(學(xué)生展開(kāi)熱烈討論，提出很多問(wèn)題并逐一 解決)

問(wèn)題3已知拋物線C:y2=2x，設(shè)點(diǎn)T不在曲線C上，過(guò)點(diǎn)T的兩條直線分別交拋物線C于A,B兩點(diǎn)和P,Q兩點(diǎn)，且TA·TB=TP·TQ，求直線AB的斜率與直線PQ的斜率之和．

師：很好！你們不僅研究逆命題，而且將問(wèn)題延拓到橢圓和拋物線中了，后一個(gè)問(wèn)題的點(diǎn)T不是在具體的直線上，具有一般性，并且給出了詳細(xì)的求解過(guò)程，你們還有什么發(fā)現(xiàn)？

設(shè)計(jì)意圖重現(xiàn)經(jīng)典問(wèn)題往往會(huì)產(chǎn)生連鎖效應(yīng)，會(huì)引導(dǎo)出一系列新的、富有強(qiáng)烈吸引力的問(wèn)題結(jié)論，讓學(xué)生的數(shù)學(xué)思維走向深入、走向深刻，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)．

問(wèn)題4已知拋物線E:y2=2x，過(guò)點(diǎn)T(1,2)、傾斜角互補(bǔ)的兩直線l1和l2與曲線E分別交于A,B兩點(diǎn)與C,D兩點(diǎn)，并組成四邊形ABCD，求證：直線AC的斜率與直線的BD的斜率之和為0．

問(wèn)題5已知拋物線E:y2=2x內(nèi)接四邊形ABCD，直線AC的傾斜角與直線BD的傾斜角互補(bǔ)，求證：直線AB的斜率與直線CD的斜率之和為0．

師：很好！求解過(guò)程中要先考慮直線AB和CD的斜率不存在的情況，然后再設(shè)直線方程求解．大家繼續(xù)探索，能否再發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題？

師：你們?cè)趫A錐曲線中探究了內(nèi)接四邊形的對(duì)邊傾斜角與對(duì)角線傾斜角之間的關(guān)系．

設(shè)計(jì)意圖通過(guò)恰當(dāng)?shù)脑O(shè)問(wèn)、追問(wèn)、反問(wèn)、辯駁，引導(dǎo)學(xué)生更加深入地進(jìn)行思考和探究．

·抽象概括，促進(jìn)學(xué)生的深度理解

深度學(xué)習(xí)的主要含義是：數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)必須超越具體的知識(shí)技能，深入到思維層面，由具體的數(shù)學(xué)方法和策略過(guò)渡到一般的思維策略與思維品質(zhì)的提升．我們利用“方法論指導(dǎo)下的數(shù)學(xué)教學(xué)”[3]177-178，幫助學(xué)生學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí)，啟迪思維．在教學(xué)中，我們?nèi)绾文軌蛱幚砗谩皢?wèn)題引領(lǐng)、學(xué)法指導(dǎo)”與“層層推進(jìn)，逐步深入”之間的關(guān)系，更好地發(fā)揮習(xí)題、高考題的育人功能，這就需要教師做好“整體設(shè)計(jì)的開(kāi)放性”．鑒于此，筆者設(shè)計(jì)了如下問(wèn)題．

師：同學(xué)們，討論圓錐曲線內(nèi)接四邊形的對(duì)邊與對(duì)角線傾斜角之間的關(guān)系后，你們能否概括出一般結(jié)論？

問(wèn)題8已知拋物線C:y2=2px(p≠0)，設(shè)點(diǎn)T不在曲線C上，過(guò)點(diǎn)T的兩條直線分別交C于A,B兩點(diǎn)和P,Q兩點(diǎn)，求證：TA·TB=TP·TQ的充要條件是直線AB與PQ的傾斜角互補(bǔ)．

問(wèn)題9已知有心二次曲線C:ax2+by2=r2(a>0，r>0，a≠b，b≠0)，設(shè)點(diǎn)T不在曲線C上，過(guò)點(diǎn)T的兩條直線分別交C于A,B兩點(diǎn)和P,Q兩點(diǎn)，求證：TA·TB=TP·TQ的充要條件是直線AB與PQ的傾斜角互補(bǔ)．

問(wèn)題10若曲線mx2+ny2=1(mn≠0,m≠n)(或C:y2=2px(p≠0))有內(nèi)接四邊形ABCD，則其一組對(duì)邊傾斜角互補(bǔ)的充要條件是對(duì)角線的傾斜角互補(bǔ)．

設(shè)計(jì)意圖用好的問(wèn)題引發(fā)學(xué)生養(yǎng)成良好的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生的抽象概括能力．

師：我們已經(jīng)探究了點(diǎn)T在曲線外的一些重要結(jié)論，大家總結(jié)概括得很好！從特殊到一般的思維方法是眾多科學(xué)發(fā)現(xiàn)的重要途徑，因此你們?cè)谌粘W(xué)習(xí)中要靈活運(yùn)用．同學(xué)們還有什么“新 發(fā)現(xiàn)”？

當(dāng)聽(tīng)到學(xué)生在議論“還有點(diǎn)在曲線上沒(méi)有討論”“內(nèi)接四邊形退化為內(nèi)接三角形”時(shí)，筆者設(shè)計(jì)了如下問(wèn)題：

師：已知過(guò)拋物線C:y2=4x上點(diǎn)T(1,2)作傾斜角互補(bǔ)的兩條直線l1,l2，與拋物線C交于點(diǎn)A,B，試探究直線AB的斜率是否為定值？能推廣嗎？

設(shè)計(jì)意圖根據(jù)學(xué)生的質(zhì)疑，教師給出問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生深邃的數(shù)學(xué)思考，發(fā)展學(xué)生的空間想象能力．

師：很好！有心二次曲線的運(yùn)算量較大，稍有不慎就會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)，因此對(duì)數(shù)學(xué)運(yùn)算能力應(yīng)該加強(qiáng)訓(xùn)練．

此時(shí)又聽(tīng)到“給出定斜率可以研究定點(diǎn)T一定在曲線上嗎？”，為此，筆者又設(shè)計(jì)如下問(wèn)題：

師：已知拋物線C:y2=4x和定點(diǎn)T，斜率為1的直線l與拋物線C交于點(diǎn)A,B，若直線TA,TB的傾斜角互補(bǔ)，求點(diǎn)T的坐標(biāo)．你們能推廣嗎？

設(shè)計(jì)意圖在學(xué)生已經(jīng)沒(méi)有問(wèn)題的時(shí)候，提出一個(gè)有訓(xùn)練價(jià)值、有思維含量，且能夠有效促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)問(wèn)題，應(yīng)成為我們的重要教學(xué)任務(wù)．

師：非常棒！你們經(jīng)過(guò)共同努力探索了過(guò)點(diǎn)T的兩條直線與曲線相交時(shí)，點(diǎn)T在曲線外或點(diǎn)T在曲線上，兩直線傾斜角互補(bǔ)的充要條件．探索過(guò)程中充分展示出你們堅(jiān)強(qiáng)的意志和銳意進(jìn)取的精神．

3 教學(xué)啟示

教師要積極幫助學(xué)生從在教師指導(dǎo)下進(jìn)行學(xué)習(xí)，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)楠?dú)立思考、自主學(xué)習(xí)，包括善于進(jìn)行同學(xué)之間的合作與互動(dòng)性學(xué)習(xí)、師生之間的交流性學(xué)習(xí)，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人，成為全面而有個(gè)性的社會(huì)主義建設(shè)人才．

3.1 典例引入促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)參與

波利亞曾說(shuō)過(guò)：“令人討厭的藝術(shù)就是把什么都說(shuō)出來(lái)”[4]116，新課標(biāo)提倡自主探究和創(chuàng)造性學(xué)習(xí)，這正是深度學(xué)習(xí)的具體要求．這就要求教師要尊重學(xué)生的主體性，提供充分的思考空間，讓學(xué)生主動(dòng)參與到教學(xué)中來(lái)，在積極主動(dòng)的探究過(guò)程中表達(dá)自己的想法，修正自己的發(fā)現(xiàn)，完善自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)．如筆者設(shè)計(jì)“一課一題高考真題探究”，這樣激發(fā)學(xué)生積極思考，積極提出自己的解法.其中參數(shù)方程法最簡(jiǎn)潔，這種解法突出參數(shù)法的優(yōu)勢(shì)，既培養(yǎng)了學(xué)生的解題能力，又培養(yǎng)了學(xué)生的數(shù)學(xué)思維習(xí)慣，使已有的知識(shí)和方法具有更大的遷移性．再如學(xué)生自覺(jué)探究其逆命題是否成立，靈活類(lèi)比到橢圓、拋物線中的相關(guān)結(jié)論，等等．因此，要引導(dǎo)學(xué)生牢固地樹(shù)立終身學(xué)習(xí)的思想，并切實(shí)提高自身學(xué)習(xí)的能力，知識(shí)寬廣、知道更多，頻繁更新知識(shí)，并運(yùn)用它創(chuàng)造性地解決新問(wèn)題，而不僅僅是完成一道道常規(guī)習(xí)題的演練．如此的中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)讓學(xué)生積極主動(dòng)參與到課堂中來(lái)，教師不再是課堂的主宰，也不是扮演知識(shí)的絕對(duì)擁有者，而是學(xué)生自主學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)的策劃者、交流的組織者、討論的引導(dǎo)者、結(jié)果的欣賞者．

3.2 探究過(guò)程促進(jìn)學(xué)生智力參與

中學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的首要目的是教會(huì)學(xué)生思考[4]129，特別要重視長(zhǎng)時(shí)間的思考與反思，不要輕易放棄每個(gè)“念頭”，可以更換角度去思考問(wèn)題，往往會(huì)頓悟出解決問(wèn)題的新思路．學(xué)會(huì)反思解決問(wèn)題過(guò)程中在哪里遇到了障礙？如何逾越？目前還缺少什么知識(shí)和方法？等等．

要使學(xué)生全身心參與到課堂教學(xué)中來(lái)，必須要有高質(zhì)量的問(wèn)題．“沒(méi)有好的問(wèn)題，就無(wú)法誘發(fā)深入的數(shù)學(xué)思維，深度學(xué)習(xí)就不可能真正發(fā)生．”[3]179-180筆者選擇了經(jīng)典高考真題，誘發(fā)學(xué)生深度探究，從雙曲線類(lèi)比到橢圓、拋物線中的相關(guān)結(jié)論，同時(shí)也探究了“如果兩條直線的傾斜角互補(bǔ)，則線段之積相等、所產(chǎn)生的四邊形的兩條對(duì)角線斜率之和為0”，又引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)探究各個(gè)問(wèn)題的逆命題是否成立、抽象概括一般結(jié)論．在即將沒(méi)有問(wèn)題探究的瞬間，教師加重語(yǔ)氣道：“已經(jīng)討論了點(diǎn)T在曲線外的情況．”再一次誘發(fā)學(xué)生深度思考深度參與，提出新問(wèn)題，探究點(diǎn)T在曲線上、兩條弦的傾斜角互補(bǔ)時(shí)，相應(yīng)終點(diǎn)連線的結(jié)論，也探究其逆命題，繼而概括出一般結(jié)論．一個(gè)又一個(gè)問(wèn)題逐漸被學(xué)生們引出來(lái)，學(xué)生的數(shù)學(xué)思維也就趨向深刻．

3.3 相互評(píng)價(jià)促進(jìn)學(xué)生合作參與

探索是數(shù)學(xué)的生命線．[5]隨著教學(xué)環(huán)節(jié)的開(kāi)展，課堂由“教師獨(dú)角戲”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)生提出問(wèn)題、合作探究”．如“曲線上斜率為定值的弦端點(diǎn)與某一定點(diǎn)連線的傾斜角互補(bǔ)時(shí)，定點(diǎn)在何處？”，教師鼓勵(lì)學(xué)生合作探究，相互評(píng)價(jià)，先由具體問(wèn)題探究求解思路，然后再推廣到一般情況，讓學(xué)生分組討論并交流自己探究過(guò)程中所遇到的困惑，分享自己的探究成果．再如，在推廣到一般情況時(shí)，學(xué)生運(yùn)算出現(xiàn)錯(cuò)誤，此時(shí)，同學(xué)之間相互交流、尋找錯(cuò)誤原因，最后得到圓滿解決．教師要為學(xué)生搭建深度合作交流的平臺(tái)，在討論交流中，學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)思想方法的理解逐步趨向正確、完整和成熟，對(duì)數(shù)學(xué)的認(rèn)識(shí)、體驗(yàn)也越來(lái)越豐富、深刻，對(duì)數(shù)學(xué)的價(jià)值、情感逐漸趨向深刻、濃厚．讓學(xué)生清楚地認(rèn)識(shí)到合作的重要性，相互借鑒，取長(zhǎng)補(bǔ)短，完善自身的認(rèn)知結(jié)構(gòu)．由此可見(jiàn)，教師必須精心設(shè)置問(wèn)題情境，才能引發(fā)交流思辨、促進(jìn)深度學(xué)習(xí)、發(fā)展核心素養(yǎng)、打造高效課堂.