问题导学,促进深度学习
作者: 顾柳倩
苏科版数学八(下)第十二章“二次根式”(第二课时)中,理解二次根式的概念是难点,理解二次根式的性质是重点。学生在学习了第一课时后,掌握了二次根式的概念,经历了探索关于二次根式的重要结论的发现过程,初步具备了计算和化简的一般方法,但运算的熟练程度存在一定差异,还需教师引导关注解决问题方法的多样化,真正理解概念内涵,提高运用法则的灵活性和解决问题的能力。问题链的设置可以帮助学生挖掘知识的本质,引发学生深度思考,引导学生在探究感悟中逐步培养良好的思维方式。类比整式与分式等内容的研究方法,笔者尝试以问题导学的方式设计教学,目的是促进学生深度学习,为后续一元二次方程和二次函数的学习做铺垫。
一、教学目标
理解二次根式的意义,熟练运用二次根式的性质;经历观察、归纳等数学活动,在演算推理中渗透分类讨论、由特殊到一般、数形结合等数学思想方法,归纳总结,培养严谨细致的学习态度和勇于实践的精神。
二、问题设置
初中数学深度学习应该建立在对已有数学知识理解的基础之上,对新知识进行深层次建构,并将其纳入原有认知中,引导学生主动提出问题,通过对数学情境中的问题进行批判性分析,深化对问题的认识,在此基础上,进行知识整合,把握本质,将知识有效迁移。引导学生用数学语言对问题进行猜想,去描述变化,深度学习就会自然发生。
1. 深度建构,问好问题
问题1 当x是什么样的实数时,下列各式有意义?
(1)[x+2];(2)[(x+2)2];(3)[x2+2];(4)[-(x+2)2];(5)[-x+2]。
【设计意图】从算术平方根的数学意义,到二次根式的双重非负性;从完全平方式,到绝对值的变化,问题1让学生在对比中深刻理解二次根式的双重非负性,感悟普遍联系的辩证观念。
问题2 当x是什么样的实数时,下列各式有最大或最小值?请分别求出最值。
(1)[2-x];(2)3-[2-x];(3)[2-x2];(4)[x2+4]+[(12-x)2+9]。
【设计意图】通过探究最值,引导学生思考负数没有平方根以及二次根式的非负性,学会从转化的角度去发现、思考。解决问题(4)要构建数学模型,从数形结合视角构造直角三角形,运用勾股定理,可以提升学生对最值问题探究的认识,体会二次根式最值问题的一般研究方法。
2. 灵活变式,拓展探究
问题3 当0<x<1时,求[(x-1x)2+4]-[(x+1x)2-4]的值。
拓展1 已知y=[8-x]+[x-8]+[12],求 [yx+xy+2]-[xy+yx-2]的值。
变式1 已知x<0,求[4-(x+1x)2]-[4+(x-1x)2]的值。
变式2 化简[(3-x)2]+[(x-7)2]。
【设计意图】比较[a2]与([a])2 的异同点,对问题3进行拓展、变式,培养学生正确进行分类讨论的科学态度,对解法深度分析;引导学生发现二次根式化简的本质,得到解决问题的方法。
问题4 先化简x+[1+2x+x2],然后求x=-2时代数式的值。
问题5 先化简x+[1+2x+x2],然后求x=3时代数式的值。
拓展2 已知[x+1>0,x-1<0,]请化简:[1+2x+x2]-[1-2x+x2]。
【设计意图】拓展问题4,借助数轴,深挖数学模型,改变条件,让结论不确定,引导学生积极思考,完善学生的认知,让学生联想已有的经验与方法,搭建结论与条件之间的桥梁。
问题6 (1)计算[(x+4)2]-[(x-2)2], (-4<x<2)。
(2)已知x、y满足y<[x-2]-[2-x]+4,化简[y-4]-[y2-10y+25]。
(3)已知a、b、 c分别为[△ABC]的三条边长,请化简[(a+b+c)2]+[(a-b-c)2]+[(b-c-a)2]-[(c-a-b)2]。
【设计意图】由数及形,通过问题串促进学生对[a2]=[a]的正确理解,引入数学模型,建构概念的核心,鼓励学生寻求条件与结论之间的过渡性条件并进行质疑和猜想。
3. 沉淀思维,升华问题
问题7 观察:①[3-310] = [2710]=3[310],②[4-417]=[6417]=4[417],填空:[5-526]= = 。猜想:[n-nn2+1](n[≥]2 ,n为自然数)= 。
拓展3 观察:①[3-22]=[(2)2+12-2×1×2]=[(2-1)2]=[2]-1,填空:[7-43]= ,[5-26] = 。
变式3 化简[1+1n2+1(n+1)2]。
变式4 设[19-83]的整数部分为a,小数部分为b,试求a+b+[1b]的值。
【设计意图】拓展知识,探求一般规律,感悟化简二次根式所涉及的知识、思路、策略等,帮助学生把新概念纳入已有的概念系统中,突破难点,优化思维。
三、教学反思
数学教学是高阶思维的教学,而不是数学结论的教学。问题链可以创设思维活动情境,有价值的问题是生成数学思维的源泉。本节课以问题驱动的方式,围绕理解二次根式的概念、性质,循序渐进,以定义为起点,变化二次根式中被开方数的呈现形式,联系完全平方式、绝对值及代数式的恒等变形,整体建构数学模型,追根溯源,让学生感悟知识发生、发展的过程,体会知识间的密切联系,避免了就题论题、一解到底的机械讲解,强化了学法引导。对概念的辨析,要强化对概念“内涵”与“外延”的理解,不能局限于理解概念的定义,要用联系和发展的眼光设计关联的问题。本节课设计的问题围绕二次根式的定义、性质及运用,明晰了数学概念从哪里来、为什么研究,引导学生掌握从特殊到一般的研究问题的方法,使学生对同类问题的认识更加深远,真正做到有法可想、有法可用。
(作者单位:江苏省太仓市第一中学)