高中数学课堂教与学的实践性思考
作者: 顾维维
[摘 要]《普通高中数学课程标准(2017年版)》强调教、学、考有机衔接,以形成育人合力。在此要求的指导下,高中数学课堂的教与学应着重从三个维度入手:设计要“活”,学习要“慢”,思考要“深”。文章结合实际教学案例,对高中数学课堂教与学进行了实践性思考。
[关键词]教与学;活设计;慢学习;深思考
[中图分类号] G633.6 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058(2025)02-0001-03
《普通高中数学课程标准(2017年版)》强调基于学业质量标准,引导教学更加关注育人目的,帮助教师和学生正确把握教与学的深度和广度,促进教、学、考有机衔接,形成育人合力[1]。回顾我国课改主要发展历程,从加强“双基”教学到全面推进素质教育、落实三维目标,再到如今培养学科素养、落实立德树人,课程目标逐步从教书转向育人。那么,课堂上如何实现育人?关键在于课堂教学,核心在于教师的教和学生的学。笔者认为,要实现课堂教与学的高效转化与创新,需把握三个维度:设计要“活”,学习要“慢”,思考要“深”。基于此,笔者结合教学理论与实践,通过具体案例进行详细阐述。
一、课堂教与学的典型问题及原因分析
自2008年以来,我国教育以培养学科素养、落实立德树人为主要目标,课程目标从教书转向育人。在此背景下,国内学者、专家、教研员等积极解读和宣讲新理念。然而,对一线教师而言,更新教学理念、克服传统教学弊端势在必行,但实施起来困难重重,难以根本改变。久而久之,理论与实践脱节,教与学重回“老路”。
目前,课堂教与学仍然存在以下典型问题
(1)传统教学模式与策略根深蒂固,部分教师不愿尝试新模式、新策略(或缺乏理念支持,有心无力)。具体表现为:教学设计过度依赖教材表面知识,或仅凭一本教辅书应付教学,缺乏深度挖掘;常出现“照本宣科”现象;教学活动设计僵化,按部就班。
(2)课堂上仍存在“满堂灌”“一言堂”的现象,忽视学生的实际感受。这种单向传递固定化知识的教学方式,导致学生被动接受,出现适应者和不适应者两极分化。不适应者无法体验到学习的乐趣,逐渐失去持续学习的主动性与兴趣[2]。这些问题的根源在于忽视了学生的主体地位,缺乏对学生实际情况和学习需求的深入了解。教师沉迷于自己的“演讲”,单向传授知识,看似提高了课堂教学效率,实则降低了学生的学习效率,未能真正完成教学任务。因此,学生常出现课上听得懂、课下不会做的现象,且随着时间的延长,这一问题愈发明显。
(3)在实际教学活动中,学生思考的时间和空间往往不足。以小组合作探究为例,部分教师将其视为“作秀”,认为华而不实,甚至在公开课上也只是流于形式。这主要是因为教师担心学生不讨论、乱讨论或讨论失控,担心既没有实际效果,又浪费时间,影响教学进度。事实上,问题并不在于合作学习本身,而在于其组织实施的策略。
二、课堂教与学的实践案例与反思
针对以上教学理念及课堂教与学存在的问题,本文从以下三个方面,结合实际教学案例与反思来阐述高中数学课堂教与学的实施策略。
(一)活设计
[案例1]平面向量的概念与表示。
引入1:同学们,你们知道博尔特是谁吗?我们跟博尔特赛跑,有可能赢吗?(展示图1)
引入2:观看《战狼2》的片段(如图2)后,请思考:导弹精准击中目标,需要哪些条件?
问题1:同学们能否再列举一些既有大小又有方向的量?
问题2:那能列举只有大小没有方向的量吗?
引入向量的概念:
从速度、位移等既有大小又有方向的量中抽象出一种新的研究对象——向量。
在数学中,我们把既有大小又有方向的量叫作向量。
简要介绍向量的发展史及本章框架。(限于篇幅,后续概念表示等内容不再展示)
这个教学设计在概念教学中很常见,其流程为“创设情境—问题指引—引出概念—合作探究—深化理解”。虽然教学流程看似顺畅,但学生常感觉被牵着走,像掉进了一个精心设计的陷阱。
实际上,向量的概念并不抽象。学生在物理学习中已接触过矢量,在数学中也学过标量,为向量概念的学习打下了基础。此外,学生在学习指数函数、对数函数、幂函数等概念时,已多次体验类比思想,因此无须设定固定学习路线。基于学生已有的认知基础和学习内容,本节课的教学可优化为:在引出向量概念前,引导学生回顾学习数量的过程,并对照学习要求与目标阅读课本(人教A版高中数学必修第二册P2—3),进行自主学习。通过阅读,学生初步认识和理解向量的概念与表示,同时重视课本价值,改变学习方式。向量的表示、特殊向量、向量的模等知识点虽多但难度不大。教师可让学生合作探究,发现问题、提出问题、分析问题、解决问题,教师适时给予点拨即可。这样的教学设计既让教师教得轻松,又让学生学得扎实,充分体现学生的主体地位。因此,教学设计应关注教学内容的特点和学生的认知情况,使教学活动、教学形式、教学问题等更加适切、灵活。
(二)慢学习
很多一线教师都有这样的感受:每学期的教学进度都很紧张,时间总是不够用。为了赶进度,教师往往加快教学节奏,导致课堂出现“大容量、快节奏、贪多求全、主题不明”的现象,这已成为常态,形成了不良循环。
数学教学不应片面追求速度,这是由数学学科的特点决定的。同时,教学应以学生为中心,教师应想学生之所想,解学生之所惑,教学方式及方法应符合学生的认知发展规律。在关键环节,教师应放慢教学节奏,给学生留下充足的时间和空间去思考、感悟、展示与交流,从而了解学生的真实想法与存在的问题。事实上,这种“慢”是为了后续高质量的“快”。下面,笔者将结合教学案例进行说明。
[案例2]数列的概念与表示。
“数列的概念”是章节起始课。作为高中数学的重要内容,“数列”是训练数学运算能力、逻辑推理能力等能力的重要载体。概念越基础,越能揭示事物的深层联系,形成广泛应用。但也正因其基础性,很多教师在数列的概念教学中往往一笔带过,急于讲解例题,结果却常常欲速则不达。下面是笔者在“数列”公开课中的一个教学片段,旨在探讨“慢学习”教学理念在概念教学中的实践。
1.创设情境,激发兴趣(感知阶段)
情境一:展示大自然中蕴含数学规律的图形。
情境二:展示向日葵花盘螺纹(如图3),引导学生观察并记录花瓣数及两种不同方向的螺纹数,探究这些数的规律,引出斐波那契数:1,1,2,3,5,8,13,21,34,55…
情境三:观看视频,感受数列与大自然的紧密联系及神奇魅力。
2.结合生活,设问引思(抽象阶段)
提出毕达哥拉斯学派摆石子、细胞分裂、一尺之棰日取其半、奥运会金牌数及斐波那契数等5个生活问题,供学生独立思考。
3.抽象概括,形成概念(表达阶段)
分组合作,讨论交流,解决以下问题:
问题1:这几组数有何共同点?
问题2:集合[1,4,9,16]与[1,4,9,16]有何区别?
问题3:如何定义数列?
从自然情境到生活情境,多维度展示数列的意义,让学生认识到数列与自然环境及日常生活有着密切联系。通过类比集合概念,突破数列中数的有序性难点,引导学生经历概念的感知、抽象、表达过程,实现数列概念的“慢形成”。这一过程不仅让学生感受到数学与自然、生活的联系,体会到数学的魅力,还培养了他们的直观想象和数学抽象素养。课堂教学之“慢”还体现在公式推导、经典习题讲解、小组合作探究与交流展示等环节。
“春风化雨,润物无声。”“贪多求快”往往适得其反。“慢学习”并非拖延教学进度和降低教学效率的表面功夫,而是紧扣学生的“最近发展区”,尊重学生的主体地位,为学生提供更多自主思考、合作探究的时间和空间,创造更好的学习体验。这充分体现了对学生的人文关怀,让理解慢的学生能跟上节奏,让反应快的学生能抓住本质,领悟精髓,学会举一反三,提升思维品质。
(三)深思考
深度思考是学生在面对挑战性问题时的全身心参与过程。“慢学习”为深度思考提供了必要的时间和空间,是深度思考能够发生的客观条件。为促进深度思考,教师应构建关于研究对象(具有研究价值的问题)的整体框架,按照“对象本身—知识原理—数学规律(性质、关系)—形成结构—应用创新”的主线,引导学生从数学概念、原理、法则出发,结合已有的数学认知,建立解决问题的基本思路。这样,学生不仅能理解数学知识的本质,还能获得深度思考的机会与方法。
在“三新”(新课标、新教材、新高考)背景下,考试更加注重对思维过程的考查,试题更灵活,对知识点的挖掘更深入。课堂教学中,若学生仅记住概念、公式及其简单应用,缺乏深度理解和灵活运用,解题技巧停留在表面模仿,这种被动学习无法锻炼思维、提升关键能力,这也是部分学生在大考“用不上力”的原因之一。
[案例3]直线和圆的综合问题。
直线和圆的综合问题是高考的重要考点,2023年新高考Ⅰ卷第6题即为该考点的典型题目。笔者以此类题为例,分享高三一轮复习教学中引导学生深度思考的案例。
题目:已知[P]是圆[C:][x2+y2-2x-2y+1=0]外一点,且在直线[3x+4y+3=0]上,[PA,PB]是圆[C]的两条切线,[A,B]是切点,求[PA·PB]的最小值。
待学生独立思考后,教师引导他们思考以下问题:
(1)向量数量积有哪些转化方向?本题应如何转化?
学生根据图4,由向量数量积的定义知[PA·PB=PA2cos2θ]。
(2)多变量问题的一般转化策略是什么?本题应如何应用这一策略?
学生采用数形结合的方法(如图4),将变量转化为不变量,即[PA·PB=PA2cos2θ=PC2-r2(1-2sin2θ)=PC2+2PC2-3]。
考虑到[PC2min=4],[PC]取不到[2],所以让学生试错,然后讨论为何此处不能使用基本不等式。接着,提出问题(3):那么,该如何求解呢?你是怎样想到这样处理的?
学生展示:令[PC2=x],[x∈4,+∞],[y=PC2+2PC2-3],则问题等价于求[y=x+2x-3]的最小值。由于[y=x+2x-3]在[4,+∞]上单调递增,因此当[x=4]时,[ymin=32],即[PA·PBmin=32]。
教师总结后,引导学生进一步思考:在不改变题目条件的前提下,我们还能研究哪些问题?学生类比刚才探讨的问题,结合图形,分组进行思考和讨论。随后,各小组在黑板上列出了以下问题:①求[CA·CB]的最大值;②求四边形[PACB]面积的最小值;③求张角[∠APB]的最大值。学生积极交流,展示了自己的思考成果(略)。
傅种孙先生关于解题教学提出了三重境界:知其然;知其所以然;何由以知其所以然。问题(1)和问题(2)利用数形结合以及从一般到特殊的数学思想进行常规处理,对所求问题涉及的知识点、解法、思路的合理性进行定性分析,达到了前两重境界。问题(3)为易错点,故让学生走点“弯路”,主动发现问题,然后分析并解决问题,同时引导他们思考“是怎样想到这样处理的”,深入剖析问题的来龙去脉,以此培养学生的深度思考意识和能力,提升他们的思维品质,进而达到第三重境界。
综上,有效的课堂教学源于精心设计的教学活动。当教学设计具备开放性、灵活性、适切性,并与“慢学习”理念相融合时,学生的深度思考便会自然发生。教学设计作为载体,引导学生从“快想”走向“慢思”,再达到“深思”的境界,完成知识的内化。在此过程中,每个学生都能“真参与、亲经历、深思考”,亲身体验知识的生成过程,从而获得积极成功的学习体验,逐步实现全面发展。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 中华人民共和国教育部.普通高中数学课程标准:2017年版[M].北京:人民教育出版社,2018.
[2] 傅种孙.平面几何教本[M].北京:北京师范大学出版社,1982.
(责任编辑 黄春香)