☉重慶市璧山中學 王 偉
李邦河院士指出:“數(shù)學根本上是玩概念的,不是玩技巧.技巧不足道也!”然而,我們在概念教學時的現(xiàn)狀是,教師不清楚如何開展數(shù)學概念探究.最近,南京竹山中學黃秀旺老師蒞臨我校指導教學工作,執(zhí)教了“立方根(第1課時)”(人教版),并就概念教學與我們進行了廣泛的交流,黃老師將“立方根”如履春風吹來,課堂波瀾起伏,令人反思良久,回味無窮.筆者對該課概念探究途徑進行了一些思考,以期對讀者有所啟迪.
問題1:請你回顧學習“6.1平方根”的過程,思考以下問題:
(1)平方根的學習是基于一個什么現(xiàn)實問題而提出的?它引出的數(shù)學問題又是什么?
(2)平方根的學習包含哪些內(nèi)容?建議你畫圖表示,這樣更為清晰、明了.學生探究之后畫圖(如圖1).
平方根的學習 新問題的學習
問題2:要制作一種容積為27m3的正方體形狀的包裝箱,這種包裝箱的棱長應該是多少?如何列式?如何求出?
點評:老師并沒有急于提出立方根概念,而是首先把時間花費在了追溯平方根的學習途徑,在學生明確了平方根內(nèi)容之后,話鋒一轉(zhuǎn),提出立方根的實際問題,學生按照這樣明晰的線路圖類比開展研究,拉大了概念的思維長度.
(1)挖掘背景
在學生完成列式和得出答案之后.
師:在問題背景中,由x3=27,可得x=3,那么離開這樣的背景,你會得到什么答案?
生:剛剛提出的問題,實際上就是研究當x3=a時,a是多少,即求a的立方根.
師:什么叫作a的立方根?用式子如何描述a的立方根?
……
師:為什么你要命名為立方根呢?
生:因為x3=a,顧名思義,x叫作a的立方根.
(2)符號表達
生:因為平方得到一個正數(shù),這樣的數(shù)有兩個,且互為相反數(shù),所以平方根表示為,而立方得到一個正數(shù),這樣的數(shù)有一個,所以立方根表示為
師:什么叫開立方?它與立方有何關系?
……
點評:從具體背景到數(shù)學,學生清晰地知道了立方根來自源于立方,并圍繞立方根和平方根的聯(lián)系和區(qū)別設計問題,拓展了立方根概念的寬度.
例1 你能求下列各數(shù)的立方根嗎?
在學生做完練習后,老師展示了兩種不同的書寫方式(以8為例).
生1:2.
師:求出的依據(jù)是什么?從過程到結(jié)果的解答應該如何表述?
生2:由23=8,得8的立方根為
師:以上兩位同學哪位做得更好?為什么?
……
練習:(辨析題)課本第51頁,習題6.2第1題.
活動:探究一個數(shù)的立方根與它的相反數(shù)的立方根之間的關系.
師:你發(fā)現(xiàn)了什么?能用一個式子表示其中的規(guī)律嗎?
……
點評:從中可以看出執(zhí)教者的理念:不盲目追求單純的結(jié)果,而是暴露思維過程與展示結(jié)果并重.
6.概念運用
例2 求下列各式的值:
師:你能說出它們的意義嗎?例1與例2的區(qū)別在哪里?
生:一個是用文字表述立方根,另一個是用數(shù)學符號表述立方根.
例3 求下列各式中的x:
(1)x3+3=2;(2)(x-1)3=8.
師:你能找到這些方程的原型在哪里嗎?如何理解各式中x的意義?
……
點評:“求下列各式中的x”的語句表述,更貼近立方根的定義,使學生聯(lián)想到“已知x3=a,求x=”的解題思路,自覺回歸立方根的定義,前后呼應,并將立方根的價值提升到了一個新的高度,渾然一體.
回顧本課,執(zhí)教者緊緊圍繞立方根概念教學是學生解題達成度高的根本原因,那么,如何開展概念教學呢?
概念教學從什么角度開展探究,以真正發(fā)揮概念在解題中的作用?
對于任何一個數(shù)學概念,我們都能找到以前學習的影子,這便是新概念學習的基礎,教師要做有心人,努力為學生搭建思維的平臺,拉大概念的思維長度,增大學生的思維容量,進行全方位類比學習,有助于學生更清晰地學習,那么如何類比呢?
(1)類比學習內(nèi)容
心理學家馬爾慈說,人的意識就是一個“服務機制”——一個有目標的電腦系統(tǒng).學生心目中追求的形象的清晰程度,就如同一個電腦程序的好壞,直接影響到這一系統(tǒng)運作的結(jié)果.由此可見,明確課堂學習任務,對學習者來說,可以提高主動參與的意識,而類比就是絕佳的思考途徑.
例如,本課類比平方根學習的線路圖,探究立方根就按照平方根問題、定義、符號表達、求一個數(shù)的立方根、性質(zhì)和應用等主線,通過類比,學生就明白自己該做什么,怎么做,增強了學生學習的目標意識.
(2)類比研究方法
除了在內(nèi)容上的類比,還可以在研究方法上類比,例如就研究背景而言,平方根的研究背景是正方形的面積,類比想到立方根的研究背景就是正方體,并在此基礎上逐步開展類比探究,在潛移默化中有利于培養(yǎng)學生思維的正遷移.
在初中數(shù)學中,有很多這樣的類比學習內(nèi)容,例如,學習實數(shù)可類比有理數(shù)的研究途徑,學習反比例函數(shù)和二次函數(shù)可類比一次函數(shù)的研究途徑,學習一元一次不等式可類比一元一次方程的探究途徑……這樣的教學設計在初中數(shù)學教學中有很多.
新概念學習一定與以前學習的內(nèi)容有所不同,這需要在對比中找出不同,這樣才能真正區(qū)分概念,從而拓寬概念的思維寬度.
在本課中,教師為了講清“立方根概念”的內(nèi)涵,尤其是對概念的三個追問甚是精妙,堪稱神來之筆.追問1:在問題背景中,由x3=27,可得x=3,那么離開這樣的背景,你會得到什么答案?這樣的追問是從立方到開立方的對比,使學生對開立方的本質(zhì)有了初步理解.追問2:為什么你要命名為立方根呢?這樣的追問,實質(zhì)上就是追問立方根的本源在哪里,為例1求下列各數(shù)的立方根奠定了堅實的基礎.追問3:平方根表示為為什么立方根表示為為什么在前面不加上“±”呢?這一追問道出了平方根與立方根的區(qū)別,回歸到平方與立方的區(qū)別上來,為以下的例題與概念聯(lián)系做了很好的鋪墊.
在類比中獲得靈感,在對比中才有創(chuàng)新.同樣,在一些新授章節(jié)中,需要我們找出以前學習中的蹤影,進行對比學習.例如,學習平面直角坐標系時,提出:數(shù)軸上用數(shù)表示點有什么缺陷?學生就會想到數(shù)軸之外的點如何用數(shù)學表示位置,從而碰撞出思維的火花,從而意識到以前學習的不足,需要繼續(xù)努力.提 出:對于數(shù)軸,我們研究了什么?提出平面直角坐標系的研究方法和途徑,并比較其異同之處,這樣學生在明晰的線路中就能砥礪前行,真正把學習的主動權交還給學生.
數(shù)學概念是數(shù)學活動的基礎,掌握概念的目的是為了應用.根據(jù)概念推導出一系列的定理、公式、性質(zhì)、法則,是概念應用的一個重要方面,嚴密的推理論證過程就是對學生運用概念進行思維訓練的過程.同時概念本身在解題中也有著廣泛的應用,許多問題利用概念的定義來解往往顯得格外巧妙簡捷,可以訓練學生思維的敏捷性,讓學生感悟概念的價值,提升學生對概念的認識高度.
例如,本課中追問:(例1)求出的依據(jù)是什么?從過程到結(jié)果的解答應該如何表述?我們可以看到,傳達給學生的思想是如何圍繞立方根概念解答問題.追問:(例1)你能說出數(shù)的平方根與數(shù)的立方根有什么不同嗎?則對新知識和舊知識進行對比,進一步凸顯教學重點,突破難點,有效達成教學目標.追問:(例2)你能說出它們的意義嗎?例1與例2的區(qū)別在哪里?則是對概念不同表達形式的理解,激發(fā)學生對立方根文字表述與數(shù)學符號的轉(zhuǎn)化的理解.追問:(例3)你能找到這些方程的原型在哪里嗎?如何理解各式中x的意義?則回歸立方根概念,追本溯源,前后呼應,過渡自然,突出了概念的統(tǒng)領地位,真正實現(xiàn)解題能力的培養(yǎng).
學生在學習新概念時,會出現(xiàn)兩種情緒:一種是實現(xiàn)正遷移,覺得學習的知識可以解決未知的問題,表現(xiàn)出學習的主動性;另一種就負遷移,感到怎么學那么多知識,產(chǎn)生畏難情緒.為此,我們教師應在充分研究學生及教材的基礎上,創(chuàng)設有效情境,在新概念的形成探究中,通過與舊知識的類比拉伸學生思維的長度,在不斷追問對比中拓展學生思維念的寬度,在概念的應用中提升學生思維的高度,真正地讓學生在概念學習中讓思維“立體”起來,從而把培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)落到實處