随着课程改革的推进,立足学生核心素养发展,集中体现数学课程育人价值的课程目标深入人心,与之匹配的单元教学的重要性已经得到广大教师的认同,并积极探索着.在知网输入主题“单元教学”,有约4.3万篇文献.从年度趋势图可以看出,对单元教学的研究是从2018年开始升温的,当年就有747篇文章;2023年又一次猛增,当年就有8820篇文章,之后继续递增.2018年、2023年恰好是普通高中和义务教育课程标准颁布之后第一年,可见课程标准的颁布使得单元教学成为一个热点问题. 经过长期对教学实践的观察发现,即使做出最乐观的估计,真正能在教学实践中开展单元教学的教师占比也不超过10%,大多数教师所做的只是内容的堆积.如果将单元教学比作盖楼,很多教师的做法是将水泥、沙子、钢筋等材料堆积在一起了事.其实大家都知道,建材尽管很重要,但只有将它们按照建筑设计的要求整合在一起才能成为高楼大厦.换个角度说,就是高质量地盖楼依赖于高质量的建筑设计.同样的,好的单元教学首先要有高质量的单元整体结构设计. 从2018年开始我们对单元教学展开了持续探索,逐步形成了较为清晰的认识,本文对此进行梳理,期待大家的批评指正. 一、单元教学的含义 笔者对单元教学的探索可以划分为几个阶段.第一阶段是形式化的单元设计.具体表现是要做成具有一定容量的教学设计,比如一个单元至少包含两课时的内容,但所做设计往往是内容的拼盘、堆积.第二阶段的单元设计与第一阶段相比,依然是要将教学内容划分为几个单元,但能揭示出单元内部及单元之间的联系.第三阶段不再局限于依据教学内容容量的大小来判断单元,而是关注数学内容的内在联系,并将它们表达出来. 章建跃博士指出,“所谓一般观念,是对内容及其反映的数学思想和方法的进一步提炼和概括,是对数学对象的定义方式、几何性质指什么、代数性质指什么、函数性质指什么、概率性质指什么等问题的一般性回答,是研究数学对象的方法论,对学生学会用数学的方式对事物进行观察、思考、分析以及发现和提出数学问题等都具有指路明灯的作用.显然,能自觉地运用一般观念指导数学学习与探究活动,是学生学会学习的标志,是从‘知其然’到‘知其所以然’再到‘知何由以知其所以然’的过程,也是理性思维得到良好发展的表现.”[1] 一般观念给出数学学习的方法论,在一般观念指引下才能做出真正的单元设计,实施单元教学.基于实践形成的对单元教学的理解是:数学单元教学设计应该是符合数学内在逻辑,遵循学生认知规律,能促进学生自觉思考,并引发数学知识自然生长的设计.它依然要依据数学研究对象确定研究内容,依据数学学习心理学设计学习路径,依据数学内容蕴含的一般观念设计问题串.不同之处是研究内容、学习路径和问题串设计思路这三个方面要螺旋上升地发展,即在同一个主题的第一单元中要明确揭示它们,以帮助学生形成学习数学的方法论,在第二单元中要注重引导学生类比应用它们,在之后的单元要启发学生自觉选用它们.基于单元设计开展的教学即为单元教学.单元教学重要的是用一般观念将教学内容和研究方法有机串联,而不是合并重构[2]. 举一个简单的例子.“函数的基本性质”是一个研究对象,其研究内容包括单调性、奇偶性等的定义、表示和应用;研究的路径是观察函数的变化规律抽象出定义,给出符号表示,辨析概念,并应用;抽象性质的过程中要紧扣函数性质的一般观念,即课本中的旁白“变化中的不变性就是性质,变化中的规律性也是性质”[3],设计问题引导学生观察当函数图象变化时,自变量与函数值之间不变的规律是什么.在函数单调性的学习中教师要做好设计引导学生了解该方法,之后在函数最大(小)值的研究中类比应用,在函数奇偶性、周期性等性质的研究中自觉选用该方法.按照人教A版高中数学教材(下同)开展教学,研究内容和路径这两个方面自然就会实现.实践中最困难的,是依据数学的一般观念设计好的数学问题.事实上,在人教A版课本中有明确的一般观念表述,在教师用书中有进一步的剖析,教师只需要认真研读和自觉实践,并转化为教学行为. 二、单元教学的特征 要理解单元设计(教学),需要把握以下七个特征. (一)数学内容的结构性 依据研究对象的数学本质形成的结构是一个单元的根本.文献[4]中“对数学的整体性的理解”及“关于单元的划分”的论述,就是在分析结构性. 数学内容具有结构性,可以依据一般观念,将知识按照内在逻辑关系进行建构并用结构图表示.结构图的组成分为两部分:其一是载体部分,即数学中的显性知识;其二是思想部分,是一般观念指引下的方法论的显性化,这是结构图的灵魂,单元教学的根本. 以“椭圆”为例,为了理清楚一般观念,需先找到其归属,如图1所示.依据图1确定其所在主题,进而确定知识的上下位关系,在一般观念的指引下形成其结构(图2).

图2中椭圆等显性知识属于结构图的载体部分,三条线索属于结构图的思想部分.第一条线索是几何一般观念,该条线索始于、并成熟于立体几何,应用于解析几何;第二条线索是坐标法,该条线索最初蕴含在向量中;这两条线索在直线与圆中首次融合,形成第三条线索,即研究解析几何的一般方法. 结构图的作用是:在结构中审视一个具体的学习内容,理清来龙去脉,把握学习内容的联系性和整体性,便于利用类比、对比等方法进行思考,便于利用化归与转化等方法解决问题.依据图2可知,研究椭圆的方法前有奠基者,即直线与圆;后有可迁移处,是双曲线、抛物线的基础.