起始课应把“基本套路”作为核心目标
本课是“平面向量”的起始课,具有“统领全局”的作用.因此,本课的目标应体现出这一地位。具体有如下三个方面:
(1)形成平面向量的概念,特别是要让学生体会“向量集形与数于一身”的特征;
(2)让学生体会用联系的观点、类比的方法研究向量(主要是联系数及其运算、直线(段)的平行和共线等);
(3)通过类比“数及其运算”而获得研究的内容与方法的启发,再一次体会研究一类新的数学问题的基本套路(思路).
如果从更深层次考虑,上述目标更本质的是“数学育人”.数学课堂应始终把育人目标放在首位,当然要将它融入知识的教学中.本课似乎“没什么东西可讲”,也没什么难点,因此不愁完不成教学任务,但这只能指陈述性(或明确)知识目标的实现.向量概念的重要性不言而喻,而作为“起始”,本课的教学必须要有“交代问题背景、引入基本概念、构建研究蓝图”的大气.要让学生感受到数学概念产生、发展的基本过程,体会到研究数学问题的基本套路,进而提高提出问题、研究问题的能力,这才算充分挖掘了本课内容的育人资源,才算体现了向量概念的教学价值.
2.概念课的主旋律是让学生参与概念本质特征的概括活动
前已述及,许多老师认为本课概念多但不难理解.多次观摩本课的教学,看到的大多是沉闷的课堂,教师讲得乏味,学生学得无趣.事实上,许多概念课都有这种弊端.有的老师可以把解题讲得头头是道,但概念教学就没词、没招了.我们认为,概念再多也不能成为“讲起来枯燥乏味”的理由.
让学生参与概念本质特征的概括活动是使概念课生动活泼、优质高效的关键。这就要求我们一方面充分利用新旧知识蕴含的矛盾,激发认知冲突,把学生卷入其中;另一方面要让学生有参与的时间与机会,特别是有思维的实质性参与.
概念的形成过程充满矛盾冲突,这是激发学生学习兴趣与热情的内在条件.比如,考察司空见惯的“量”,有的“只有大小没有方向”,有的“既有大小又有方向”,在比较中就产生了区别的需要,这就是向量概念的生长点.与人出生后要起名字一样,我们要给新的数学对象命名,并且要与它的本质相吻合,要区别于其他概念,“方向”就成了区别的标准,没有“方向”的叫数量,有“方向”的叫向量,概念的产生自然而然.
概念抽象需要典型实例.谁来找例子?教师自作自画,自己举例、概括,自己给定义,就可能枯燥乏味.比如,告诉学生什么叫平行向量、相等向量、相反向量等,学生被动听,没有参与机会,不仅枯燥乏味,而且会使学生理解不透.如果让学生举例,要求尽量举不同的例,就会迫使他们开动脑子,就有可能举出不同的、有趣的例,就会百花齐放.这样,生动活泼的场面自然形成,而且在举例过程中,有独立思考、合作交流,甚至有争辩,这就形成了促进概念理解的机制.让学生举例可以促进学生思维的深度参与,因为好例子需要以理解概念的本质属性为基础.实际上,概念教学中的“参与”,其关键是参与从典型实例中概括概念本质特征的活动.
举例后,还要让学生讲理由,让其他同学来补充,相互启发、交流互动,生动活泼的局面自然就出现了.比如,探索“向量的表示”时,一个学生在黑板上画了带箭头的线段表示力,但没有用字母标注起点、终点.笔者没有替他标上,而是问:“大家有什么要补充的吗?”有几位同学不请自来,有的标上字母,有的标出大小……经过教师启发和全班努力,终于明确了向量的几何表示的正确方法.在这个过程中,全体同学热情参与,自我教育、互帮互学,想让课堂不生动活泼都难.也许有人认为,这是小题大做,浪费时间.但我们认为这样做不仅使课堂生动活泼,更重要的是体现概念的形成,这才是落实双基的教学,长期坚持可以让学生养成好的学习习惯.如果总是老师替学生完善表达,不仅生动活泼的局面难以形成,更糟糕的是剥夺了学生的思考机会.
事实上,由于数学概念的高度抽象性,对任何一个貌似简单的概念,学生往往都要费很大周折才能理解。许多教师对此不能保持高度警觉,常常认为自己容易的学生也然,没有意识到自己的“容易”是经历了千辛万苦、长期积累才得到的。这种心理导致了师生交流的许多障碍,是造成教师不是从学生的角度出发,针对学生的理解困难展开教学的主要原因。因此,教师要对这种心理保持高度警惕,努力从学生的认知水平出发,保证学生参与概念本质特征的概括活动,确保学生有自己想明白的机会和时间,这是非常要紧的.
3.概念教学要使学生自然地、水到渠成地实现“概念的形成”
“人教A版”的主编寄语中说:“数学概念、数学方法与数学思想的起源与发展都是自然的.如果有人感到某个概念不自然,是强加于人的,那么只要想一下它的背景,它的形成过程,它的应用,以及它与其他概念的联系,你就会发现它实际上是水到渠成、浑然天成的产物,不仅合情合理,甚至很有人情味.”我们认为,这应该成为概念教学的基本指导思想.概念课就应该使概念出得自然、水到渠成,否则就不叫做“教数学”、“学数学”.本课的教学,我们力求使学生了解向量概念的背景和形成过程,了解为什么要引入这个概念,怎样定义这个概念,怎样入手研究一个新的课题.
从课堂教学的要求看,概念教学的自然和水到渠成应包括两方面:一是知识的逻辑顺序自然;二是学生心理逻辑的自然,主要是思维过程的自然.“自然的概念教学过程”是上述两方面的融合.因此,向量概念的教学中,我们注意了从宏观上为学生勾勒研究框架和总体思路,使学生能“抬头看路”,知道往哪里走,这是起始课的重要任务;微观上,引导学生通过类比,有序地给出向量的定义(区别于“只有大小没有方向的量”)、讨论向量的表示(重点是几何表示)、定义特殊的向量、研究特殊的关系(特别是相等向量).在引导学生展开对向量及其相关概念的学习过程中,主要强调了“让学生参与到定义概念的活动中来”,不轻易打断学生的思维和活动,恰时恰点地“以问题引导学习”,在“追问(质疑)——反思”的过程中深化概念的理解,使“概念的理解”成为学生自己主动思维的结果.
4.“创造性地使用教材”的前提是深刻理解教材
本次课改提出“用教材教”“创造性地使用教材”的理念,这对教师理解和处理教材提出了更高要求.我们认为,深刻理解教材的编写意图是“创造性地使用教材”的前提.
“平行向量”、“共线向量”等概念,教材是这样呈现的:先介绍概念,然后以一个例子作为概念的应用与巩固;“相反向量”在向量的减法运算中给出.教科书按知识的逻辑顺序呈现,无疑是正确的.如果按教材顺序组织教学,一定能顺利完成任务,学生也会掌握得不错.但这是“教师告诉,提醒注意,练习巩固”的办法,学生的主动思维无法调动.因此我们根据教材的基本思路,先让学生研究问题4,目的是给学生参与概括概念本质特征的机会,实实在在地经历概念的形成过程.观察过程中,必然要利用向量的定义,要从“方向”和“大小”两个方面展开思考.于是,平行向量(共线向量)就很容易被概括出来;相等向量、相反向量等概念的产生也比较自然.教师适时介入,强化本质特征、规范概念表达,与学生一起完成概念的定义.
值得指出的是,这样处理教材,自然而然地要求学生联系相关概念.比如,由图形呈现的“平行直线段”自然产生了“平行向量”;再增加长度相等、方向相同或相反,就产生了相等向量或相反向量.属差决定了向量之间的区别,就有了引入新概念的必要性.这里,学生还经历了对向量的关系进行分类的思考:以是否平行为标准,一类是共线向量(平行向量),另一类是不共线向量(不平行向量),这是由向量的“方向”属性决定的.如何区分不平行的向量?又有了引入新概念的必要性,这就是向量的夹角(这是后话).
总之,这样处理教材后,我们构建了一个真正的问题情境,学生可以从中学习如何获得研究的对象、如何提出研究的问题、如何找到研究的方法.从课堂小结看,这一目标已经实现。学生不仅能说出具体知识,而且还能准确地说出“分成三个部分”——向量的表示、特殊向量、特殊关系(说成向量的性质).这些是课本中找不到的,需要具有一定概括能力.
5.明确零向量的意义与作用,不过分纠缠于细节
本课的教学中,大多数教师都不恰当地在“零向量与任意向量平行”上狠下功夫,原因是“这是考试中的一个陷阱”.我们认为这是对零向量的意义和作用理解不到位的表现.
首先,规定“零向量与任意向量平行”是完善概念系统的需要.“平行向量”是向量间的关系定义,自然应针对全体向量而言,不能排斥零向量.因此,需要对平行向量的概念加以补充定义.由于零向量的长度为零方向任意,因此,规定“零向量与任意向量平行”也在情理之中.
其次,就像数0的作用在于运算一样,零向量的作用在于运算及其表达的几何意义.例如,,,都是非零向量,如果+=0,则与是相反向量;如果++=0,则,,首尾相接围成三角形;等.这些结论在解决几何问题时作用很大.
因此,孤立地讨论零向量与任意向量平行没有多少意义,更不应作为考题津津乐道地考学生.本节课上,我们只明确了这一规定,没有耗费过多笔墨。否则,把注意力吸引到这里,就把简单问题复杂化了.
四、结束语:追求概念教学的本来面目
我们在“中学数学核心概念、思想方法结构体系及教学设计的理论与实践”课题研究中提出,一定要重视概念教学,核心概念的教学更要“不惜时、不惜力”.这是因为“数学概念高度凝结着数学家的思维,是数学地认识事物的思想精华,是数学家智慧的结晶,蕴含了最丰富的创新教育素材.数学是玩概念的,数学是用概念思维的,在概念学习中养成的思维方式、方法迁移能力也最强.所以数学概念教学的意义不仅在于使学生掌握‘书本知识’,更重要的是让他们从中体验数学家概括数学概念的心路历程,领悟数学家用数学的观点看待和认识世界的思想真谛,学会用概念思维,进而发展智力和培养能力.”[3]概念教学要返璞归真,在概念的发生发展过程中揭示它的本来面目.要让学生参与概念本质特征的概括过程,这是概念教学中培养学生的创新精神和实践能力的必由之路.