核心素养视域下初中数学 以“学”为主的概念教学路径探寻
——以“平方根(第1课时)”为例

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《义务教育数学课程标准》(2022年版)(以下简称新课标)明确将数学核心素养确立为课程设计的纲领性要求,强调概念教学应成为素养培育的奠基工程.核心素养导向下的概念教学重构,需要突破传统“双基”目标的局限,构建以概念本质理解为核心、思维发展为主线的教学新范式.这种转型既是落实学科育人价值的必然选择,更是回应“三会”素养目标(会用数学眼光观察世界、会用数学思维思考世界、会用数学语言表达世界)的时代诉求.我们以“平方根(第1课时)”为例设计教学,将学生的行为表现与培养核心素养相关联,通过以“教”为主的课堂向以“学”为主的课堂的转变,探索指向核心素养的以“学”为主的教学路径,探索促进学生自主学习的有效方法.
一、教学内容解析
(一)教材的地位与作用
“平方根(第1课时)”选自2024年版人民教育出版社数学教材七年级下册第八章.本节课是在学生掌握了小学阶段的平方运算和初中阶段的有理数、整式运算的基础上进行的.本节课的学习方法和探究思路,为后续学习二次根式、一元二次方程等知识奠定了基础,也指明了探究方向,让学生理解平方根的概念,在解决实际问题的过程中,进一步发展学生的数感、符号意识和运算能力.“平方根”是“实数”章节的重点内容之一,是实数运算的重要依据,也是进一步学习根式运算、勾股定理等知识的基础.本章的“运算体系的完备”和后续“数系的发展”关系如图1所示.学生掌握本节内容是学好本章及以后学习函数、几何等问题的关键.
图1
(二)对教材的分析和处理
教材首先通过正方形面积与边长的关系引入概念,然后通过“思考”实现从具体数字到抽象概念的过渡,类比得出平方根的定义.为了帮助学生加深对“数形结合”这一数学思想的理解,我们在教学中加入了“第一次数学危机”的历史故事.
教材通过几何直观引出平方根的概念,并把文字语言转化为符号语言,最后设计例题学习.但是,能否深入理解并灵活运用知识是学生的薄弱环节.我们通过“问题导引、自主探究、合作交流、适度引导”的教学方法来突破本节课的难点,让平方根概念中的数学抽象、数学运算、逻辑推理等核心素养得以落实.
考虑到后续学习中将涉及算术平方根的应用,在本节课中我们通过探究活动,帮助学生理解平方根与算术平方根的区别与联系.这样处理,是活用教材,而不是简单地教教材.
(三)教学目标解析
通过分析教材,研究新课标,我们结合学生的实际情况,制定了本节课的教学目标:
1.通过实例和历史故事的引入,使学生初步掌握平方根的概念,体会数形结合这一数学思想方法,经历从具体到抽象的思维过程,进一步发展数感和符号意识,在探究中获得一些数学发现的初步经验.
2.通过平方运算与开平方运算的比较,使学生进一步理解互逆运算的数学思想,体会平方运算与平方根运算之间的内在联系.通过探究活动来实现平方根概念在实际问题中的灵活运用,突出转化的思想,形成联系的观点,为后续学习实数运算打下坚实的基础,
(四)教学重点和教学难点
教学重点:理解并掌握平方根的概念及其表示方法.
教学难点:准确区分平方根与算术平方根的概念,理解无理数的存在性.
二、教学问题诊断分析
在教学实践中我们发现,学生在平方根概念学习的过程中存在典型困难.在概念理解方面,部分学生难以准确把握平方根的逆向运算特征;在符号认知方面,对根号表示法的双重含义认识模糊;在几何关联方面,面积与边长的逆向关系建模能力有待提升.这些问题反映出概念教学中过程性体验的不足,需要通过精心设计的教学活动予以解决.
三、学习行为分析
七年级学生的数学学习具有鲜明的年龄特征.他们在认知特点上,正处于从具体运算向形式运算过渡的关键期;在学习方式上,更适应“做中学”的体验式学习;在情感态度上,对富有挑战性的探究任务表现出积极倾向.这些特征提示我们,平方根教学应当注重创设真实的问题情境,为学生提供充分的操作体验机会,设计循序渐进的认知阶梯.
四、教学条件支持分析
现代教育技术为平方根教学提供了有力支持.正方形动态拼图可以直观展示平方根的几何意义,化解无理数存在的认知障碍;智慧教室的交互功能便于展示不同探究成果,促进思维碰撞.这些教学方式的有机整合,能够构建多维度、多层次的教学支持系统.
五、教学设计与分析
(一)创设情境,引入概念
问题1:大多数计算器上都有一个“ √ ”键位,这个符号的产生来源于数学发展史上的第一次数学危机,你知道这个符号的作用吗?
【教师活动】播放介绍第一次数学危机的视频.视频中西帕索斯到底发现了什么数,才导致被别人扔进大海?要了解这些数,我们先要从平方运算说起。(剩余3473字)