●蔡衛(wèi)兵 (鄞州實(shí)驗(yàn)中學(xué) 浙江寧波 315100)
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順勢(shì)而導(dǎo)自然生成*——一次教研活動(dòng)的點(diǎn)滴心得
●蔡衛(wèi)兵(鄞州實(shí)驗(yàn)中學(xué)浙江寧波315100)
摘要:數(shù)學(xué)概念教學(xué)立足本源創(chuàng)設(shè)最近發(fā)展區(qū),借助有效提問揭示聯(lián)系,為學(xué)生構(gòu)建前后一致邏輯連貫的學(xué)習(xí)過程,實(shí)現(xiàn)概念自然的、水到渠成的形成過程,才能使課堂具有生命力,使學(xué)生收獲有益于一生的能力和經(jīng)驗(yàn).
關(guān)鍵詞:概念教學(xué);知識(shí)重組;關(guān)注過程;有效提問;自然生成
2015年10月12日,浙江省“鄭瑄名師網(wǎng)絡(luò)工作室”在寧波市江北區(qū)育才實(shí)驗(yàn)學(xué)校舉行了工作室開班儀式,并進(jìn)行了第1次教研活動(dòng).筆者有幸成為工作室的學(xué)科帶頭人,聆聽了3位浙江省特級(jí)教師自然流暢的數(shù)學(xué)課堂教學(xué),這3節(jié)課分別是鄭瑄老師執(zhí)教的“三角函數(shù)”(9年級(jí)),俞界岳老師執(zhí)教“多邊形”(8年級(jí))和徐丹陽老師執(zhí)教的“二元一次方程”(7年級(jí)),感覺每節(jié)課都?xì)忭嵣鷦?dòng),精彩流轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)概念自然的、水到渠成的形成過程.
鄭老師上課伊始出示直角三角形,并復(fù)習(xí)回顧了直角三角形的角之間的關(guān)系和邊之間的關(guān)系,提出了“角和邊之間有何關(guān)系”的問題.然后請(qǐng)學(xué)生拿出含有45°角的三角板,說說3條邊之間有何關(guān)系.鄭老師指出雖然大家三角板的大小不一,但只要是含有45°角,它的3條邊之比為繼續(xù)研究含有30°角的三角板的3條邊之間的關(guān)系和含有15°角的直角三角形的3條邊的關(guān)系,由此讓學(xué)生感知直角三角形3條邊之比與角度有關(guān),隨著角度的變化,3條邊之比也變化,巧妙地解決了變與不變的辯證關(guān)系.對(duì)照函數(shù)概念,可以得到3條邊之比是關(guān)于角的函數(shù).緊接著鄭老師由老子《道德經(jīng)》中的大道至簡(jiǎn)過渡,引導(dǎo)學(xué)生要學(xué)會(huì)把復(fù)雜變成簡(jiǎn)單,用智慧創(chuàng)造“簡(jiǎn)單”,提問:需要研究3條邊之比嗎(根據(jù)勾股定理,只需確定其中2邊的比值,必能求出與第3條邊的關(guān)系)?其中2條邊的比值有幾種情況?是否都有必要研究呢(a∶c,b∶c,a∶b;c∶a,c∶b,b∶a共6種,后3種與前3種分別是倒數(shù)關(guān)系,因此知其三必知另三)?邊的比值關(guān)于角的函數(shù)不能像前面所學(xué)的一次函數(shù)、二次函數(shù)、反比例函數(shù)的解析式的形式進(jìn)行表示,數(shù)學(xué)家們用符號(hào)表示,得到3個(gè)比值是角的函數(shù),統(tǒng)稱為三角函數(shù),分別叫做正弦函數(shù)、余弦函數(shù)、正切函數(shù).這樣水到渠成地得到銳角三角函數(shù)的概念:一是三角函數(shù)是比值;二是三角函數(shù)的值與角度有關(guān)……
俞老師上課伊始給出浙教版《數(shù)學(xué)》8年級(jí)上冊(cè)目錄,引導(dǎo)學(xué)生梳理三角形問題的研究順序、研究?jī)?nèi)容,接著瀏覽《數(shù)學(xué)》8年級(jí)下冊(cè)目錄,指出四邊形問題同樣是按照先一般后特殊的順序進(jìn)行研究,要研究四邊形的定義、性質(zhì)、應(yīng)用,這是幾何圖形研究的一般順序和主要內(nèi)容.幾何中常常將“圖形特征”與“數(shù)量關(guān)系”對(duì)應(yīng)起來研究,用類比得到新知的思想也是教材設(shè)計(jì)的一條暗線.由三角形的定義類比到四邊形的定義,由三角形的內(nèi)角和定理的操作、猜想、驗(yàn)證的研究方法類比到四邊形的內(nèi)角和研究的策略與路徑.類比教學(xué),源于相似性,更要關(guān)注差異性,突出隨著邊數(shù)增加而出現(xiàn)的空間四邊形與平面四邊形、凸四邊形與凹四邊形,俞老師都給予了充分細(xì)致地關(guān)注.類比教學(xué),關(guān)注結(jié)構(gòu)性,更要關(guān)注本質(zhì)性,突出內(nèi)角和的證明是將4個(gè)內(nèi)角集中起來,轉(zhuǎn)化為已學(xué)過的平角180°、周角360°、三角形內(nèi)角和180°、2條平行線截得的同旁內(nèi)角互補(bǔ)等等.俞老師除了引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)、掌握方法外,更讓學(xué)生感受轉(zhuǎn)化與化歸的數(shù)學(xué)思想:有連接對(duì)角線轉(zhuǎn)化為2個(gè)三角形的內(nèi)角和,有內(nèi)部任取一點(diǎn)轉(zhuǎn)化為4個(gè)三角形的內(nèi)角和減去1個(gè)周角,由邊上取一點(diǎn)轉(zhuǎn)化為3個(gè)三角形的內(nèi)角和減去1個(gè)平角,由外部取一點(diǎn)轉(zhuǎn)化為3個(gè)三角形的內(nèi)角和減去1個(gè)三角形的內(nèi)角和,由過1個(gè)頂點(diǎn)分別作另2條邊的平行線進(jìn)行等角代換轉(zhuǎn)化為1個(gè)周角,由分類討論延長(zhǎng)2條邊相交轉(zhuǎn)化為1個(gè)三角形的內(nèi)角和加2個(gè)平角減去1個(gè)三角形的內(nèi)角和,由分類討論過1個(gè)頂點(diǎn)作1條邊的平行線轉(zhuǎn)化為1個(gè)三角形的內(nèi)角和加2對(duì)同旁內(nèi)角和減去1個(gè)平角……
徐老師沒有通過教材中的現(xiàn)實(shí)問題情境來建構(gòu)二元一次方程的概念,因?yàn)楦拍顚W(xué)習(xí)之前呈現(xiàn)應(yīng)用情境,學(xué)生根本想不到設(shè)2個(gè)未知數(shù).于是徐老師對(duì)教材作了創(chuàng)造性的處理,創(chuàng)設(shè)學(xué)生熟悉的師生年齡問題,通過生動(dòng)有趣地進(jìn)行故事性的描述:徐老師從溫州來寧波,今早在育才實(shí)驗(yàn)學(xué)校的操場(chǎng)突然有人叫她徐老師,經(jīng)過辨認(rèn)后是多年前教過的學(xué)生已大學(xué)畢業(yè)后來寧波工作,學(xué)生說道:“徐老師比教我們時(shí)老了不少,請(qǐng)問徐老師幾歲了?”徐老師不告訴他而反問:“你幾歲了?”調(diào)皮的學(xué)生說:“我也不告訴你?當(dāng)時(shí)教我們時(shí)老師曾說過:老師比我大20歲?”老師笑著說:“我已知道你的年齡了!”學(xué)生也說:“我也知道老師的年齡了!”我知他知你不知,這是怎么回事呢?
接著,徐老師提問:雖然你們不知道徐老師和剛才那位學(xué)生的年齡,但知道的信息有嗎?徐老師和剛才那位學(xué)生的年齡是未知量,那可如何表示,能用方程來表示你所知道的信息嗎(從具體問題出發(fā),讓學(xué)生感受到2個(gè)未知量可以通過代數(shù)式形成等量關(guān)系建立方程)?所得的方程是一元一次方程嗎?一元一次方程是如何定義的?方程xy=20應(yīng)怎么稱呼?顧名思義,二元一次方程你會(huì)定義嗎?方程xy=20是二元一次方程嗎?看看書本上是怎么定義的?這與我們大家所說的有何不同?(未知數(shù)的次數(shù)是1次與含有未知數(shù)的項(xiàng)是1次是不一樣的)?經(jīng)過一番認(rèn)知沖突后,師生共同總結(jié)出二元一次方程的定義,有了可靠的思考工具(二元一次方程的定義)之后進(jìn)一步進(jìn)行一定程度的正例強(qiáng)化和反例識(shí)別,真正建構(gòu)二元一次方程的概念.然后回歸情境,你能說說徐老師為什么知道剛才那個(gè)學(xué)生的年齡?學(xué)生又怎么知道老師的年齡?你能寫出二元一次方程3x+4y=24的1個(gè)解嗎?你是怎么寫出來的?你能寫出使個(gè)解的二元一次方程嗎?
拉長(zhǎng)、細(xì)化上述過程,一方面讓學(xué)生感受2個(gè)量之間的“相互作用”,認(rèn)識(shí)到這個(gè)等量關(guān)系使得其中一個(gè)量確定就可以確定另一個(gè)量,領(lǐng)會(huì)二元一次方程的解的本質(zhì),真正理解二元一次方程的解是一組數(shù)對(duì);另一方面引導(dǎo)學(xué)生理解可以用含一個(gè)未知數(shù)的代數(shù)式表示另一個(gè)代數(shù)式的目的是為了更快捷地求出一個(gè)未知數(shù)所對(duì)應(yīng)的另一個(gè)未知數(shù)的取值,是突出二元一次方程的解的有效操作.這樣,學(xué)生自然能對(duì)二元一次方程及其解達(dá)到質(zhì)的理解與建構(gòu).
2.1知識(shí)重組,構(gòu)建概念自然的、水到渠成的整體意識(shí)
直角三角形是浙教版《數(shù)學(xué)》8年級(jí)上冊(cè)特殊三角形中的教學(xué)內(nèi)容,涉及角之間的關(guān)系和邊之間的關(guān)系;函數(shù)是浙教版《數(shù)學(xué)》8年級(jí)上冊(cè)認(rèn)識(shí)函數(shù)中的教學(xué)內(nèi)容,涉及函數(shù)的概念和表示方法等;銳角三角函數(shù)是浙教版《數(shù)學(xué)》9年級(jí)上冊(cè)解直角三角形中的教學(xué)內(nèi)容,既是直角三角形中邊角關(guān)系的繼續(xù),也是有別于一次函數(shù)、二次函數(shù)、反比例函數(shù)的“另類”函數(shù),但它們之間有著緊密的聯(lián)系.因?qū)W生的接受能力和便于教學(xué)等諸方面的因素,數(shù)學(xué)教材對(duì)有的數(shù)學(xué)知識(shí)的呈現(xiàn)是不連貫的,以“點(diǎn)狀”形式出現(xiàn),因而學(xué)生獲取的知識(shí)也呈“點(diǎn)狀”的形式,它不利于學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的理解和知識(shí)體系的建立.鄭老師發(fā)現(xiàn)和利用知識(shí)之間的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與相互關(guān)系,恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行知識(shí)重組,將“點(diǎn)狀”知識(shí)系列化,這有利于學(xué)生數(shù)學(xué)知識(shí)體系的建立和數(shù)學(xué)意識(shí)、數(shù)學(xué)能力的形成.同樣四邊形與三角形,二元一次方程與一元一次方程式都是不同年級(jí)不同章節(jié)獨(dú)立的教學(xué)內(nèi)容,但俞老師以“圖形”為紐帶,徐老師以“方程”為紐帶,不僅“在宏觀上理清思路”,而且“在微觀上推敲細(xì)節(jié)”,合理地利用教材并對(duì)其進(jìn)行適度地“二次開發(fā)”,讓學(xué)生更好地建立“圖形”、“方程”的整體觀念.
2.2創(chuàng)設(shè)最近發(fā)展區(qū),促使概念自然的、水到渠成的形成過程
《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》提出:概念教學(xué)要返璞歸真,努力揭示概念的發(fā)生發(fā)展過程及其本質(zhì).因此,學(xué)生親身經(jīng)歷概念的自然形成過程是概念教學(xué)的必由之路.3位特級(jí)教師的教學(xué)都體現(xiàn)了“理解數(shù)學(xué)”的基礎(chǔ)上遵循知識(shí)的發(fā)生發(fā)展過程,為學(xué)生構(gòu)建前后一致邏輯連貫的學(xué)習(xí)過程.徐老師參照抽象數(shù)學(xué)知識(shí)在具體現(xiàn)實(shí)生活中自然“孕育”的過程,通過年齡問題的故事性描述讓學(xué)生感覺到引入二元一次方程的必要性和合理性,在具體與抽象的往返穿梭中,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到2個(gè)未知量的相互作用,自然化解“二元一次方程的解是一組數(shù)對(duì),且有無數(shù)對(duì)”的認(rèn)知困難,二元一次方程及其解的概念是水到渠成、渾然天成的產(chǎn)物,不僅合情合理,甚至很有人情味.同樣銳角三角函數(shù)的形成教學(xué)和四邊形內(nèi)角和定理的發(fā)現(xiàn)過程,都是引導(dǎo)學(xué)生分析、歸納、抽象、概括等一系列思維活動(dòng),由初步感悟到初步內(nèi)化,從而獲得概念.那種不經(jīng)過任何鋪墊就直接給出概念,不經(jīng)歷概念的形成過程,搞“一個(gè)定義、三項(xiàng)注意”的概念教學(xué)是不行的.概念教學(xué)的自然和水到渠成包括2個(gè)方面:一是知識(shí)的邏輯順序自然;二是學(xué)生心理邏輯主要是思維過程的自然.
2.3有效互動(dòng),實(shí)現(xiàn)概念自然的、水到渠成的形成過程
數(shù)學(xué)課堂成為情感的課堂,可喚醒學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望;成為互動(dòng)的課堂,學(xué)生主動(dòng)參與,自主學(xué)習(xí),師生共同探討.3位特級(jí)教師的有效提問和真誠交流,讓學(xué)生多了一分靈動(dòng),讓學(xué)習(xí)更為主動(dòng);多了一分活潑,讓教學(xué)充滿活力;更多了一分趣味和尊重,營造了一種身心解放、思維開放、個(gè)性奔放的教學(xué)場(chǎng)景,建構(gòu)起一種互動(dòng)、體驗(yàn)、快樂的多元課堂,讓人領(lǐng)略“有心栽花花不開,無心插柳柳成蔭”的意境,這些全憑教師的智慧運(yùn)籌帷幄.如俞老師借助有效提問的推波助瀾,四邊形的內(nèi)角和的證明你怎么想的?你是如何想到的?轉(zhuǎn)化與化歸成什么問題?還有哪些角是與180°,360°有聯(lián)系的?不妨試一試?在四邊形ABCD中,已知∠A+∠C= 180°,你能得到什么結(jié)論?要得到∠B=60°,還需添加什么條件?若∠A=∠C=90°,分別作∠ABC和∠ADC的角平分線BE,DF,則BE和DF有怎樣的位置關(guān)系?如何證明呢?你能用一句話給這個(gè)問題歸納一下嗎?要得到角平分線BE與DF互相平行,則至少要具備什么條件?等等.定義、性質(zhì)、應(yīng)用、問題串將整節(jié)課完美地串聯(lián)起來,學(xué)生完全參與了整個(gè)探究過程,預(yù)設(shè)與生成相映生輝.
總之,教師應(yīng)該熟悉課標(biāo),洞察教材,合理創(chuàng)設(shè)情境,讓學(xué)生在建構(gòu)中感悟,在辨析中發(fā)現(xiàn),在匹配的練習(xí)中內(nèi)化.只有這樣,學(xué)生才能在自然的、水到渠成的概念形成過程中收獲有益于一生的能力和經(jīng)驗(yàn).
作者簡(jiǎn)介:蔡衛(wèi)兵(1976-),男,浙江象山人,中學(xué)高級(jí)教師,研究方向:數(shù)學(xué)教育.
修訂日期:*收文日期:2015-10-18;2015-11-26.
中圖分類號(hào):O12
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1003-6407(2016)04-34-03