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数学:用问题链培育学生高阶思维

2024/9/2 18:14:45  阅读:131 发布者:

数学教学必须超越“碎片化教学”,帮助学生构建起整体性的认识,逐步学会从层次的角度进行分析和思考。问题链不仅能从宏观角度构建整个大单元、大主题、大情境的教学,也能从微观角度助力课堂教学的某个环节教学任务的完成或者突破课中的重难点。

因此,教师需要以问题链激活学生原有认知视域中与问题相关的知识、技能、方法,将原本零散在个体认知域中的知识、信息聚拢,形成以问题为中心、相互关联的认知群组,进而实现结构化学习。

1.以问题链提炼单元共性特征,促进知识结构化

在实际教学中,教师可以根据单元主题提炼并设计主问题(或主问题群),围绕主问题进行问题细化与拆解,并对这些问题进行整合加工和系统编排,使之合理地分散到单元中的各个课时中,形成紧扣目标、前后勾连、层次递进的问题链,基此刻画出一条“学习之路",为教学活动的高效开展提供引领和支撑。

据此,下面将以“数与代数”领域的教学进行说明。

整个设计过程始于对教学内容的分析。从内容结构来看,“数与代数”领域主要涵盖“数与式”“方程与不等式”及“函数”三大主题。为进一步聚焦基础性内容,教师梳理了苏科版初中教材中关于“数与式”的内容(主要有七年级上册“有理数”与“代数式”、七年级下册“幂的运算”与“整式乘法和因式分解”、八年级上册“实数”、八年级下册“分式”与“二次根式”)。

基于新课标要求和学生发展需求,对相关单元的教学内容进行整体分析时发现,“数与式”主题在“运算能力”“推理能力”“模型观念""应用意识"以及"创新意识"等核心素养落实层面有着重要的作用。

在教学时,教师依据不同教学内容,侧重培育学生不同的核心素养。因为“了解代数推理”是新课标初中部分“数与式”主题的新增内容要求,因此必须充分重视,下面以"推理能力"素养的发展为例做进一步深入阐述。

新课标对于推理的要求是,小学阶段形成推理意识,初中阶段形成推理能力。从“推理意识”到“推理能力”的分水岭是七年级下册“证明”的学习。在此之前应不断积累推理知识,促进学生推理意识、理性精神的形成;在此之后,应明晰代数推理的知识体系以及严谨的代数推理的表达。

因此,需分析上述相关内容对代数推理能力形成的价值。同时结合学情,分解各章节代数推理的具体任务要求,对各章节分别思考三个问题:

通过该章节的学习,能获得哪些可用于代数推理的基本知识?

贯穿该章节始终且能体现代数推理的主要教学内容有哪些?

该章节能促进代数推理意识(能力)进阶的典型性素材有哪些?

“有理数”中,相反数与绝对值的概念、有理数的运算法则与运算律等可作为代数推理的依据,有理数的运算教学是巩固代数推理意识的主要教学内容,有理数的混合运算与简便运算是促进代数推理意识进阶的典型素材。

“幂的运算”中,同底数幂的乘除法、幂的乘方以及积的乘方等运算的运算法则可以作为代数推理的依据,幂的相关运算是促进代数推理能力进阶的主要教学内容,各运算法则的逆运用是促进代数推理能力进阶的典型素材。

依此,在对各章节借助问题链进行结构化思考的过程中,发现贯穿“数与代数”领域的教学视角。

2.用问题链驱动学习活动接续,推动学生经验条理化

为突出学生的主体地位,我们需要以问题链引领、活动驱动的方式组织课时教学。以苏科版教材八年级下册“二次根式的乘除”第一课时引入环节为例,我设计了“递进式”问题链引领学生活动,具体如下:

问题1:在图中,小正方形的边长为1AB=2BC=8。根据已知条件,画出矩形ABCD;并计算矩形ABCD的面积是多少。

设计意图:让学生独立操作,唤醒在网格图中画矩形、借助割补法求图形面积以及用两种方式表示图形面积得到等式等基本经验。在处理该问题时,通过有能力独立完成的学生的展示,帮助所有学生回忆已有知识或者矫正活动过程中可能出现的错误,从而确保学生顺利激活经验。

问题2:你能根据上述方法,得到更多的等式吗?

设计意图:让学生再次独立经历探索与发现的过程,运用并巩固激活的经验,获得更多的等式,形成丰富的研究素材。

问题3:请小组内分享你的结果,并交流有何发现?

设计意图:学生在小组讨论中,能发现独立探索中存在的问题,譬如计算错误等;同时,小组成员分享各自的发现,在寻求达成共识的过程中,经历分析、评价的生生交流,思维激励碰撞,促进学生对得到的等式左右两边在结构上形成理性分析,从而对后面法则的提炼做好铺设。

这组“递进式问题链”在活动组织上采取学生独立完成与小组合作交流交替进行的方式,既给学生独立思考、发现自身知识结构上存在问题的空间,又给学生彼此交流、互相借鉴的平台。

活动过程中,学生在动手操作中运用经验获得大量素材,在“动”与“用”中思维从浅层逐步深入。在分析素材、发现新规律时经历了分析与综合、评价与创造的过程,思维处于高阶状态。

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