隨著教育教學(xué)改革的深入,核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的高中數(shù)學(xué)大單元教學(xué)引發(fā)教師的研究與關(guān)注。強(qiáng)調(diào)以核心素養(yǎng)導(dǎo)向,優(yōu)化與實(shí)施數(shù)學(xué)大單元教學(xué),讓學(xué)生在掌握數(shù)學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上形成良好的分析和應(yīng)用能力。構(gòu)建高中數(shù)學(xué)有效單元課堂教學(xué),教師要精準(zhǔn)掌握數(shù)學(xué)教材中各個(gè)章節(jié)之間的聯(lián)系,并依據(jù)課本內(nèi)容,發(fā)揮教師的教學(xué)智慧和能力,進(jìn)行各個(gè)單元知識(shí)重組,采用小組教學(xué)、講授法等方式展開教學(xué)任務(wù)。在數(shù)學(xué)單元教學(xué)實(shí)踐中,教師要充分結(jié)合教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生現(xiàn)階段的學(xué)習(xí)能力,讓學(xué)生不斷提升自身的數(shù)學(xué)綜合素養(yǎng)。本文通過介紹數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)與高中數(shù)學(xué)有效單元課堂教學(xué),并結(jié)合具體教學(xué)案例,對(duì)高中數(shù)學(xué)單元課堂教學(xué)進(jìn)行探討,以期助推高中數(shù)學(xué)課程教學(xué)。
一、數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)與高中數(shù)學(xué)有效單元課堂教學(xué)概述
(一)數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)
高中數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)包括數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理、數(shù)學(xué)建模、直觀想象、數(shù)學(xué)運(yùn)算和數(shù)據(jù)分析等方面內(nèi)容。數(shù)學(xué)運(yùn)算能力和邏輯推理能力的培養(yǎng)貫穿學(xué)生整個(gè)學(xué)習(xí)生涯,對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力和數(shù)學(xué)解題能力的培養(yǎng)有重要影響。直觀想象和數(shù)學(xué)建模既是探索解決數(shù)學(xué)問題的有力工具,又是促進(jìn)學(xué)生邏輯推理發(fā)展、建立抽象思維等的重要基石,對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)課程學(xué)習(xí)有著直接的影響。數(shù)據(jù)分析能力能夠讓學(xué)生找出各種數(shù)據(jù)之間的關(guān)系,也能夠讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)背后所蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)知識(shí)和具體意義。數(shù)學(xué)抽象能透過事物的表象找到事物的本質(zhì)特征以及內(nèi)在規(guī)律的能力。培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)并非一蹴而就,而是需要學(xué)生與教師通力合作,在教育教學(xué)過程中潛移默化地提升自身的核心素養(yǎng)。
(二)高中數(shù)學(xué)有效單元課堂教學(xué)
高中數(shù)學(xué)有效單元課堂教學(xué)強(qiáng)調(diào),教師在進(jìn)行數(shù)學(xué)單元課堂教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐時(shí)應(yīng)以大主題或大任務(wù)為中心,根據(jù)其對(duì)課本內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)的理解,將單元課堂教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合、重組,并重新確立單元課堂教學(xué)內(nèi)容和主體,并依據(jù)所設(shè)定的單元主題、問題、目標(biāo)、活動(dòng)、評(píng)價(jià)等要素做好課堂教學(xué)設(shè)計(jì)。在進(jìn)行數(shù)學(xué)單元教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí),教師需要注重對(duì)單元內(nèi)容實(shí)施解構(gòu),并依照新的教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行多樣化教學(xué);在單元課堂教學(xué)過程中,要充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,貫徹落實(shí)“以生為本”的教學(xué)理念,強(qiáng)調(diào)教師由原有的講授者轉(zhuǎn)變?yōu)閹椭?、引?dǎo)者,在教學(xué)中引領(lǐng)學(xué)生系統(tǒng)掌握數(shù)學(xué)單元知識(shí),培育良好的解題思路和解疑能力。
二、指向核心素養(yǎng)的高中數(shù)學(xué)有效單元課堂構(gòu)建原則
開展高中數(shù)學(xué)有效單元課堂構(gòu)建要充分體現(xiàn)以下教學(xué)原則:首先,要堅(jiān)持以學(xué)生為主體,充分體現(xiàn)以學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)為導(dǎo)向的數(shù)學(xué)教學(xué)模式。其次,要在單元教學(xué)中重視師生之間的互動(dòng),發(fā)揮教師的引導(dǎo)、輔助等作用,鼓勵(lì)學(xué)生調(diào)動(dòng)多種感官,投入單元學(xué)習(xí)過程中,實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)。再次,要?jiǎng)?chuàng)新運(yùn)用多樣化的單元教學(xué)形式。在單元教學(xué)過程中,教師要摒棄以往只用講授法進(jìn)行平鋪直敘教學(xué)的方式,而是采取靈活多樣的互動(dòng)教學(xué)方法和教學(xué)形式,拓寬學(xué)生的數(shù)學(xué)視野,豐富學(xué)生參與活動(dòng)的形式,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,點(diǎn)燃學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。最后,要重視數(shù)學(xué)單元課堂教學(xué)效果的檢測(cè)和反饋,及時(shí)根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果有針對(duì)性地進(jìn)行教學(xué)改進(jìn),幫助學(xué)生找到數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中存在的問題與不足。
三、指向核心素養(yǎng)的高中數(shù)學(xué)有效單元課堂構(gòu)建對(duì)策
(一)搭建思維導(dǎo)圖,引構(gòu)單元知識(shí)框架
良好的數(shù)學(xué)解析能力基于學(xué)生扎實(shí)掌握數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),學(xué)生只有全面掌握數(shù)學(xué)知識(shí),才能夠具備輸出數(shù)學(xué)、解答問題的能力。在高中數(shù)學(xué)單元教學(xué)中,利用思維導(dǎo)圖引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建單元整體知識(shí)框架,能夠讓學(xué)生對(duì)所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)形成全面、系統(tǒng)的理解,幫助學(xué)生更好地梳理解題思路,找到解題的新角度。
教師在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思維導(dǎo)圖繪制時(shí),要激勵(lì)學(xué)生充分發(fā)揮自身的主觀能動(dòng)性,讓學(xué)生通過創(chuàng)建思維導(dǎo)圖完成數(shù)學(xué)單元學(xué)習(xí)。例如,在人教版高中數(shù)學(xué)必修1第五章“三角函數(shù)”教學(xué)中,教學(xué)內(nèi)容涉及基本函數(shù)知識(shí),還涉及學(xué)生初中就已學(xué)過的三角函數(shù)知識(shí),其涵蓋面較廣。進(jìn)入高中學(xué)段,三角函數(shù)進(jìn)一步關(guān)聯(lián)到導(dǎo)數(shù)、數(shù)列、向量等知識(shí)的學(xué)習(xí),這就需要學(xué)生在系統(tǒng)掌握基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上學(xué)會(huì)函數(shù)知識(shí)的結(jié)合與運(yùn)用。因此,在進(jìn)行思維導(dǎo)圖繪制時(shí),教師可以適時(shí)借助多媒體構(gòu)建以三角函數(shù)為核心的思維導(dǎo)圖模型,并引導(dǎo)學(xué)生一起進(jìn)行思維導(dǎo)圖的構(gòu)建。同時(shí),教師可以向?qū)W生提問:“通過本單元的學(xué)習(xí),你掌握了哪些關(guān)于三角函數(shù)的知識(shí)?”當(dāng)教師發(fā)問后,學(xué)生就會(huì)投入思考和討論,此時(shí)學(xué)生能夠下意識(shí)地提出自己掌握的知識(shí)點(diǎn)、尚未理解的知識(shí)點(diǎn),以及重難點(diǎn)知識(shí),而不是按照自己以往的學(xué)習(xí)順序進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)梳理。此時(shí),教師則要順勢(shì)引導(dǎo)學(xué)生利用思維導(dǎo)圖做好知識(shí)點(diǎn)先后順序的梳理,將在單元學(xué)習(xí)過程中遇到的重難點(diǎn)、疑難點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)等典型知識(shí)點(diǎn)整合納入思維導(dǎo)圖中,并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)、修正完善、豐富內(nèi)容。通過搭建思維導(dǎo)圖,學(xué)生對(duì)“三角函數(shù)”單元知識(shí)進(jìn)行有效梳理,從而更全面地理解所學(xué)知識(shí),形成更加系統(tǒng)、全面的知識(shí)體系。教師也應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生在進(jìn)行設(shè)計(jì)、完善思維導(dǎo)圖的過程中,將一些經(jīng)典的單元例題、難題、錯(cuò)題做好標(biāo)注。
(二)融合實(shí)際問題,優(yōu)設(shè)單元探究活動(dòng)
數(shù)學(xué)不僅僅是一系列抽象符號(hào)和公式的堆砌,更是解決實(shí)際問題的有力工具。通過將實(shí)際問題引入數(shù)學(xué)單元教學(xué),學(xué)生可以更加直觀地理解數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用價(jià)值,學(xué)會(huì)運(yùn)用數(shù)學(xué)思維和方法分析和解決生活中遇到的各種問題。數(shù)學(xué)單元教學(xué)融入實(shí)際問題不僅能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高他們的學(xué)習(xí)動(dòng)力,還能有效增強(qiáng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí),培養(yǎng)其創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力,為他們未來(lái)的學(xué)習(xí)和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
例如,在人教版高中數(shù)學(xué)必修2第八章“立體幾何初步”教學(xué)中,本章節(jié)的內(nèi)容不僅注重加深學(xué)生對(duì)二維平面幾何的理解,還重視引領(lǐng)他們探索三維空間中的幾何奧秘,為學(xué)生構(gòu)建了一個(gè)既系統(tǒng)又全面的立體幾何知識(shí)體系。在具體的單元教學(xué)設(shè)計(jì)中,教師可以從日常生活中的實(shí)物出發(fā),融合現(xiàn)實(shí)問題情境,引入棱柱、棱錐、棱臺(tái)、圓柱、圓錐、圓臺(tái)和球等基本立體圖形的概念及性質(zhì)。例如,在教授《棱柱》這一課時(shí),教師可以提出問題:觀察紙箱、金字塔、茶葉盒等實(shí)物圖片,我們常將這些物體的形狀叫什么?如何描述它們的形狀?利用問題,引導(dǎo)學(xué)生觀察、歸納這些物體的幾何特征,得出棱柱的定義及性質(zhì),教師可以進(jìn)一步通過斜二測(cè)畫法將復(fù)雜的三維圖形轉(zhuǎn)化為更為直觀易懂的二維圖形,幫助學(xué)生提升空間想象能力和圖形處理能力。又如,在教授《簡(jiǎn)單幾何體的表面積與體積的計(jì)算》時(shí),教師可以設(shè)計(jì)一些實(shí)際問題,引導(dǎo)學(xué)生思考如何將單元中的數(shù)學(xué)理論知識(shí)應(yīng)用于解決計(jì)算物體的材料用量、存儲(chǔ)容量等問題。通過計(jì)算某個(gè)圓柱形容器的容積,或者設(shè)計(jì)一個(gè)棱錐形狀的屋頂并計(jì)算其表面積等問題,不僅能有效加深學(xué)生對(duì)本單元幾何體表面積和體積計(jì)算公式的理解,還能夠培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。此外,在圍繞單元中的空間中點(diǎn)、直線、平面之間的位置關(guān)系以及平行與垂直的判定及其性質(zhì)等知識(shí)開展探討教學(xué)時(shí),教師還可以結(jié)合建筑設(shè)計(jì)、航海測(cè)繪等實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景,通過巧設(shè)問題,啟發(fā)學(xué)生深入理解空間幾何體在現(xiàn)實(shí)生活中的重要性;或?qū)⑺O(shè)計(jì)的探究任務(wù)與問題情境相結(jié)合,要求學(xué)生根據(jù)給定的建筑圖紙,判斷建筑物中各墻面、梁柱之間的位置關(guān)系,并計(jì)算相關(guān)尺寸。
(三)采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí),促進(jìn)單元深度學(xué)習(xí)
項(xiàng)目式學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生要在真實(shí)或模擬的情境中,通過主動(dòng)探究、合作交流和問題解決等過程,來(lái)建構(gòu)知識(shí)和提升能力。在高中數(shù)學(xué)單元教學(xué)中,實(shí)施項(xiàng)目式學(xué)習(xí),意味著教師可以設(shè)計(jì)與學(xué)生生活實(shí)際或數(shù)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域緊密相關(guān)的項(xiàng)目任務(wù),引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)、方法和思想分析問題、解決問題。這樣,學(xué)生通過項(xiàng)目式學(xué)習(xí)不僅能深入領(lǐng)會(huì)數(shù)學(xué)概念的內(nèi)涵和外延,還能在學(xué)習(xí)實(shí)踐中培養(yǎng)創(chuàng)新思維、批判性思維和合作學(xué)習(xí)能力等素養(yǎng),從而實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)。
例如,開展人教版高中數(shù)學(xué)必修2第六章“平面向量及其應(yīng)用”單元教學(xué)時(shí),教學(xué)目標(biāo)不僅僅是讓學(xué)生掌握平面向量的基本概念、運(yùn)算和定理,更重要的是培養(yǎng)他們的空間想象能力、邏輯推理能力和數(shù)學(xué)應(yīng)用能力。為此,教師可以設(shè)計(jì)“向量在平面幾何中的應(yīng)用”的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)任務(wù)。在項(xiàng)目啟動(dòng)階段,教師先通過多媒體展示和實(shí)物投影儀,向?qū)W生介紹平面幾何中向量方法的基本概念和步驟。隨后,給出一個(gè)具體的平面幾何問題,如求平行四邊形的對(duì)角線長(zhǎng)度,引導(dǎo)學(xué)生思考如何用向量方法來(lái)解決這個(gè)問題。學(xué)生被分成若干小組,每個(gè)小組都需要合作完成一系列相關(guān)的探究任務(wù)。首先,建立平面幾何與向量的聯(lián)系,用向量表示問題中的幾何元素。其次,通過向量運(yùn)算,研究幾何元素之間的關(guān)系。最后,將運(yùn)算結(jié)果轉(zhuǎn)化為幾何關(guān)系,并得出最終結(jié)論。在項(xiàng)目進(jìn)行過程中,教師應(yīng)提供必要的指導(dǎo)和支持,鼓勵(lì)學(xué)生通過討論、實(shí)驗(yàn)和反思不斷深化對(duì)向量方法的理解。例如,在解決平行四邊形對(duì)角線長(zhǎng)度的問題時(shí),學(xué)生可以先回顧平行四邊形的性質(zhì),然后利用向量加法和數(shù)量積的運(yùn)算規(guī)則,推導(dǎo)出對(duì)角線長(zhǎng)度的計(jì)算公式。在此過程中,學(xué)生不僅能掌握向量方法的具體應(yīng)用,還能鍛煉邏輯推理和數(shù)學(xué)運(yùn)算的能力。項(xiàng)目完成后,每個(gè)小組分享自己的探究過程和發(fā)現(xiàn),學(xué)生可以相互學(xué)習(xí)、借鑒和啟發(fā)。教師則對(duì)每個(gè)小組的展示進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和總結(jié),指出優(yōu)點(diǎn)和不足,并提出改進(jìn)建議。此外,教師還可以鼓勵(lì)學(xué)生將所學(xué)的向量方法應(yīng)用到其他平面幾何問題中,以培養(yǎng)他們的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。
(四)強(qiáng)化小組合作探究,提升單元整體思維水平
高中數(shù)學(xué)單元教學(xué)應(yīng)重視引導(dǎo)各小組開展合作探究活動(dòng),逐步促進(jìn)學(xué)生單元整體思維水平的提升。尤其在日常的小組活動(dòng)中,部分學(xué)生對(duì)小組探究活動(dòng)較為抵觸,還有的學(xué)生對(duì)單元合作探究任務(wù)往往持有消極的態(tài)度,對(duì)小組合作學(xué)習(xí)應(yīng)付了事,這就容易導(dǎo)致小組互助合作探究學(xué)習(xí)無(wú)法發(fā)揮應(yīng)有的效果,無(wú)法達(dá)成單元教學(xué)的目標(biāo)。因此,在數(shù)學(xué)單元教學(xué)中,教師在教學(xué)過程中應(yīng)大力倡導(dǎo)小組合作學(xué)習(xí),啟迪學(xué)生明確認(rèn)識(shí)小組合作探究學(xué)習(xí)的重要價(jià)值和積極意義,從而讓學(xué)生轉(zhuǎn)變對(duì)小組活動(dòng)的抵觸情緒,有效提升數(shù)學(xué)單元整體思維水平。
在單元教學(xué)中,教師指導(dǎo)開展小組合作探究活動(dòng)時(shí),可以鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自由組合,自主設(shè)定小組學(xué)習(xí)內(nèi)容和合作形式,讓每個(gè)成員在合作學(xué)習(xí)中都能自由發(fā)揮,充分激活數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)思維,實(shí)現(xiàn)學(xué)有所成。教師雖不做過分干預(yù),但要對(duì)學(xué)生小組合作學(xué)習(xí)的不足之處進(jìn)行點(diǎn)撥、指引。這樣學(xué)生就可以通過自由組合的方式,努力嘗試著共同解決教師布置的數(shù)學(xué)問題。例如,在人教版高中數(shù)學(xué)選擇性必修2“函數(shù)的極值與最值”單元教學(xué)時(shí),教師展示:函數(shù)f(x)=x3-12x;f(x)=3x2e-x;f′(x)=-2;求出其極值。題中要求學(xué)生分別對(duì)這些函數(shù)進(jìn)行極值求解,學(xué)生通過小組討論,很容易發(fā)生思維碰撞,能通過f′(x0)=0這一定理找出函數(shù)在其定義域內(nèi)的增減性,進(jìn)而求出其極值。但是,學(xué)生在這種情況下很容易忽視了復(fù)雜函數(shù)在不可導(dǎo)的點(diǎn)也存在極值的情況。例如,f(x)=|x2-x-6|這道題,學(xué)生就應(yīng)該進(jìn)行充分考慮、討論,對(duì)可求導(dǎo)的點(diǎn)和不可求導(dǎo)的點(diǎn)展開綜合性分析。
可見,采用小組合作探究的方式,能夠讓學(xué)生更好地激活數(shù)學(xué)思維,更為全面地對(duì)極值問題進(jìn)行了解。這類題目具有一定的討論空間,能夠引發(fā)學(xué)生的討論,并讓學(xué)生從互助討論過程中迸發(fā)思維的火花。同時(shí),各小組也可以自由選擇相關(guān)題目進(jìn)行討論,通過討論探究,形成學(xué)習(xí)報(bào)告,將本組的合作探究結(jié)論形成書面成果。等形成書面學(xué)習(xí)結(jié)果后,教師可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組之間的交流與分享,在平等和諧的氛圍中促進(jìn)學(xué)生共同進(jìn)步,幫助學(xué)生逐步培養(yǎng)起應(yīng)有的合作分析能力和交流表達(dá)能力。
(五)重視單元教學(xué)評(píng)價(jià),鞏固單元學(xué)習(xí)成果
開展高中數(shù)學(xué)有效單元課堂教學(xué),還應(yīng)重視單元教學(xué)的反饋與評(píng)估,靈活運(yùn)用教師評(píng)價(jià)、小組互評(píng)、學(xué)生自評(píng)等多元化評(píng)估形式,進(jìn)一步鞏固學(xué)生的數(shù)學(xué)單元學(xué)習(xí)成果。首先,教師要從多方面、多視角對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、單元學(xué)習(xí)實(shí)效、參與小組活動(dòng)表現(xiàn)、學(xué)習(xí)成果類型等進(jìn)行評(píng)價(jià)與反饋。其次,小組要對(duì)各組學(xué)生的合作作業(yè)任務(wù)、項(xiàng)目測(cè)試效果、課中合作表現(xiàn)等情況進(jìn)行合理互評(píng)。再次,每位學(xué)生要針對(duì)自身的單元活動(dòng)績(jī)效、作業(yè)完成情況、數(shù)學(xué)測(cè)試達(dá)標(biāo)情況等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)分析,明確已獲得的學(xué)習(xí)成果,并認(rèn)識(shí)自身存在的不足。
同時(shí),教師要注重運(yùn)用過程性評(píng)價(jià)和結(jié)果性評(píng)價(jià),全面把握學(xué)生的單元整體學(xué)習(xí)情況。部分教師重視通過學(xué)生的期中、期末數(shù)學(xué)考試成績(jī)來(lái)評(píng)估學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)成果,但是這樣的評(píng)價(jià)時(shí)間間隔較長(zhǎng),無(wú)法真實(shí)反映學(xué)生的日常學(xué)習(xí)過程,而且期末數(shù)學(xué)考試的內(nèi)容并不能全面涵蓋學(xué)生整個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)內(nèi)容。因此,教師還要靈活運(yùn)用過程性評(píng)價(jià)和結(jié)果性評(píng)價(jià),對(duì)學(xué)生的日常數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)表現(xiàn)、單元階段測(cè)試成果等實(shí)施定期監(jiān)控和適時(shí)反饋,促進(jìn)學(xué)生不斷進(jìn)步。當(dāng)然,不管是運(yùn)用何種評(píng)價(jià)方式,教師都必須堅(jiān)持運(yùn)用肯定性、鼓勵(lì)性評(píng)價(jià)手段,對(duì)學(xué)生進(jìn)行客觀公正的評(píng)估,促進(jìn)學(xué)生更好地發(fā)展。
四、結(jié)語(yǔ)
在高中數(shù)學(xué)單元教學(xué)過程中,教師要緊扣核心素養(yǎng)教育的要求,注重創(chuàng)新設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)單元課堂,加強(qiáng)教材教法和教學(xué)模式的研究,聚焦學(xué)生的數(shù)學(xué)單元模塊學(xué)習(xí)能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng),在單元學(xué)習(xí)活動(dòng)中潛移默化地提升學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。