《義務教育數學課程標準(2022年版)》(以下簡稱為“新課標”)提出“設計體現結構化特征的課程內容”這一數學課程改革基本要求,強調對數學課程內容進行結構化整合,注重數學知識的系統性、進階性.新課標背景下,“大概念”作為數學課程內容的統攝逐漸走進廣大數學教育工作者的視野,緊密圍繞主題整合與之相關的數學概念、數學基本原理、數學思想方法,讓學生完整經歷數學知識的再發現、再創造成為當前初中數學單元教學的基本思路.為了進一步推動新課標的落實,有必要研究和探索基于大概念的數學單元教學方法,讓學生在大概念的建構、辨析、應用和創新之中形成核心素養.
1基于大概念的初中數學單元教學的意義
傳統的初中數學單元教學一般按照教材的內容編排順序來設置課時,并逐一講解知識點、組織開展數學實踐活動,學生的知、意、行處于相互分離的狀態,會導致學生所儲備的知識結構出現斷層,不利于學生掌握最為核心的數學思想方法和思維模式.而在大概念統領下的單元教學從數學學科的本質屬性、核心概念出發,將與之相關的知識點建立互相聯結、逐層遞進的有機整體,在學習知識的同時運用知識、創新知識,實現知、意、行的統一,這樣可以促進學生對數學學科價值意義、數學本質整體且深刻的認知,激發學生內在學習動因,讓數學教學更加高效、數學學習更為主動.不僅如此,基于大概念的單元教學剔除了傳統教學模式中的冗余環節,形成更為科學、更加符合初中學生認知規律的單元教學流程,除了知識學習與知識創新應用相結合之外,在大概念的統攝下讓單元內容更加精簡,學生由淺入深、由表及里地建構大概念,辨析大概念在結構化內容體系中的地位與意義,學會創造性地運用大概念以及與之相關的數學方法、數學思想、數學思維以解決更為復雜的問題,既可以減輕學生的數學課業負擔,又能夠培育學生的數學學科核心素養[1].
2基于大概念的初中數學單元教學的準備工作
基于大概念的單元教學與傳統教學模式、教學方法有著明顯的區別,這就需要教師做好準備工作.
首先,研讀課標要求和教材內容,攝取大概念:大概念是指能夠體現數學知識來龍去脈、揭示數學學科本質、突出數學學科價值與意義,涉及數學原理、數學法則等多個維度并相互聯結的概念結構.在攝取大概念時可以參照新課標中的相關論述、學科核心素養的具體維度以及教材內容,注重大概念的實用價值及其生成性、進階性、關聯性,保證學生可以通過對大概念的學習整合數學知識信息并解決實際問題.
其次,做好學情分析,設定教學目標:基于大概念的單元教學不能背離以生為本這一核心理念,唯有了解學生才能夠為學生提供精準、有效的數學教學.所以在單元教學前要做好學情分析工作,可以布置前測任務考查學生對大概念的既有認知、需要補充的知識點、所需掌握的數學技能等;也可以通過課堂觀察了解學生的學習風格、學習興趣偏好等,為單元教學的順利實施奠定基礎;
最后,緊密圍繞大概念,統整單元內容:大概念導向下的單元教學是整體性、系統性的教學,需要厘清大概念之間、大概念與關鍵概念之間的層次關系,對教材的內容布局進行優化調整,或是補充拓展所需資料,這樣才能條理清晰地呈現大概念相關知識和技能2].
3基于大概念的初中數學單元教學策略
3.1創設“貫通式”情境,引發自主探究動因
數學大概念在數學知識體系中處于核心地位,可以聯結關鍵概念與基礎概念并且具有遷移價值的概念結構,因其所處層級較高、輻射范圍廣,所以更加抽象.初中學生建構和理解大概念需要“貫通式”情境的支撐,情境要覆蓋基礎概念、關鍵概念,引領學生從復雜現象中抽象出一般規律和原則,從而實現對大概念的建構.在創設“貫通式”情境時,可以將生活化元素融入其中,讓情境更具真實性、啟發性和開放性,學生在“貫通式”情境中調動已有的認知、知識與經驗,自主探究新知內容,結合情境所展現的問題場景、已知條件等探究并形成問題的解決對策,在此過程中新舊知識互通互聯,認知結構拓展延伸,讓學生產生深入探究動機.
例如人教版七年級下冊“平面直角坐標系”單元以“平面直角坐標系是一項重要的數學工具,是架起數與形的橋梁,建立平面上的點和有序實數對一一對應關系可用于研究圖形變換、函數性質、函數與方程和不等式關系等問題”為大概念.緊密圍繞大概念以及本單元有序數對、平面直角坐標系等關鍵概念和基礎概念創設“貫通式”情境:機械化生產所運用的數控機床在加工精密工件時需要依靠坐標系來調整機床的位置與運動方向,通過設置坐標參數以控制機床移動.同時動畫演示數控機床加工過程,呈現工件圖樣,引導學生運用所學的數軸知識嘗試分析工件圖樣上不同數據所代表的意義,學生會發現原有的數學知識不能解決數控機床坐標參數計算和設置問題,從而產生自主探究動因,驅動學生進入到大概念意義建構和內涵理解之中.通過創設“貫通式”情境覆蓋大概念及其相關基礎概念、數學技能,激發學生的單元學習興趣[3].
3.2設計\"呼應式”問題,構建完整知識體系
最近發展區理論認為學習者現有學習水平與潛力發揮之間具有一定的差距,這種差距便是“最近發展區”,教學的要義在于著眼于學習者的最近發展區,通過提供帶有一定難度和挑戰性的學習內容以挖掘學生的潛力,促進學生實現能力的躍遷.大概念統領下的單元教學要求學生從既有知識結構出發對新知內容進行同化,依靠學生的高階思維能力、數學學習能力、遷移創新能力,對于初中學生而言難度大、負荷大.而以與大概念和單元主題相呼應的問題為學生搭建能力躍遷支架,可以讓學生在逐步解決問題的過程中實現對知識的結構化整合,幫助學生構建更為完整的知識體系,形成更加深刻的數學思維,獲得更加豐富的學習啟示.
例如人教版八年級下冊“平行四邊形”單元以“研究幾何圖形的基本元素之間的數量關系和位置關系是研究幾何圖形的基本方法”為大概念,設計與大概念相呼應的問題:(1)回顧三角形研究過程,什么是三角形?三角形有哪些類型?對三角形研究了哪些內容?運用了哪些方法?以何種順序進行研究?如何用三角形的定義、性質及相關定理解決問題?(2)類比三角形,什么是平行四邊形?如何研究平行四邊形?能否用思維導圖畫出平行四邊形的研究思路?(3)平行四邊形是什么圖形?有何性質?(4)特殊的平行四邊形有哪些?如何研究平行四邊形?上述問題以舊知內容的回顧為導入,驅動學生從現實世界中抽象出幾何圖形,類比三角形的研究過程和方法,研究平行四邊形的性質,推導平行四邊形的判定定理,將新舊知識整合并在本單元基礎概念之間建立關聯,形成更為完整的數學知識體系.
3.3 開展“項自式”活動,促成知識遷移和創新
大概念的“大”不僅體現在站位高、范圍廣,更重要的是具有高度的遷移價值,能夠被生活所用、可以指導學生解決一般現實問題的概念才能夠被稱為大概念.項目式學習作為大概念視域下初中數學單元教學的組織形式之一,以深度學習為核心,以項目活動為主線,符合新課標所倡導的“進一步加強綜合與實踐”這一基本要求,在整體進行單元教學設計的同時將與數學學科緊密相連的社會各領域的問題呈現在學生面前,引導學生在復雜現象中抽象出數學研究對象,用數學的視角、思維和方法建構解決問題的一般模型,從數學應用、數學創新、抽象、推理論證等多個維度發展學生的核心素養.鑒于此,在單元教學中建議教師積極開展“項目式”學習活動,主動探索大概念引領下的單元教學新路徑.
例如人教版九年級下冊“反比例函數”單元以“利用函數思想建立模型是解決實際問題的有效途徑”為大概念,教師可開展以“設計行車安全指南”為主題的項目式學習活動,引人《交通工程學》《汽車安全駕駛全攻略》等拓展性資料,引導學生閱讀資料,分析和思考汽車行車速度與視野之間符合怎樣的函數關系,通過對數據的收集、整理和分析建立反比例函數模型,解決日常生活中安全駕駛的相關問題.在開展項目式活動時,應根據學生的個性特點、興趣愛好、數學學習水平等劃分項目團隊,各個項目團隊按照提煉問題一分析需求—制定方案一物化成果一總結歸納的順序進行自主探究,教師則為學生提供支持,突出學生的主體性地位,讓學生獲得更為深刻的學習體驗,形成運用大概念解決現實問題的一般思路和方法[4].
3.4實行“一致性”評價,促進學生反思重構
新課標強調評價具有育人導向作用.基于大概念的單元教學是探索一實踐—評價檢驗—優化調整的循環往復的過程,評價一方面可以讓單元教學更加精簡有效,持續提升單元教學質量,另一方面可以對學生產生激勵、引導作用,促進學生回溯單元學習過程,審視自身是否理解大概念,是否會用大概念,是否形成更加嚴密的數學學習邏輯和更為完整的知識體系,激勵學生彌補自身的不足之處,主動探尋單元學習的有效方法.因此,教師要積極實行“一致性”評價,將評價活動嵌人到單元教學之中,隨著教學的推進呈現評價任務并實施評價活動,幫助學生抓住學習問題的關鍵、理清學習問題的根源、找到優化學習的策略.
例如人教版八年級下冊“平行四邊形”單元教學中,基于大概念建構和培育學生核心素養確立評價目標,布置與情境、問題相關聯的評價任務,密切關注學生解決問題的實際情況、對項目式活動任務的完成情況,綜合評價學生能否理解本單元大概念,能否自主運用大概念來解決實際問題、是否領悟本單元所涉及的數學思想方法;在項目式學習活動中,學生是否能夠積極承擔學習責任、是否進行溝通協調、是否能夠主動解決項目問題.根據問題解決度和任務完成度綜合評估學生的核心素養發展水平,指導學生總結歸納單元內容,用思維導圖呈現單元知識結構與聯系,進一步完善自已運用大概念解決問題的思路,以此發揮評價的促進作用,形成更為完善的基于大概念的單元教學模式.
4結語
基于大概念的初中數學單元教學可以激發學生的學習主動性,減輕學生的學習負擔并發展學生的數學學科核心素養.在開展單元教學前,教師要深度研讀新課標,依據核心素養培養目標和學生的實際學習情況設計大概念,在大概念的引領下統整單元內容.在此基礎上,再根據初中學生的認知規律、學習規律等創設覆蓋大概念、基礎概念、關鍵概念的“貫通式”情境,設計與大概念相呼應的問題,開展項目式學習活動,堅持教一學一評一致性的基本原則不斷優化單元教學方案,以此充分發揮大概念的統攝作用,讓數學單元教學更加靈活、高效,
參考文獻:
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[4]莊澂,翁艷冰.基于學科大概念視角數與代數單元教學設計實踐研究[J].數理天地(初中版),2025(04):117-119.