高中數學課堂教學設計的精準性研究

陳維民

[摘 要]教學設計是為達到教學目標，對課堂教學過程與行為所進行的系統規劃，主要解決教什么與怎樣教的問題.研究高中數學課堂教學設計的精準性，有利于提高課堂教學效率.

[關鍵詞]高中數學;教學設計;精準性;研究

[中圖分類號]? ? G633.6? ? ? ? [文獻標識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2021）26-0016-03

教學設計包括設計教學目標，設計教學手段和教學過程等，是基于提高課堂教學質量，增強學習效果，培養學生數學綜合素養為目標展開的設計.在高中數學教學中，教師要結合學生的學習特點和思維特點，精準研讀教材內容、規劃教學目標，準確實施教學，準確探索問題.本文就高中數學課堂教學設計的精準性進行研究.

一、有序設問，串點連線

在課堂教學中，有效設問是教學過程的有效途徑，是激活學生思維，培養學生良好的思維品質，促進學生理解、掌握知識的重要手段，也是構建高效課堂的一種方法.

例如，在教學《函數概念與性質》時，函數單調性是其中的一個重要知識內容，可以按照以下的方法進行教學設計.

1.創設情境，引入新課

創設問題情境：生活中有很多與數據相關的變化趨勢問題.如股票行情、燃油價格、各個城市工資收入、水位高低等，在這些數據的變化中，自變量和函數值有什么變化特點？

結合生活情境引出“函數的單調性”，讓學生感受數學來源于生活，激發學生自主探究的欲望.

2.層層設問，深入探究

如圖1所示，從左往右依次是函數[f（x）=x+1]，[f（x）=-x+1]，[f（x）=x2]的圖像，仔細觀察，你能發現什么規律？

引導學生進行圖形觀察、分析可知：

①函數[f（x）=x+1]的圖像是上升的;

②函數[f（x）=-x+1]的圖像是下降的;

③函數[f（x）=x2]的圖像是先降后升的.

在自主探索的基礎上，教師提出以下問題進行追問：

問題1：圖像的這種升降規律，反映了當自變量[x]變化時，函數值[y]有什么變化規律？

圖像升降變化的實質就是自變量[x]變化時，函數值[f（x）]隨之變化.

問題2：對比函數[f（x）=x+1]與[f（x）=x2]在區間[（-∞，+∞）]上的變化，它們有哪些不同點？如果要說一個函數是增函數，還必須加上什么條件？

引導學生在分析問題的過程中，對增函數進行定義.

問題3：如何用數學符號表示自變量[x]增大，函數值[f（x）]也增大？

通過引導、探究，學生在辨析中達成共識：

[x1<x2]時，[f（x1）<f（x2）].

有了對增函數的定義探索的基礎，就可以讓學生思考減函數的定義.在設問引導中，串點成線，提高學生理解能力，培養學生數學抽象和直觀想象素養.

二、以形助學，培養思想

數形結合是學習數學的一種重要思想，也是解題常用的一種方法.在高中數學教學中，滲透數形結合思想，可以培養學生的直觀想象能力，提高數學建模素養，提高解決問題能力.在高中數學課堂教學設計中，教師要以形為輔助，以數為載體，通過數形結合，培養數學思想，發揮學科的育人價值.

例如，在教學《柱體、椎體、臺體的表面積與體積》時，教學設計旨在促進學生掌握柱體、椎體、臺體的表面積與體積計算公式，培養數學運算素養.教學過程可以按以下步驟進行.

1.創計情境，以形助學

利用信息技術手段，向學生投影棱柱、棱柱和棱臺的側面展開圖.如，正六棱柱側面展開圖（如圖2）：

三棱錐的展開圖（如圖3）：

四棱臺的展開圖（如圖4）：

在直觀展示的基礎上，讓學生根據圖形，說說這三個圖形的表面由哪些平面圖形構成，表面積如何求，從而使其認識到棱柱、棱錐、棱臺都是由多個平面圖形圍成的幾何體，它們的側面積展開圖就是平面圖形，計算它們的表面積就是計算它的各個側面面積之和.

2.數形解題，深化思想

教師要引導學生根據圖形，思考幾何體的表面積計算公式，培養學生的數學運算素養.

[例1]如圖5，已知棱長為a，各面均為等邊三角形的四面體[S-ABC]，求它的表面積.

在分析這一問題的時候，可以根據題意畫出對應圖形.

根據題意和圖形引導學生思考：四面體[S-ABC]的四個面是全等三角形，那么，四個面的表面積就等于其中任何一個面的面積的4倍.可以先求[△SBC]的面積，進而求出四面體[S-ABC]的表面積.

通過“形”的輔助，探索“數”的本質，培養學生數學運算、直觀想象、數學建模等核心素養，讓數學教學設計更加精準，進而提高高中數學課堂教學質量.

三、一題多解，促進創新

例題講解是課堂教學的重要內容，分析數學問題，根本點不僅僅在于將這一問題解決，更是要通過數學問題的解決，促進學生思維發展，提高學生解決問題的能力.教師可以以一題多解為專題，設計內容，優化習題講解方法，專項訓練學生的解題能力，讓學生解題有思路，能夠有效解決問題.

1.思路解析，促發展

[例2]已知[sinα+cos α=-15]，且[π2≤α≤π]，則[tanα-π4]是多少？

在解決這一問題時，方法非常關鍵.根據以往講解以及學生對所學知識的掌握來看，解方程組是最基本的解題思路.通過[sin α+cos? α=-15]，[sin2α+cos2α=1]進行求解.但是這種方法運算量大，在計算的過程中非常容易出錯.因此，教師在設計教學方案時，要考慮到知識的靈活運用，以促進學生思維發展為本，從題意出發，讓學生就此題所涉及的三角函數公式進行回顧，結合題意進行多解思考.

2.多解探索，靈活多變

在解題思路優化的基礎上，引導學生利用萬能公式，變化思路.如：

[sinα+cosα=-15] ，

[（sinα+cosα）2=-152]

[sin2α+2sinαcosα+cos2α=125] ，

[tan2α=2sinαcosα].

在利用萬能公式的過程中，夯實基礎知識，構建完整的知識體系，讓學生對三角函數相應公式有一個系統的構建.

四、以史為鑒，內化概念

數學史是學生理解數學本質，認識其發展、演變的重要材料.數學史可以幫助學生理解數學知識.以史為鑒，設計教學內容，優化課堂教學，既可以培養學生良好的數學學習品質，又可以使其充分感受知識的形成過程.

例如，在教學《復數》時，教學目的是通過對復數概念的理解，了解數系擴充的必要性，會運用復數解決有關問題.那么，在設計的時候，可以結合以下方法進行引導.

1.感知發展歷史，認識概念

在教學開始階段，可以利用信息技術手段，帶領學生回顧“公元3世紀時古希臘的丟番圖遇到一個一元二次方程[336x2+24=172x]”;回顧歷史上使用負數平方根的第一人——卡丹的著作《大術》中的一個著名問題：把10分為兩部分，使得這兩部分的乘積為40;回顧被數學家稱之為難以理解的、令人厭惡的復數;回顧完成“將復數建設成為嚴密的數學理論”這個任務的英國數學家哈密爾頓.

通過復數發展歷史的回顧探索，導入以下問題：

①在自然數集N中，方程[x+2=0]有解嗎？

②在整數集Z中，方程[2x-1=0]有解嗎？

③在有理數集Q中，[x2-2=0]有解嗎？

在探索的過程中，展示以下結論：

在自然數集N中，方程[2x-1= 0]無解，由此引進負數，自然數→整數;

在整數集Z中，方程[2x-1=0]無解，由此引進分數，整數→分數;

在有理數集Q中，[x2-2=0]無解，由此引進無理數，有理數→實數。

通過分析，使學生認識數集的擴充過程，隨后通過探究特例，實現猜想引進，認識復數概念.

2.探究特例，猜想引進

以問題“方程[x2+1=0]在實數集中有解嗎？”為核心，讓學生思考如何使得這個無法解決的問題變得可以解決.由此進行以下設想.

設想：對實數集R進行擴充，引進新數[i]，令[i]是方程[x2+1=0]的解，即[i2=-1].在此要注意[i=-1]方程解為[±i].然后讓學生求解以下一元二次方程，歸納根的形式.

① [x2+9=0]? ? ? ? ? ?② [x2+x+1=0]

讓學生在解方程過程中，總結判別式[Δ<0]時的解法與步驟，初步得到負數的代數式形式“[a+bi]”.

通過引入數學史，激發學生的探索學習欲望，然后設計探究案例，引導其進行探究分析，歸納總結，在層層解析的過程中，形成概念，內化概念，促進對復數概念的理解.

提高高中數學課堂教學設計的精準性，要立足于情意原則和結構原則.在遵從原則的基礎上，通過“有序設問，串點連線”“以形助學，培養思想”“一題多解，促進創新”“以史為鑒，內化概念”等方法，促進學生思維發展，提高課堂教學質量，落實學生的課堂主體地位，提高學生的數學綜合素養.

[? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?]

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[5]? 易戰.運用平板PC開展初中數學精準教學：以浙教版七年級數學下冊“平行線”第1課時教學設計為例[J].實驗教學與儀器，2020（5）：43-45.

（責任編輯 黃桂堅）