渐进式教学法是数学教学中常用的一种方法,是数学学习和训练中的有效策略。渐进式课堂训练通过优化设计课堂流程,设置从易到难、由浅入深的训练步骤,引导学生在多个逐步推进的活动环节中参与课堂互动、开展学习和训练,从而在循序渐进的训练过程中深入理解数学知识和内容,更有计划地、轻松地掌握各种数学概念、公式和定理等,并学会熟练应用这些概念、公式和定理,有效解决各种数学问题。本文结合“人教课标版”高中数学必修二“直线的方程”课堂教学,围绕渐进式课堂训练及其应用策略展开探索研究。
1.引导自学,初建认知。高中生的可塑性特征明显,探索求知的积极性突出,正处于构建自我认知的阶段。所以,在学生初学数学时,教师必须充分利用他们的学习和心理特点,积极引导他们尝试开展自主学习,通过猜想、假设、实验和论证、推理和分析等学习手段,预先学习有关知识点,主动构建认知。在引导阶段,通过教师的巧引妙导,学生的好奇心理和学习兴趣得以有效激发,探究学习的积极性得以充分调动,为加深对数学知识和内容的认知做好必要准备。
2.生成问题,接受知识。经过教师的有效引导和预学内容之后,学生已对有关知识点形成了一定的初步认识,逐步接受了一些数学概念和知识,并在自主学习、主动思考的同时生成了一些疑难问题。但每一位学生的学习基础、能力、经历和经验都有所不同,在具体概念和知识的理解上也存在明显的差异性,所以,他们在数学学习过程中的接受和理解能力也存在差距。教师在这一教学训练环节,应特别关注学生的接受能力,积极激励他们开展深入探究,在深化思考中真正接受知识、习得应用方法。
3.深化理解,灵活应用。在数学学习和训练的应用阶段,学生不仅要识记相应的数学概念和知识,解答课本中的相关范例试题,而且要学会运用所学数学知识灵活解决一些具体的、理解性的、拓展型的问题类型。由此,在学生掌握好知识和方法后,教师必须对学生提出更高的应用能力要求,要求他们学会学以致用,学会有效衔接新旧知识,主动建构数学知识体系,更好地应对遇到的各种学习问题。
1.巧妙设境引学,建构基础认知。创设和利用直观形象的教学情境是使用渐进式训练策略的首要前提。例如,在“直线的方程”教学中,教师灵活借助“砌墙师傅用水准器来观测墙面是否竖直”“乒乓球或台球赛时技术员用水准器检测桌面是否与水平面平行”等视频情境,引导学生观看视频,观察视频中砌墙师傅和技术员如何掌握水准器内的水泡位置,来调整水准器与水平面的平行位置,循序渐进地指引学生进入本节课的学习。通过展示视频情境,学生产生了强烈的好奇心,激起了探索的积极性,领会了其中所包含的线面平行、面面平行等多个知识点,为后续的渐进式课堂训练做好了准备。可见,教师选设一些形象直观的课堂情境,有利于将一些例题训练变得具体直观。同时,学生在熟悉的生活情境中能顺利理解所要学习的主题。接着,教师通过设置问题,启发学生结合自主学习情况,提出自己的思考结论,导入新课学习。
问题1:如何在平面内确定一条直线?
问题2:在平面内如何能用代数方法表示一条直线的方程呢?
教师借助设疑导入,指引学生进入平面平行的性质和定理的学习,有效降低了学习难度。在高中数学教学训练中巧借有效的问题指引,让学生积极从基础性的定理、公式等着手,逐步掌握知识,做好基础渐进式课堂训练是非常必要的。
2.激励主动质疑,掌握训练方法。学生经过思考讨论,从公理“过平面内两点能且仅能确定一条直线”得出了确定直线的方法一。于是,教师继续追问“是否还有其它方法确定一条直线?”,引导学生主动探究新知。经过积极思考,有的学生得出:“利用平面内一个定点和一个方向也可以确定一条直线。”此时,有的学生提出了疑问:“几何中的点可以利用代数中的坐标来表示。那么,方向怎么表示呢?”教师顺势进行点拨,指导学生结合已学过的任意角概念,启发他们利用x轴的正半轴旋转所形成的角来确定直线的方向。这样,学生习得了方向角的概念,并认识了方向角的范围。
问题3:角度和长度是不是表示同一种量呢?他们之间是否存在着某种关联呢?他们之间在某种条件下是否能相互转化呢?
学生通过小组合作讨论学习,得出了结论:长度和角度可以利用三角函数建立联系,通过三角函数以广义的长度来表示角度。接着,教师启发学生主动掌握学习方法,利用正切来表示倾斜角。同时,给学生适时补充斜率概念,帮助他们认识斜率的范围,进而引导他们得出斜率公式。
问题4:对于任意直线,如果已知斜率和直线所过的定点,如何用代数中的方程来表示该直线呢?
学生小组主动讨论,得出:可将直线看成是点的集合,直线上的定点和定点外任意动点,满足斜率公式,从而可得出直线方程,此方程就是直线的点斜式。
问题5:由公理“过平面内任意两个不同的点,能且只能确定一条直线”,能否由此公理得出直线方程呢?
学生小组共同合作,讨论得出:可以利用两个定点来确定直线的斜率,利用直线的点斜式确定直线的方程。于是,教师推出了直线的两点式概念,并给出了两点式的标准方程。同时,指导学生理解两点式只能表示斜率存在的直线,而斜率不存在的直线可以直接利用直线的横坐标来得出直线方程。
一般来说,学生的学习和训练都经历了思考、探索、发现、提出猜想、形成经验的逐渐推进的发展过程。从以上层层递进的指导训练过程看出,教师有针对性地设置一些启思性问题,指引学生从逐步推进的问题情境中发掘到了学习规律,理顺了解题思路,汲取实用的解题技巧,主动掌握了训练方法。学生在解题训练中抓住重点,学会判断相关的数学关系,体会几何问题代数化的过程以及代数和几何之间的联系,很好地掌握了直线的点斜式、两点式方程的建立等重难点知识,能利用直线方程解决相关问题,提升了学习效率。
3.指引巩固拓展,学以致用提能力。在渐进探究训练之后,教师要适当设置一些综合性、针对性较强的,更具层次性、更有侧重点的题型,继续深入引导学生利用所学知识灵活地解决各类综合性问题,弥补训练不足。
例一:求下列直线的方程:(1)直线l:过点(2,1),k=-1;(2) 直线 2: 过点(-2, 1),(3, -3) .
例二:求过点(0,1),斜率为-0.5的直线方程。
通过继续推导训练、巩固拓展,学生学会利用所有知识进行主动探究和推理,深刻领会代数和几何的密切联系,学以致用,在巩固拓展实践活动中完善知识,实现了从知识向技能的有效迁移,再向能力和素质的有益转化,获得许多珍贵的学习情感和体验。
渐进式课堂训练策略充分体现了学生发展的需求,是学生主体从初步掌握数学概念、公式和定理,到理解掌握数学概念、公式和定理,再到学会灵活利用数学概念、公式和定理解决各种数学难题的逐渐进步和发展的学习进程。高中数学学科的难度系数不断加大,数学抽象性愈加明显,教师尤其需要结合数学课堂教学,加强利用渐进式课堂训练策略,有效指引学生学好数学、用好数学,提升学生的数学学科素养。