[摘要]文章結(jié)合幾則典例,設(shè)計(jì)一連串的問(wèn)題,通過(guò)不斷誘思啟發(fā),在反復(fù)的追問(wèn)中,完成概念教學(xué)、法則教學(xué)、規(guī)律發(fā)現(xiàn)及方法的掌握,使學(xué)生成為數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的真正主人,使核心素養(yǎng)真正有效落地
[關(guān)鍵詞]問(wèn)題誘思;數(shù)學(xué)抽象;初中數(shù)學(xué)
作者簡(jiǎn)介:楊書(shū)合(1970-),專(zhuān)科學(xué)歷,中學(xué)高級(jí)教師,主要從事初中數(shù)學(xué)教學(xué)與研究工作
事物的屬性比較多,去掉或減弱其中的表層屬性,得到其本質(zhì)屬性的過(guò)程即是數(shù)學(xué)抽象.數(shù)學(xué)抽象是數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的第一要素,是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)和思維能力發(fā)展的奠基石.數(shù)學(xué)需要抽象,經(jīng)歷追根求源、去偽存真的過(guò)程,能使學(xué)生從根本上學(xué)好數(shù)學(xué),進(jìn)而形成處理問(wèn)題的關(guān)鍵能力.教學(xué)中,教師可精心設(shè)計(jì)連串問(wèn)題,通過(guò)不斷誘思啟發(fā),掲示數(shù)學(xué)抽象的思想,在反復(fù)的追問(wèn)中完成概念教學(xué)、法則教學(xué)、規(guī)律發(fā)現(xiàn)等,使學(xué)生成為數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的真正主人,讓核心素養(yǎng)真正有效落地.
情境仿真,抽象數(shù)學(xué)法則
例1如圖1,一只螞蟻在數(shù)軸上爬行,它當(dāng)前的位置在數(shù)軸上的原點(diǎn)處,我們?cè)O(shè)定向東為正,向西為負(fù).
(1)螞蟻先向西爬行2個(gè)單位長(zhǎng)度
再向西爬行3個(gè)單位長(zhǎng)度后,它在什么地方?
(2)螞蟻先向西爬行4個(gè)單位長(zhǎng)度再向東爬行3個(gè)單位長(zhǎng)度后,它在什么地方?
(3)螞蟻先向東爬行3個(gè)單位長(zhǎng)度,再向西爬行2個(gè)單位長(zhǎng)度后,它在什么地方?
(4)螞蟻先向西爬行5個(gè)單位長(zhǎng)度第二次沒(méi)有爬行,第二次過(guò)后它在什么地方?
誘思1:依據(jù)自己的日常生活經(jīng)驗(yàn),在上述四種情況下,螞蟻?zhàn)罱K位置在數(shù)軸上的哪一點(diǎn)?
誘思2:根據(jù)題中的設(shè)定,向西爬行2個(gè)單位長(zhǎng)度應(yīng)記作什么?向東爬行3個(gè)單位長(zhǎng)度應(yīng)記作什么?
誘思3:根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況與運(yùn)動(dòng)結(jié)果你能用數(shù)學(xué)算式表示上述四種情況嗎?
(1)(-2)+(-3)=-5;(2)(-4)+(+3)=1;(3)(+3)+(-2)=+1;(4)(-5)+0=-5.誘思4:根據(jù)上面的算式,兩個(gè)有理數(shù)相加,結(jié)果如何確定呢?請(qǐng)用自己的語(yǔ)言表述你的發(fā)現(xiàn).
設(shè)計(jì)意圖教師通過(guò)問(wèn)題教學(xué)與連串的誘思,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)有理數(shù)加法的奧秘,讓學(xué)生通過(guò)自己的歸納與總結(jié),得到有理數(shù)加法法則
正反操作,抽象不變規(guī)律例2利用若干塊圖2所示的長(zhǎng)方形和正方形硬紙片可以拼出一些新的長(zhǎng)方形,并用不同的方法計(jì)算它的面積,從而得到相應(yīng)的等式.計(jì)算圖3的面積可以得到等式(a+2b)(a+b)=G2+3ob+
(1)計(jì)算圖4的面積,可以得到等式
(2)用圖2所示的長(zhǎng)方形和正方形硬紙片若干塊(每種至少用一次),拼成一個(gè)長(zhǎng)方形,使拼出的長(zhǎng)方形面積為2a2+7b+3b2,并把二次三項(xiàng)式2a2+7ab+3b2分解因式:2a2+7ab+3b2
(3)如圖5,大正方形的邊長(zhǎng)為m小正方形的邊長(zhǎng)為n,若用x,表示四個(gè)長(zhǎng)方形的長(zhǎng)和寬(x》y),觀察圖形,則下面的關(guān)系式中正確的有
誘思1:結(jié)合圖3,代數(shù)式a+2b,a+b,a2+3b+2b2分別表示什么?
誘思2:要表示圖3的面積,有哪兩種表示方法?(長(zhǎng)方形面積法與組合法)誘思3:觀察圖4,利用長(zhǎng)方形的面積=長(zhǎng)寬,如何表示圖4的面積?利用長(zhǎng)方形的面積=各部分面積的和,如何表示圖4的面積?
誘思4:要使拼出的長(zhǎng)方形的面積為2a2+7b+3b2,則需要邊長(zhǎng)為a的正方形多少個(gè)?邊長(zhǎng)為b的正方形多少個(gè)?相鄰邊的長(zhǎng)為a,b的長(zhǎng)方形多少個(gè)?為什么?
誘思5:你拼出的面積為2a2+7ab+3b2的長(zhǎng)方形的長(zhǎng)與寬分別是多少?試著用它們表示長(zhǎng)方形的面積(如圖6)誘思6:x+y,x-y與m,n分別是什么關(guān)系?(x+y=m,x-)=n
誘思7:結(jié)合圖5,大正方形的面積為多少?小正方形的面積為多少?四個(gè)長(zhǎng)方形的面積為多少?它們之間有什么關(guān)系?
誘思8:通過(guò)以上探究,你有什么發(fā)現(xiàn)?試著用自己的語(yǔ)言歸納.
任何一個(gè)代數(shù)恒等式都可以用圖形的面積來(lái)表示;可以根據(jù)因式分解的結(jié)果找到拼后長(zhǎng)方形的長(zhǎng)與寬,也可以利用圖形的拼接得到多項(xiàng)式因式分解的結(jié)果;如果因式分解結(jié)果是兩個(gè)多項(xiàng)式的積,那么這兩個(gè)多項(xiàng)式分別是一個(gè)長(zhǎng)方形的長(zhǎng)與寬
設(shè)計(jì)意圖先讓學(xué)生由圖形得到代數(shù)恒等式,然后讓學(xué)生由代數(shù)恒等式畫(huà)出圖形,最后應(yīng)用發(fā)現(xiàn)的規(guī)律解決問(wèn)題,使學(xué)生在實(shí)際操作中感受,在反復(fù)追問(wèn)中陷入深思,最終理解并掌握不變規(guī)律.
從特殊到一般,抽象一般結(jié)論
例3在同一平面內(nèi)放置兩塊三角板(△ACD和△ABE),將其繞公共頂點(diǎn)A旋轉(zhuǎn),連接BC,DE,探究Smc與S。me的比是否為定值.
(1)如圖7,當(dāng)兩塊三角板是完全相同的等腰直角三角板時(shí),SC:SAm是否為定值?如果是,求出此定值;如果不是,請(qǐng)說(shuō)明理由.
(2)如圖8,當(dāng)其中一塊是等腰直角三角板,另一塊是含有30角的直角三角板時(shí),S2ce:SaAa是否為定值?如果是,請(qǐng)求出此定值;如果不是,請(qǐng)說(shuō)明理由
(3)如圖9,在兩塊三角板中,當(dāng)∠BAE+∠CAD=180°,AB=a,AE=bAC=m,AD=n(a,b,m,n為常數(shù))時(shí)SABC:SAD是否為定值?如果是,用含a,b,m,n的式子表示此定值.
誘思1:欲求圖7中△ABC與△ADE兩個(gè)三角形的面積,需要作什么輔助線?(如圖10)
誘思2:在圖10中,∠CAG與∠EAD是什么關(guān)系?為什么?
誘思3:對(duì)于圖10,在Rt△ACG中如何用∠CAG的三角函數(shù)表示CG的長(zhǎng)(即△ABC的高)?在Rt△AHD中,如何利用∠EAD的三角函數(shù)表示HD的長(zhǎng)(即△ADE的高)?(CG=AC.sin∠CAGHD=AD·sin∠EAD)
誘思4:對(duì)于圖10,如何用含三角函數(shù)的代數(shù)式表示△ABC與△ADE的面
誘思5:在圖8中,不妨設(shè)∠ADC=30°,那么AD與AC之間存在怎樣的數(shù)量
關(guān)系?
誘思6:在圖8中,假如同圖10那樣作輔助線,∠CAG與∠EAD之間是否具有圖10的數(shù)量關(guān)系?是否可以用解答第
(1)問(wèn)的方法,用三角函數(shù)表示△ABC與△ADE的高?
誘思7:如何用含三角函數(shù)的代數(shù)式表示圖8中△ABC與△AED的面積?
它們的面積比是多少?(V3)
誘思8:在圖9中,是否可以用前面的解答方法來(lái)解答?此時(shí)△ABC與△AED的面積比是多少?
誘思9:此時(shí)你有什么可喜的發(fā)現(xiàn)嗎?說(shuō)出來(lái)與大家共享.(有一角互補(bǔ)的兩個(gè)三角形的面積比等于成互補(bǔ)兩角的夾邊乘積的比)
設(shè)計(jì)意圖其實(shí),在探究性數(shù)學(xué)問(wèn)
題中,往往有固定的解題思路,有相同或相似的結(jié)論,只要教師精心設(shè)計(jì)問(wèn)題,層層誘思,就能剝?nèi)ジ采w在上面的非本質(zhì)屬性,得到數(shù)學(xué)問(wèn)題的本質(zhì)屬性.
一點(diǎn)感悟
數(shù)學(xué)中的大部分問(wèn)題都有“寶”可挖,作為數(shù)學(xué)教師,不能只滿(mǎn)足于為了完成教學(xué)任務(wù)而解題,而要對(duì)課堂教學(xué)中講解的例題、習(xí)題進(jìn)行延伸挖掘,抽絲剝繭,通過(guò)歸納、總結(jié),得到問(wèn)題的本質(zhì)屬性.其實(shí)學(xué)習(xí)最重要的價(jià)值在于反思抽象,即通過(guò)一個(gè)問(wèn)題的解決得到個(gè)數(shù)學(xué)結(jié)論,發(fā)現(xiàn)一個(gè)規(guī)律,總結(jié)一種解法在實(shí)際教學(xué)中,可以增加一些條件,或減少一些條件,看能不能得到相同的結(jié)論,以驗(yàn)證我們的猜想,從而抽象出有用的結(jié)論.如何培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象能力與意識(shí)呢?一方面,教師要精心選題,選擇有代表性的典例,同時(shí),課前要精心設(shè)計(jì)這些問(wèn)題的誘思形式要做到步步深入,索本求源:另一方面,學(xué)生的活動(dòng)要形成主動(dòng)探究的態(tài)勢(shì),學(xué)生只有主動(dòng)探究,才能與教學(xué)的啟發(fā)誘導(dǎo)相互配合,達(dá)到最佳效果.學(xué)生發(fā)現(xiàn)的結(jié)論允許在教師的意料之外,要讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的本質(zhì)在自然過(guò)程中達(dá)成,或許,這才是學(xué)生的自主學(xué)習(xí).
參考文獻(xiàn)
[1]顧向忠.數(shù)學(xué)語(yǔ)言助推數(shù)學(xué)抽象與直觀想象——以數(shù)學(xué)概念教學(xué)為例[J].中學(xué)教研(數(shù)學(xué)),2019(12).
[2]靳瀟涵.初中數(shù)學(xué)中培育數(shù)學(xué)抽象核心素養(yǎng)的探索[J].理科愛(ài)好者(教育教學(xué)),2019(05)
[3]袁魁.淺談數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的基本特性——以數(shù)學(xué)抽象為例[J].數(shù)學(xué)教學(xué)通訊,2019(23)