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守学生立场 促课堂高效

2024-03-03石礼芹徐加贵

初中生世界·初中教学研究 2024年2期
关键词:乘方列式乘法

石礼芹 徐加贵

一、问题提出

在听课调研过程中,笔者常常会遇到一些效率不高的课。课堂内教师慷慨激昂,学生反应平平,尤其在课内检测环节,很多学生无从下笔。究其原因,大多是教师备课时对学生可能遇到的困难预估不足,没能站在学生的视角进行教学设计和教学组织。《义务教育数学课程标准(2022年版)》提出,凸显学生主体地位,关注学生个性化、多样化的学习和发展需求。将学生作为课堂主体,就要求教师站在“学生立场”进行课前准备和课堂实施。教师如果能坚守学生立场,关注学生数学现实和学习难点,研究学生能力增长点和探究兴奋点,将有利于教学目标的达成,使课堂教学更高效。

下面,笔者结合苏科版数学教材七(上)“有理数的乘方(1)”,谈谈践行“基于学生立场”的教学体会。

二、教学流程

1. 互动交流,唤醒旧经验

问题1 我们学过哪几种运算?请完善表1。

问题2 还记得乘法运算是怎么来的吗?

教师投影展示小学教材中相应的内容,内容略。

小结:用加法算式有时太麻烦,为了解决这个问题,我们引入一种求几个相同加数和的简便运算——乘法。

【设计意图】回顾乘法的引入历程,有效唤醒学生获取乘法概念的基本活动经验,为乘方概念的学习提供可借鉴的方法和经验。

2. 感知困境,体悟迫切性

问题3 填空:

(1)正方形的边长是3,它的面积是多少?可以列式为               。

(2)正方体的棱长是3,它的体积是多少?可以列式为               。

(3)一杯可乐,第一次喝去一半,第二次又喝去余下的一半,按照如此方法喝下去,第五次后,剩余的饮料是原来的几分之几?可以列式为                    。

(4)一种细菌在培养过程中,每半小时由1个分裂成2个,经过8小时,1个这种细菌可以分裂成多少个?可以列式为                     。

(5)手工拉面,先对折,再拉长,再对折(每对折一次成为一扣),你能算出拉扣n次后共有多少根面条吗?可以列式为                      。

教师巡视,根据情况适时投影展示学生的答案。

问题4 讨论:第(4)(5)题,你想怎样列式?这5道题的列式有什么相同之处?第(4)(5)题不易写出算式,面对这个情况,你特别希望做什么?

小结:当多个相同加数相加时,为了简洁地表示,引入乘法。现在,出现多个相同因数相乘时,为了简洁地表示,也引入一种新的运算——乘方。

【设计意图】问题设计基于学生的生活现实,让学生体会乘法在解决其中的某些实际问题时的局限性,认识到需要研究或解决的问题确实存在,使新概念(乘方)的出现成为迫切需要。

3. 总结归纳,引入新概念

问题5 乘方是一种什么样的运算呢?

(1)先看填空题的(1)和(2),除了用3×3和3×3×3以外,还可以怎样列式?32和33怎么读?

(2)受这两道题启发,你认为另外3道题可以怎样列式?

【设计意图】基于学生的数学现实,将所要学习的新的内容和方法与已有知识经验加以沟通,能帮助学生较好地进行迁移。

问题6 像 32、33、([12])5、216 、2n这样的运算就是乘方。你能给乘方下个定义吗?能否借助字母将乘方用一个统一的式子表示?

教师根据学生的回答情况,完善定义并板书。

问题7 乘方的运算结果是什么呢?我们一起来认识an各部分的名称。

(1) an中的a、n、an都有名称,请大家猜一猜:幂、底数、指数分别是谁的名称?再阅读教材第50页倒数第二节的内容,验证猜想是否正确。

(2)教师点名提问,作相应板书(图1)。

[an][幂] [底数] [指数]

图1

【设计意图】先猜测,再看书,是基于对学生数学现实的信任。让学生自主思考、判断和验证,教师则以协助者的身份出现。

4. 沟通对比,再认新概念

问题8 请继续完成表2。

表2

[基本运算 加 减 乘 除 乘方 运算符号 + - [×] [÷] 运算结果 和 差 积 商 ]

師生讨论明确:乘方与加减乘除一样都是有理数的一种基本运算,但乘方没有单独的运算符号。

提问:乘方与乘法有什么联系?

【设计意图】帮助学生理清新旧知识的联系与区别,将新知识纳入已有知识结构中,完成知识的扩充(加减是一级运算,乘除是二级运算,乘方是三级运算)。

问题9 质疑:你对这部分内容有没有不清楚的地方?

【设计意图】基于学生的难点,设置比较反思环节。an既可以看作乘方运算,也可以看作乘方运算的结果,这是与学生已有经验相悖的,应该给学生提出疑问的机会。若学生没有提出,教师也要进行追问,帮助学生理解: an看作运算时,表示n个a相乘,读作“a的n次方”;an看作结果时,表示n个a相乘的积,读作“a的n次幂”。理解学生困难,有效突破难点,才能让学生真正消化吸收。

5. 例题教学,应用新概念

问题10 根据乘方的意义计算。

第一组:

(1)37;(2)73;(3)(-3)4;(4)(-4)3;(5) -34。

第二组:

(1)([12])5;(2)(- [35])3;(3)(- [23])4;(4)- [243];(5)- [234] 。

①学生各自练习,个别板演。

②观察比较:第一组中(1)和(2)的异同,(3)和(4)的异同,(3)和(5)的异同;第二组中(3)(4)(5)的异同。要从意义和结果两个方面进行对比。

【设计意图】例题的安排使概念得以加深理解并获得应用,变式训练促使学生对概念的本质有更深入的理解,也较好地培养了学生多向变通的思维能力。

问题11 将下面这些题放在一起:

0.23=0.008,(- [13])4=[181],37=2187,73=343,(-3)4=81,(-4)3=-64,([12])5=[132],

(- [35])3 =- [27125],(- [23])4=[1681]。

(1)观察运算的结果,你能发现正数幂、负数幂的符号特点吗?

(2)这些结论有普遍性吗?你能找到更有说服力的验证方法吗?

【设计意图】数学思想和方法是将数學知识转化为数学能力的桥梁。符号法则的归纳过程是一个分类的过程,一个由“特殊”到“一般”的过程,需要在教学中着力渗透和指导,才能浸润到学生的脑海中并积淀下来。

6.巩固练习和作业(略)

三、教学反思

1. 基于学生现实,找准知识生长点

《义务教育数学课程标准(2022年版)》指出,教学内容的选取要尽量贴近学生现实。本节课选取教学内容时要注意两点:一是贴近学生生活现实,如生活中存在着诸如“做手工拉面”“细胞分裂”等实际问题,能使学生感受到需要研究或解决的问题确实存在;二是贴近学生数学现实。本节课学生的数学现实是有理数的乘法,平方、立方的意义和表示方法。学生在小学时经历过乘法的引入过程,掌握了乘法的概念,这为类比学习乘方的引入和概念的得出奠定了基础;乘方的表示方法可以由平方和立方“生长”而来,因为根植于学生数学现实的土壤上,所以学生对乘方的出现感觉并不突兀,容易接受。

2. 理解学生困难,研究突破关键点

教师要站在学生立场,研判学生学习中可能会遇到的困难,在关键点动脑筋、巧设计,给学生提供有效的帮助,使他们顺利地掌握知识。本节课的难点有三处,一是概念的获得;二是乘方与四则运算的联系和区别;三是应用概念进行精准计算。

应用类比法,突破难点一。在教学概念时,先通过回顾乘法的引入历程重温类比源,再通过一组填空题引发学生的认知冲突,产生要引入一种简洁方法表示“求相同因数的积”的运算的愿望,这个探究历程与乘法的探究如出一辙,学生自然地想到类比乘法归纳乘方的概念,从而有效突破了这一难点。

设置比较与反思质疑环节,突破难点二。对于乘方与四则运算的联系与区别,学生最不清楚的是同为有理数的一种基本运算,乘方与加减乘除却有很大的区别。加减乘除都有自身的运算符号,而乘方则没有;加减乘除运算关系式和运算结果通常是不同的,而乘方运算及其结果都可以用an来表示。学生没有这方面的认知经验,教师在此处设置比较与反思质疑环节,能使学生的认识更清晰。

采用数学解题的“根本大法”,突破难点三。应用概念进行计算时,运用的是“不断回到概念中去”这一数学解题的“根本大法”,从基本概念出发比较不同题目的不同解法,有效地培养了学生从基本概念出发思考问题、解决问题的习惯。

3. 把握学生特点,触发探究兴奋点

要想让学生情绪高涨地参与学习,就要根据学生的生理、心理特点,有意识地设置各种情境和活动,触发学生的兴奋点,使他们在兴趣盎然的状态中参与活动,在思维活跃的状态下学习新知。

基于学生特点,本节课通过五个环节,触发学生探究的兴奋点。在“互动交流,唤醒旧经验”环节,设置了回顾乘法学习的历程的活动,由于这是小学数学教材中的内容,学生倍感亲切和兴奋,学习热情高涨。在“感知困境,体悟迫切性”环节,设置了从实际生活问题中抽象出数学模型(乘法算式)的过程,在此过程中,学生为自己能够解决实际问题而产生快乐情绪,同时发现已经会的乘法运算在解决某些问题时已“力不从心”,由此产生认知冲突,对新知的学习充满期待。在“总结归纳,引入新概念”环节,放手让学生概括概念,认识乘方各部分名称,让学生经历观察,思索、质疑、验证等学习历程,学生在这个学习过程中,获得欣喜、自豪的情感体验,激发起进一步学习的热情。在“沟通对比,再认新概念”环节,设置了将新概念纳入已有知识体系中的活动,完成了知识的扩充,学生在此活动中感受到自己对新概念的认识更为全面、清晰和富有条理,学习的信心大增。在“例题教学,应用新概念”环节,安排学生独立练习和评判,并对所练习的题目从意义和结果两个方面进行比较,让学生在讨论交流中进步提升,在自省和互助中获得成功的体验。

4. 关注学生发展,立足能力增长点

教师要把发现、满足学生的成长需要作为自身教育的使命,所以,我们的教学要立足于学生能力的增长点,培养学生后续学习的能力。本节课尤其关注学生如下两方面能力的提升。

类比迁移能力。一方面体现在知识的迁移上。从有理数乘法的概念到有理数乘方的概念,从平方、立方的表示到乘方的表示,都运用了类比迁移的方法。另一方面体现在活动经验的迁移上。法则的教学都遵循了从生活问题抽象出数学式子(数学模型),根据数学式子概括出数学概念,再应用数学概念进行数学运算的研究路径。学生之前的学习经验迁移至本节课的学习中,并得以丰富和深化,又必将为今后的学习提供可借鉴的研究经验。通过这样的设计,学生领悟到,数学是逻辑连贯的,知识可以迁移,研究路径也可以迁移;学习新知识时,可以寻找已有知识中的相关内容,让新知识在已有知识的基础上“长”出来。

抽象概括能力。本节课中,乘方的概念、乘方的符号法则都由教师引导学生去概括,学生在完成这些学习任务时需要对特殊情况进行观察,提炼出共同特征,再进一步将其一般化,得出概念和法则。通过这样的安排,向学生渗透从特殊到一般的思想方法,教会学生怎样去提炼和概括。

教学中,教师如果能站在学生立场,充分了解学生的认知规律和需求,以学生视角去分析教材中的难点,基于对学生发展负责的态度去研究教法,那么,学生便能在这样的课堂中释疑解惑,提升能力。

本文系江苏省中小学教学研究第十四期“基于测试分析的跟进式改革”专项重点自筹课题“基于监测数据提升初中数学核心素养的跟进式研究”(课题编号:2021JYJC14-ZB21)阶段性研究成果。

(作者单位:江苏省淮安市金湖县教师发展中心)

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