深度学习数学案例-张楠学习资料课件.ppt
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1、“深度学习深度学习”理念下的思考与尝试理念下的思考与尝试数学学科课例设计交流数学学科课例设计交流北京市师达中学北京市师达中学 张楠张楠什么是智力?什么是智力?传统的智力理论传统的智力理论传统的智力理论:传统的智力理论: 智力智力 = 学业智力学业智力 = 语言、数学能力语言、数学能力1.1.忽视了忽视了“元认知理元认知理论论”元成分和知识获元成分和知识获得成分的测量得成分的测量2.2.忽视了对发散思维忽视了对发散思维能力的测量能力的测量3.3.智力与经验关系的智力与经验关系的认识模糊不清认识模糊不清4.4.一定程度上丧失了一定程度上丧失了智力活动的实际情境智力活动的实际情境小学念七年,高考考三
2、次小学念七年,高考考三次从不是成绩好的学生从不是成绩好的学生阿里巴巴集团创始人阿里巴巴集团创始人马云马云诺贝尔生理学或医学奖得主诺贝尔生理学或医学奖得主约翰约翰格登格登中学生物成绩男生倒数第一中学生物成绩男生倒数第一其它理科成绩垫底其它理科成绩垫底传统的智力理论已经不符合新时代的需要传统的智力理论已经不符合新时代的需要霍华德霍华德加德纳加德纳的多元智能理论的多元智能理论“智力智力”新的涵义:新的涵义:个体个体解决问题解决问题或或生产生产及创造出社会需要的有效产及创造出社会需要的有效产品品的能力的能力。人的智力应该包含一人的智力应该包含一系列解决实际问题的能力,系列解决实际问题的能力,同时必须包
3、含那些为获得新同时必须包含那些为获得新知识奠定基础的发现或创造知识奠定基础的发现或创造问题的潜力,又必须包含能问题的潜力,又必须包含能对自己所属文化提供有价值对自己所属文化提供有价值的创造和服务的能力。的创造和服务的能力。2121世纪新的要求难以通过那种只聚焦基本技能世纪新的要求难以通过那种只聚焦基本技能和零散事实的被动学习来满足。我们需要这样一种和零散事实的被动学习来满足。我们需要这样一种新的学习方式,新的学习方式,能达到批判性思维、灵活地解决问能达到批判性思维、灵活地解决问题和在新的情境中实现技能迁移与知识运用题和在新的情境中实现技能迁移与知识运用。这种。这种迁移不是仅仅记住事实和遵循一组
4、固定的程序就能迁移不是仅仅记住事实和遵循一组固定的程序就能实现的,其本身是受到了理解程度的影响。实现的,其本身是受到了理解程度的影响。达林哈蒙德达林哈蒙德传统的教学观念传统的教学观念和和学习方式已经不符合学习方式已经不符合新时代的需要新时代的需要什么是什么是“深度学习深度学习”?挑战性的挑战性的学习任务学习任务挑战性挑战性的学习的学习主题主题学生获学生获得发展得发展的有意的有意义的学义的学习过程习过程掌握核心知识掌握核心知识把握学科本质把握学科本质形成内在学习形成内在学习动机动机积极的情感态度,积极的情感态度,正确的价值观正确的价值观优优秀秀的的学学习习者者“深度学习深度学习”就是师生共同经历
5、的一段智慧之旅,就是师生共同经历的一段智慧之旅,旅程的终点不是让学生获得一堆旅程的终点不是让学生获得一堆零散零散、呆板呆板、无用的知识无用的知识,而是让他们能够充分、灵活地而是让他们能够充分、灵活地运用这些知识运用这些知识,去,去理解世界理解世界,解决问题解决问题,学以致用学以致用。“深度学习深度学习”教学理念下的数学学习教学理念下的数学学习学生在学习新知的时候,教师能找到学科知识的学生在学习新知的时候,教师能找到学科知识的生长点,在学生原有认知的基础上,找到学生的发展区,生长点,在学生原有认知的基础上,找到学生的发展区,让学生能够在不知不觉中感受到,这些数学知识的产生让学生能够在不知不觉中感
6、受到,这些数学知识的产生和发展不是人为编造的强加于他们的,而是在他们和发展不是人为编造的强加于他们的,而是在他们“灵灵魂魂”深处本来就有的,作为教师的职责就是要准确把握深处本来就有的,作为教师的职责就是要准确把握学科及学科教育的本质,设计教学以学科及学科教育的本质,设计教学以“唤醒唤醒”学生学生“灵灵魂魂”深处已有的东西深处已有的东西知识、方法、经验。引导他们知识、方法、经验。引导他们自主构建新的认知体系,逐渐形成具有探索、发现、研自主构建新的认知体系,逐渐形成具有探索、发现、研究特质的新的自我。这些也正是究特质的新的自我。这些也正是“深度学习深度学习”教学改进教学改进项目的核心目标项目的核心
7、目标更好的关注学生的学更好的关注学生的学中心任务:中心任务:学生应该学习什么内容学生应该学习什么内容活动预期:学生在活动预期:学生在学习中应得到什么?学习中应得到什么?学习过程:学生应该学习过程:学生应该怎样参与学习?怎样参与学习?达成反馈:学生是否达成反馈:学生是否达成学习目标?达成学习目标?“深度学习深度学习”实施策略实施策略一、单元学习主题一、单元学习主题学什么学什么“单元学习主题单元学习主题”回答学生要学什么才能获得深度回答学生要学什么才能获得深度学习能力的问题,是指围绕学科核心内容组织起来的、学习能力的问题,是指围绕学科核心内容组织起来的、对现实生活有意义的、促进学生持续探究的单元学
8、习活对现实生活有意义的、促进学生持续探究的单元学习活动主题。动主题。 确定单元学习主题确定单元学习主题 给教学单元改名字给教学单元改名字第第1章章 有理数有理数 “数的成长数的成长”?确定单元学习主题确定单元学习主题 将教学内容分门别类将教学内容分门别类一次函数一次函数二次函数二次函数 “函数函数”?反比例函数反比例函数一元一次方程一元一次方程二元一次方程组二元一次方程组 “方程方程”?一元二次方程一元二次方程一、单元学习主题一、单元学习主题学什么学什么维度维度1:课标和教材内容课标和教材内容主题主题1主题主题2主题主题3 维度维度2:学生分析学生分析学习基础学习基础生活经验生活经验学习障碍点
9、学习障碍点发展空间发展空间维度维度3:学科基本学科基本思想方法思想方法小单元小单元中单元中单元大单元大单元案例案例“函数的概念函数的概念”单元学习主题的确定单元学习主题的确定数数实数实数虚数虚数有理数有理数无理数无理数字母字母表示数表示数式式整式整式分式分式常量与常量与变量变量式的式的大小大小相等相等不等不等函数函数方程方程不等式不等式坐坐标标系系大小大小形状形状位置位置函数函数表示表示性质性质概念概念基本初等函数基本初等函数解析式法解析式法图象法图象法列表法列表法一次函数一次函数(正比例)(正比例)二次函数二次函数反比例函数反比例函数定义域定义域值域值域单调性单调性奇偶性奇偶性周期性周期性特
10、殊点特殊点关系说关系说变量说变量说映射说映射说函函数数统统领领教教学学内内容容分分析析八年级下册第19章 一次函数19.1 变量与函数19.2 一次函数19.3 课题学习 选择方案九年级上册第22章 二次函数22.1 二次函数的图象和性质22.2 用函数观点看一元二次方程22.3 实际问题与二次函数九年级下册第26章 反比例函数26.1 反比例函数26.2 实际问题与反比例函数为之后的内容提供为之后的内容提供知识基础、研究方法知识基础、研究方法人教版教材人教版教材“函数函数”相关章节:相关章节:单元核心内容:单元核心内容:函数的概念、函数的三种表示方法函数的概念、函数的三种表示方法本单元是结合
11、实际问题,对事物的运动变化本单元是结合实际问题,对事物的运动变化进行数量化讨论,引出常量和变量的意义,再从描进行数量化讨论,引出常量和变量的意义,再从描述变量之间对应关系的角度刻画了一般函数的基本述变量之间对应关系的角度刻画了一般函数的基本特征,从而初步建立函数的概念,并介绍、归纳表特征,从而初步建立函数的概念,并介绍、归纳表示函数的三种方法(解析式法、列表法和图象法),示函数的三种方法(解析式法、列表法和图象法),为今后继续研究各类具体的函数进行必要的准备为今后继续研究各类具体的函数进行必要的准备学生认知分析学生认知分析小学小学阶段阶段函数的概念:函数的概念:函数反映了一个变化过程中两个变量
12、函数反映了一个变化过程中两个变量x,y之间的相依关系之间的相依关系学生认知分析学生认知分析小学小学阶段阶段函数的概念:函数的概念:函数反映了一个变化过程中两个变量函数反映了一个变化过程中两个变量x,y之间的相依关系之间的相依关系 初中初中阶段阶段函数的概念:函数的概念:函数指在一个变化过程中,有两个变量函数指在一个变化过程中,有两个变量x,y,如果,如果y随随x的变化而变化,那么称的变化而变化,那么称y是因变量,是因变量,x是自变是自变量,因变量就称为函数量,因变量就称为函数函数的表示方法:解析式法、图象法、列表法函数的表示方法:解析式法、图象法、列表法能结合函数的三种表示方法对函数关系和变化
13、情况进行能结合函数的三种表示方法对函数关系和变化情况进行初步探究初步探究学科基本思想方法分析学科基本思想方法分析单元核心素养单元核心素养:数学建模数学建模义务教育数学课程标准义务教育数学课程标准中的中的“数学建模数学建模”:通过:通过建立模型的方法来求得问题解决的数学活动过程建立模型的方法来求得问题解决的数学活动过程数学建模思想就是在提炼和抽取实际数学建模思想就是在提炼和抽取实际问题中的数学信息时,利用数学语言对其进问题中的数学信息时,利用数学语言对其进行描述,运用数学工具及数学方法解决问题行描述,运用数学工具及数学方法解决问题的一种思想方法。数学建模的过程,就是把的一种思想方法。数学建模的过
14、程,就是把实际问题数学化的过程。实际问题数学化的过程。实际情境实际情境提出问题提出问题数学模型数学模型数学结果数学结果检验检验可用结果可用结果合乎实际合乎实际不合乎实际不合乎实际修改修改常量与常量与变量变量函数函数模型模型函数函数性态研究性态研究单元核心思想方法:单元核心思想方法:运动变化思想、建模思想、运动变化思想、建模思想、函数思想、数形结合思想函数思想、数形结合思想单元学习主题:单元学习主题:函数的概念函数的概念函数是中学数学中的重要内容函数概念的引入函数是中学数学中的重要内容函数概念的引入是由常量数学进入变量数学的转折点,由此确立起运动是由常量数学进入变量数学的转折点,由此确立起运动变
15、化的观念,并为研究两个变量间的相互依赖的变化规变化的观念,并为研究两个变量间的相互依赖的变化规律建立起一套基本理论和基本方法律建立起一套基本理论和基本方法一次函数一次函数一章一章是学生中学函数学习的起始课,本单元的知识及其思想是学生中学函数学习的起始课,本单元的知识及其思想是高中学习函数概念,以及学习一次函数、反比例函数、是高中学习函数概念,以及学习一次函数、反比例函数、二次函数和其它函数的基础二次函数和其它函数的基础单元学习主题:单元学习主题:函数的概念函数的概念函数概念理解的可持续性函数概念理解的可持续性 函数描述了自然界中变化的量之间的依存关系,反函数描述了自然界中变化的量之间的依存关系
16、,反映了一个事物随着另一个事物变化的关系和规律映了一个事物随着另一个事物变化的关系和规律小学小学初中初中高中高中关系说关系说变量说变量说映射说映射说函数概念理解的可持续性函数概念理解的可持续性 中小学对于函数概念本质的理解定位在:中小学对于函数概念本质的理解定位在:函数是一种相依关系的反映,是相依关系的数函数是一种相依关系的反映,是相依关系的数学表示,进而上升到函数是一种关系,一种映学表示,进而上升到函数是一种关系,一种映射射在函数概念的扩张过程中,函数思想也不在函数概念的扩张过程中,函数思想也不断更新除了基本的从运动变化和联系的观点断更新除了基本的从运动变化和联系的观点看问题,建立函数关系解
17、决问题外,函数思想看问题,建立函数关系解决问题外,函数思想也是一种对应思想或一种映射思想也是一种对应思想或一种映射思想单元学习主题:单元学习主题:函数的概念函数的概念函数性态研究的可持续性函数性态研究的可持续性 对函数的研究就是对函数性态进行研究随着对函数对函数的研究就是对函数性态进行研究随着对函数的不断学习,学生对函数性态的研究角度更加多元的不断学习,学生对函数性态的研究角度更加多元研究研究途径途径研究研究对象对象单元学习主题:单元学习主题:函数的概念函数的概念函数研究方法可迁移性函数研究方法可迁移性发现和发现和提出问题提出问题建立模型建立模型求解模型求解模型检验结果检验结果和完善模型和完善
18、模型一次函数、反比例函数、二次函数一次函数、反比例函数、二次函数单元学习主题:单元学习主题:函数的概念函数的概念数学建模思想方法可迁移性数学建模思想方法可迁移性凡学问者,皆有术法道三大层次。凡学问者,皆有术法道三大层次。 术者,技术、技巧,学问之术者,技术、技巧,学问之基本层次。达于术者,达下乘也。基本层次。达于术者,达下乘也。 法者,于术精通而升华成理,法者,于术精通而升华成理,复以理指导术之提高,学问之提复以理指导术之提高,学问之提高层次。达于法者,达中乘也。高层次。达于法者,达中乘也。 道者,人生之道也,通过术道者,人生之道也,通过术法研讨而达人生。探索大道,以法研讨而达人生。探索大道,
19、以求人生妙谛,复以之贯彻于人生。求人生妙谛,复以之贯彻于人生。达于道者,达上乘也。达于道者,达上乘也。单元学习主题的确定单元学习主题的确定 “术术”“法法”并重并重以知识的生成为载体以知识的生成为载体以方法的掌握为目标以方法的掌握为目标以素养的形成为理念以素养的形成为理念案例案例“有理数有理数”单元学习主题的确定单元学习主题的确定本章教学内容本章教学内容(1919课时课时)1.1 1.1 正数和负数正数和负数 1.21.2有理数有理数 1.31.3有理数加减法有理数加减法 1.41.4有理数乘除法有理数乘除法 1.51.5有理数乘方有理数乘方 “有理数有理数”单元学习主题的确定:单元学习主题的
20、确定:有理数知识的学习对学生学习数学知识的影响是什么?有理数知识的学习对学生学习数学知识的影响是什么?在其中产生影响最大的知识是什么?怎么解决这个问题?在其中产生影响最大的知识是什么?怎么解决这个问题?学生升入初中的第一个月都在学习有理数这一章,我们学生升入初中的第一个月都在学习有理数这一章,我们到底要教学生什么?到底要教学生什么?学完这一章后对学生学习下一章内容有什么帮助?学完这一章后对学生学习下一章内容有什么帮助?学生的学习热情、兴趣能不能有所提升?学生的学习热情、兴趣能不能有所提升?(1)整体:)整体:“数与代数数与代数”的主要内容有:数的认识,数的表示,的主要内容有:数的认识,数的表示
21、,数的大小,数的运算,数量的估计;字母表示数,代数式及其运数的大小,数的运算,数量的估计;字母表示数,代数式及其运算;方程、方程组、不等式、函数等。算;方程、方程组、不等式、函数等。数数数的认识数的认识数的表示数的表示数的大小数的大小数的运算数的运算数量估计数量估计代数代数式的运算式的运算字母表示数字母表示数不等式不等式式的大小关系式的大小关系方程方程常量与变量常量与变量函函 数数12232122221222log 3sin3 第一学段(第一学段(1-3年级)年级) 经历从日常生活日常生活中抽象出数的过程,理解万以内数的意义,初步认识分数和小数;理解常见的量;体会四则运算的意义,掌握必要的运算
22、技能,能准确进行运算;在具体情境中,能选择适当的单位,进行简单的估算。 第二学段(第二学段(4-6年级)年级) 体验从具体情境具体情境中抽象出数的过程,认识万以上的数;理解分数、小数、百分数的意义,了解负数的意义了解负数的意义;掌握必要的运算技能技能;理解估算的意义; 第三学段(第三学段(7-9年级)年级) 体验从具体情境中抽象出数学符号数学符号的过程,理解有理数、实数、代数式、方程、不等式、函数;掌握必要的运算(包括估算)技能;探索具体问题中的数量关系和变化规律,掌握用代数式、方程、不等式、函数进行表述的方法。学生认知分析学生认知分析学生发展层级:中学生对于“数”的认识发展层级是怎样的?学段
23、学段认识发展认识发展知识要求知识要求学科能力学科能力方程,不等式,函数整式,分式,根式及其运算实数及其运算有理数及其运算非负有理数及运算复数,集合,向量,逻辑分析、解释、论证分析、解释、论证抽象概括和抽象概括和构建知识关系构建知识关系类比,预测,验证类比,预测,验证类比,预测,验证类比,预测,验证描述、归纳描述、归纳类比,预测,验证类比,预测,验证基于需求自主构造新模型基于数式通性认识式基于面积体积及运算认识实数基于运算认识有理数基于生活认识非负有理数基于关系认识式远远迁迁移移迁迁移移经验能力经验能力加法添 加负整数添加无理数自然数集自然数集整数集整数集实数集实数集有理数集有理数集添加分数减法
24、乘法除法乘方开方指数幂对数逆逆逆逆同加数同因数指数扩充加法加法字母表示数(乘法运算)字母表示数(乘法运算)除法运算除法运算开方运算开方运算实数实数单项式单项式分式分式 多项式多项式根式根式加法运算加法运算减法减法乘法乘法除法除法乘方乘方开方开方指数幂指数幂对数对数逆逆逆逆同加数同加数同因数同因数指数扩充指数扩充新对象新运算新对象新运算逐步形成研究运算的基本方法:对象,法则,算律。承袭,逐步形成研究运算的基本方法:对象,法则,算律。承袭,迁移。迁移。从整体到局部从整体到局部进行系统定位进行系统定位单元整体函数统领函数统领数式数式“一家一家”数的数的“成长成长”有理数及其运算有理数及其运算初步体会
25、运算的本质:映射。初步体会运算的本质:映射。初步体会运算的作用:产生新对象,新运算,解决新初步体会运算的作用:产生新对象,新运算,解决新问题问题数式运算,建立数式之间的系统联系,数式运算,建立数式之间的系统联系,突出通性。突出通性。单元学习主题的确定单元学习主题的确定 胸怀全局,处理局部胸怀全局,处理局部纵向:来龙去脉清晰,形成结构化的系统纵向:来龙去脉清晰,形成结构化的系统横向:知识间融通,方法的迁移类比横向:知识间融通,方法的迁移类比有理数的运算有理数的运算实数的运算实数的运算小单元小单元中单元中单元大单元大单元一、单元学习主题一、单元学习主题学什么学什么维度维度1:课标和教材内容课标和教
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