把握单元整体脉络 构建精准复习课堂
2024-04-27王竞进唐崇明
■王竞进 唐崇明
一、问题背景
《义务教育数学课程标准(2022 年版)》明确指出,改变过于注重以课时为单位的教学设计,推进单元整体教学,体现数学知识之间的内在逻辑关系,以及学习内容与核心素养表现的关联。在此理念下,笔者尝试将课堂教学任务分为单元前建构、单元-课时和单元后建构三种类型,现以苏科版数学教材七(下)第十章“二元一次方程组”单元后建构为例,阐释单元整体教学视角下单元后建构教学的实践与思考。
二、教学目标
后建构课堂要求教师引导学生对已经掌握的知识进行重新建构,用一条知识结构主线将分散的知识串联起来,形成结构化的知识体系,让学生重新认知,形成思想方法,提升核心素养。因此,本单元的目标确定为:借助问题情境,让学生在自主活动的过程中主动构建本章的知识结构;经历“问题情境→建立模型→求解→解释与应用”的学习过程,加深理解相关数学知识;通过思考、交流等活动,体会类比、转化、整体等数学思想。
三、教学重难点
重点:二元一次方程(组)和二元一次方程(组)的解,正确建立数学模型解决实际问题;难点:二元一次方程组在实际生活中的应用。
四、教学活动设计
1.情境导入,梳理概念
问题1 五月阳光明媚、春暖花开,七年级225 名同学准备乘坐大客车和中巴车去九龙口春游,已知每辆大客车可乘坐45人,中巴车可乘坐30人,刚好坐满。请问大客车与中巴车各有多少辆?
师:这个问题,你能够解决吗?
生:设大客车有x辆,中巴车有y辆,根据等量关系,我们建立方程45x+30y=225。
师:你还想到了哪些知识呢?
生:二元一次方程的定义,含有两个未知数,并且所含未知数的项的次数都是1的方程叫作二元一次方程。
生:二元一次方程的一对未知数的值叫作这个二元一次方程的一个解。
师:一个二元一次方程一般有几个解?
生3:无数个。
师:结合实际情境,大客车和中巴车的数量有限制条件吗?你能解决问题吗?
生:x和y都是非负整数。利用枚举法,从最小的非负整数0 开始,给出x的值,然后求出符合条件的y值。
师:很好。但很明显这个方法的计算量比较大,还有更简单的方法吗?
生:我们可以将45x+30y=225 两边同时除以15,将其化简为3x+2y=15,再利用枚举法求非负整数解,计算上更加简便。
生:可以用含有x的代数式来表示y,即,因为y是非负整数,所以15-3x要能够被2 整除,则x是奇数,x可以取1、3、5,可 以 求 得 非 负 整 数 解 为
生:我们可以利用含一个未知数的代数式表示另一个未知数的方法,求出方程有非负整数解时x、y的取值范围,然后进一步确定解。
【设计意图】以真实的情境——春游为背景,把知识的回顾与问题情境结合在一起。通过对情境问题的再创造、再解决,不断追问,复习二元一次方程及二元一次方程的解的概念。同时,通过对实际问题的分析、解决,归纳、总结求非负整数解过程中的一般方法。
2.问题解决,渗透思想
问题2 七年级225名同学准备乘坐大客车和中巴车去九龙口春游,已知每辆大客车可乘坐45人,中巴车可乘坐30人……
师:从这个生活实际问题中,你想到了什么数学问题呢?
生:可设大客车有x辆、中巴车有y辆,根据题意,可得一个二元一次方程45x+30y=225。
师:你能对这个问题添加适当的条件和问题,并加以解决吗?
生:一共安排了6辆车,刚好坐满,请问大客车与中巴车各多少辆?
生:根据条件可设大客车有x辆、中巴车有y辆,根据题意,可得一个二元一次方程组
(教师追问,引导学生完善二元一次方程、二元一次方程解的概念,进一步完善知识结构。)
师:我们解二元一次方程组的基本方法有哪些?你能解这个方程吗?
(请学生用两种不同的方法板演完成二元一次方程组的求解过程。)
师:解二元一次方程组的基本思路是什么?体现了什么样的数学思想?
生:把“二元”转化为“一元”,体现了转化的数学思想。
【设计意图】通过对情境问题添加条件,复习二元一次方程组的概念。再通过复习解二元一次方程组的基本方法,渗透转化思想,为学习多元一次方程组解法埋下伏笔。
3.典例分析,方法提升
问题3 解方程组:
师:我们该如何求解这个方程组呢?请两名同学用不同方法板演(求解过程略)。
师:他们的求解过程有什么不同?体现了什么样的数学思想?
生:第一种是直接化简,应用加减消元法或消元法;第二种应用了“整体”思想。
【设计意图】从问题3 中的方程组求解过程出发,帮助学生回忆含分母和含括号的二元一次方程组解法,引导学生发现这个方程组的整体特点,让学生感受整体思想。
4.自主探究,提升思维
问题4 同学们来到了九龙口,看到了商店里琳琅满目的商品,决定买点食物与饮料。下面是两名同学的对话。甲同学:我买了1 瓶饮料和3 份肉串共花了m元。乙同学:我买了2 瓶饮料和5 份肉串,比你多花了11元。
师:针对上述对话,你能提出哪些问题?你能运用所学知识解决这些问题吗?
生:设一瓶饮料x元、一份肉串y元,则
生:不能求得方程组的解,因为未知数有3个,而方程只有两个,所以求不出来。
师:如果请你来添加一个条件,你会怎么添加?能求出各自的单价吗?
(学生自主添加条件,展示求解过程。)
师:如果同学丙说,我买了1 瓶饮料、1份肉串,共花了7 元,现在你能求出饮料和肉串的单价吗?
生:根据丙的条件,可以得到x+y=7,得到关于x、y、m的三元一次方程组:
师:这个方程组你该如何求解?
(学生交流用两种不同的方法求解。)
师:两位同学解决这个问题的方法是什么?体现了什么样的数学思想?
生:消元法。先将三元一次方程组转化为二元一次方程组,再将二元一次方程组转化为一元一次方程,体现了转化的数学思想。
【设计意图】通过开放性问题的设计,培养学生发现问题、解决问题的能力。学生通过一题多解,开拓思维,体会到解决含参问题的本质就是消元,加深对转化思想的认识。
5.学以致用,积累经验
问题5 在九龙口,同学们决定租船游湖。如果租3 艘大船、2 艘小船,则可以载21 人;如果租2 艘大船、1 艘小船,则可以载13 人。(1)请问每艘大船和小船各可以坐多少人?(2)七年级7 班共40 名同学参加,请问要怎么租船,可以使船刚好坐满呢?
师:问题(1)中,存在什么样的数量关系?我们可以通过什么方法使数量关系变得清晰?
(学生运用列表格法进行解答,求得每艘大船可以坐5人、每艘小船可以坐3人。)
师:问题(2)中,所蕴含的数量关系又是什么?你能列出方程吗?
生:设租了m条大船、n条小船,可得5m+3n=40。
师:这个方程隐含着什么样的条件呢?其实质是什么?
生:m、n为非负整数。
生:求二元一次方程5m+3n=40 的非负整数解。
学生计算,得出结果,5m+3n=40 的非负整数解为从而确定了解决方案。
所以,方案①:租大船5 条,小船5 条;方案②:租大船2条,小船10条。
【设计意图】延续情境,提出新问题,体现了数学来源于生活且应用于生活。学生面对实际问题,要能运用所学数学知识和方法,寻求解决问题的策略,增强数学应用意识。
6.反思提升,形成知识网络
(1)今天与大家复习了哪些知识?这些知识点分别蕴含着哪些数学思想和数学方法?
(2)二元一次方程和我们学过的哪些知识有内在联系?后续我们还会研究哪些方程?
(3)你能结合本节课所学,画出本章知识的思维导图吗?
【设计意图】通过对本节课的学习,学生复习了本章的核心知识,形成知识脉络,同时渗透转化、类比等数学思想;利用思维导图总结本章知识,完善知识框架,形成关于方程的知识结构,即实际问题→数学问题→构建方程(组)→解方程(组)→求出方程(组)的解→解决实际问题,感悟知识的整体性、结构性、关联性,激发学习的兴趣和动力,为后续分式方程和一元二次方程的学习作铺垫。
五、教学反思
1.基于学情,梳理结构,建构整体脉络
单元整体教学关注知识逻辑,注重学生发展,最大可能地促进学生能力发展和素养提升。单元后建构课堂更强调知识之间的整体性与关联性,需要对“单元-课时”课堂中零散的知识进行重组、整合与再构,而不是机械的简单回顾。因此,教师进行教学设计时,需要基于学生的学情,选择合适的问题情境,以核心概念为骨架展开问题设计,给学生留足思考时间,让学生经历数学知识的形成过程,通过适时的追问,将本单元内的基础知识、基本方法和思想联系起来,构建完整的思维导图。
2.基于思维,促进学生高阶思维发展
传统的复习课堂往往会出现两种误区:一是以例题、习题训练代替小结复习;二是以知识的简单罗列代替小结复习。这样会造成复习课堂是对前面所学知识的简单、机械重复,学生学习的积极性不高。数学是思维的科学,因此,在单元后建构课堂中,我们以学生的认知发展水平和已有经验为基础,处理好思维层次与知识探究的关系,着眼学生思维的不断提升与发展,通过对问题的不断设问、追问,调动学生积极思考,通过开放性问题的编拟、方法的探索,促使学生高阶思维的形成。
3.拓展提升,构建精准高效复习课堂
在单元后建构课堂的教学中,教师要灵活地根据问题情境,对其进行恰当的变式提升、开放性设问,对问题的条件进行增设与改编,促进学生深度思考,促使学生在知识结构、能力结构、方法结构中形成整体互通、系统关联的结构化知识。单元后建构课堂既要实现知识的系统化、结构化,也要生长出新的知识生长点,让知识结构能够在后续发展中可持续生长起来,从而达到培养学生能力,提高思维品质,发展核心素养的目的。