☉江蘇省海安縣李堡鎮初級中學 曹海燕
串珠成線選情境,漸次展開求簡約
——以“一元二次方程(第1課時)”教學為例
☉江蘇省海安縣李堡鎮初級中學 曹海燕
最近,南通市李庾南實驗總校舉行首屆賽課活動,筆者有幸參加了初中數學賽課活動,執教了“一元二次方程(第1課時)”,得到評委老師的好評,本文呈現該課的教學設計和課堂生成,并給出教后反思,與同行交流.
1.教學目標
(1)引導學生類比一元一次方程,定義一元二次方程的相關概念,并熟悉一般形式ax2+bx+c=0(a≠0).
(2)結合開平方運算,引導學生發現特殊形式的一元二次方程的“直接開方法”,并進一步探索出“配方法”.
(3)踐行“自學·議論·引導”教學法,使學生通過本課的學習知道一元二次方程全章學習的路徑,學會自主學習.
2.重點、難點
教學重點:類比定義出一元二次方程的相關概念;發現特殊形式的一元二次方程的配方解法.
教學難點:特殊形式的一元二次方程的配方解法.
3.教學流程
活動一:問題情境
引例:用一根長為24m的繩子圍出一個長方形.
(1)當圍成一個正方形時,它的面積是多少?
(2)當長是寬的2倍時,長和寬各是多少?此時面積是多少?
(3)當它的面積是32m2時,長和寬各是多少?
預設意圖:第(1)問學生會用小學階段熟悉的算術方法解答;第(2)問可以引導學生用七年級的一元一次方程來解,目的是喚起學生回顧一元一次方程的相關概念,為后續類比定義一元二次方程奠定基礎;第(3)問是為安排學生列一元二次方程“x2-12x+32=0”服務,從而引入新知.
活動二:類比歸納
引導學生類比一元一次方程定義一元二次方程,即只含有一個未知數,未知數的最高次數是2的整式方程稱一元二次方程.接著引導學生回顧一元一次方程的一般形式,定義一元二次方程的一般形式.
練習:下列方程是一元二次方程嗎?請說明理由.
(1)x2+2x=0;(2)3x+2=5y-3;(3)x(x+3)=5;(4)4x2=9.
活動三:探究解法
回到引例:用一根長為24m的繩子圍出一個長方形.
(1)當圍成一個正方形時,它的面積是多少?
預設追問:能否用方程求解?設邊長為xm,得x2=36;得出開方法解方程.接著變式如下,解方程:(1)4x2-36=0;(2)(x-2)2=36;(3)x2-4x+4=36.然后回到開課階段的方程x2-12x+32=0.師生共同探究解法,發現一元二次方程的配方解法.
1.開課階段
師生研究情境問題第(2)問.
生1:設寬為xm,則長為2xm,2x+4x=24,6x=24,x=4,2x=8,所以長是8m,寬是4m.
師:(板書)2x+4x=24,6x=24.
師:這是一個什么方程?
眾生:一元一次方程.
師:什么是一元一次方程?
生2:只含有一個未知數并且未知數的次數是1的方程.
師:(板書)一元一次方程的定義.
師生研究情境問題第(3)問.
師:請用方程解.
生3:x(12-x)=32.
師:x表示什么?
生3:設長為xm,則寬為(12-x)m.
師:我們一起來化簡這個方程.
生4:12x-x2=32.
師:這個方程和一元二次方程相同嗎?
眾生:不同.
師:哪些地方不同?
生4:x的指數不同,一個是1,一個是2.
師:那它們有相同的地方嗎?
生5:都是等式.
師:對,方程就是含有未知數的等式.還有需要補充的嗎?
生6:都含有未知數.
師:都有幾個未知數?
眾生:1個.
師:還有要補充的嗎?
生7:都是整式方程.
師:我們能給這樣的方程取一個名字嗎?
眾生:一元二次方程.
2.探究解法
師:(指著-x2+12x-32=0)解這道題現在有些困難,我們先回到引例第(1)問.請用方程解“(1)當正方形的面積是36m2時,它的邊長是多少?”
生8:設邊長為xm,則x2=36.
師:好,我們就從這個方程開始研究一元二次方程的解法.
師:會解嗎?
生8:x=±6.
師:方程有兩個解,我們分別寫成x1=6,x2=-6,由x2=36到x=±6是根據我們之前學的什么知識?
生8:開平方.
師:我們可以把這種解方程的方法叫做開方法.現在老師改變一下方程.
師:(板書)4x2-36=0.(生獨立思考)
生9:4x2=36,x2=9,解得x=±3,所以x1=3,x2=-3.
師:繼續改變,(x-2)2=36.(生獨立思考)
生10:x-2=±6,x-2=6或x-2=-6,所以x1=8,x2=-4.
師:這個方程x2-4x+4=36,如何解呢?(生獨立思考)
生11:(x-2)2=36,x-2=±6,x-2=6或x-2=-6,所以x1= 8,x2=-4.
師:現在我們一起來看引例第(3)問得到的方程-x2+12x-32=0,為了解題方便我們把二次項的系數寫成正的,方程化解成x2-12x+32=0.(生獨立思考)
師:現在進行小組討論,找出這類方程的解法.(小組討論)
生12:x2-12x+36-4=0,x2-12x+36=4,(x-6)2=4,x-6=±2,x-6=2或x-6=-2,所以x1=8,x2=4.
師:你能講一下是怎么想的嗎?
生12:加36湊成平方的形式,原來是32,所以減4.
師:你能不能為這種方法取一個名字?
生12:就叫完全平方法吧!
師:好!就叫完全平方法,教材上稱之為配方法.
1.研究教材,優選情境問題
應該承認,教材是眾多專家學者、名優教師精心打磨出來的課程資源,值得每一位老師認真研習.但是教材編寫也有優差之分,研讀教材時,對教材實行橫挑鼻子豎挑眼的態度不能說不對.即對任何教材,在教學之前應該懷有研究心.章建躍教授對時下流行的“情境引入”曾做出思辨,指出“對‘從現實引入’的更全面認識,應從數學知識的發生發展過程需要來考慮,這個‘現實’既可以是‘生活的現實’,也可以是‘數學的現實’”.正是基于上述觀點,我們沒有根據九年級教材上情境問題(用長為16cm,寬為12cm的長方形紙做一個無蓋的方盒),而上溯到七年級上冊教材上一個圍長方形問題.事實上,這并不是簡單的取舍,而是在試教階段,學生對九年級教材上兩個情境問題感覺較為困難,列出的一元二次方程化簡也有一定的難度,綜合考慮之后,決定選擇較為簡單的圍長方形問題.
2.經營“轉場”,追求簡約教學
文學、影視作品常常需要經營所謂的“轉場”,比如在兩個場景(即兩段素材)之間,采用一定的技巧實現場景或情節之間的平滑過渡,追求較好的轉場效果.可以發現,由于我們選擇了圍長方形這個情境問題,使得全課的各個環節都找到一個主線,并圍繞這根主線漸次展開,自然生長,各個環節也實現了平滑過渡,一定意義上追求了課堂教學的簡約化.當然,“簡約”不是簡單的壓縮和簡化,而是一種深廣的豐富,是寓豐富于簡單之中.
1.課程教材研究所.義務教育教科書·數學(九年級上冊)[M].北京:人民教育出版社,2014.
2.章建躍.發揮數學的內在力量,為學生謀取長期利益[J].數學通報,2013(2).
3.章建躍.構建邏輯連貫的學習過程使學生學會思考[J].數學通報,2013(6).
4.中華人民共和國教育部制定.義務教育數學課程標準(2011年版)[M].北京:北京師范大學出版社,2012.
5.許衛兵.簡約:數學課堂教學理性回歸[J].課程·教材·教法,2009(5).
6.李庾南.自學·議論·引導教學論[M].北京:人民教育出版社,2013.