整體建構(gòu) 簡教優(yōu)學(xué)

顧慧

［摘 要］數(shù)學(xué)課程具有整體性，在具體化的教學(xué)實(shí)施過程中凸顯整體性、關(guān)聯(lián)性、結(jié)構(gòu)性是數(shù)學(xué)課堂改革的重要方向?！罢J(rèn)識(shí)射線、直線和角”這一課包含了直線、射線、角及相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)，文章以此課為例，闡述如何基于單節(jié)課又跳出單節(jié)課，實(shí)現(xiàn)教學(xué)的整體建構(gòu)，并以此來幫助學(xué)生完善認(rèn)知結(jié)構(gòu)、提升學(xué)習(xí)能力、發(fā)展核心素養(yǎng)。

［關(guān)鍵詞］整體建構(gòu)；核心素養(yǎng)；數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)

［中圖分類號(hào)］ G623.5［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A［文章編號(hào)］ 1007-9068（2023）08-0018-03

【教學(xué)分析】

數(shù)學(xué)課程具有很強(qiáng)的整體性，但為了教學(xué)的實(shí)施，一般會(huì)將其分解為一個(gè)又一個(gè)具體的內(nèi)容，這樣的分解雖然有利于教學(xué)，但也容易割裂知識(shí)關(guān)聯(lián)，遮蔽知識(shí)系統(tǒng)。因此，每一節(jié)課的教學(xué)首先要整體建構(gòu)知識(shí)，幫助學(xué)生建立整體性認(rèn)知。

“認(rèn)識(shí)射線、直線和角”是蘇教版教材四年級(jí)的內(nèi)容，單就這課題名稱就很值得玩味。通常，“射線”“直線”與“線段”是一組有關(guān)聯(lián)的概念（簡稱“三線”），“角”跟“射線”有聯(lián)系（從一點(diǎn)引出兩條射線組成角）。顯然，在“認(rèn)識(shí)射線、直線和角”這一課中，“射線”“直線”“角”并不是具有并列關(guān)系的一組概念，要理順?biāo)鼈冎g的關(guān)系，有必要回顧之前編排的內(nèi)容以及本節(jié)課編排的內(nèi)容。

此前，學(xué)生在二年級(jí)時(shí)已經(jīng)學(xué)習(xí)了“線段”，初步認(rèn)識(shí)了角（一個(gè)頂點(diǎn)、兩條邊）。本課教學(xué)任務(wù)之一就是在認(rèn)識(shí)線段的基礎(chǔ)上繼續(xù)認(rèn)識(shí)直線和射線，教學(xué)任務(wù)之二就是在認(rèn)識(shí)了射線后，再從射線的角度來定義角。除此之外，本節(jié)課還要教學(xué)“兩點(diǎn)之間的連線中，線段最短”，后續(xù)還要教學(xué)兩條直線之間的位置關(guān)系“平行（線）”和“垂直（垂線）”等。

把這些內(nèi)容整合起來，就能建構(gòu)出這樣的邏輯體系：經(jīng)過今天的“二次學(xué)習(xí)”，建立起“三線”（線段、射線、直線）的完整認(rèn)識(shí)；再以線段、射線、直線為基礎(chǔ)，打開更加廣闊的數(shù)學(xué)世界，即線段“打開”的是“兩點(diǎn)之間的距離”，射線“打開”的是角的意義再構(gòu)，直線“打開”的是“兩條直線的位置關(guān)系”（不屬于本節(jié)課內(nèi)容）。

基于上述邏輯關(guān)聯(lián)，本課教學(xué)的基本思路：從“有限”擴(kuò)展到“無限”，建立“三線”的整體認(rèn)知，繼而通過“三線”打開與它們相關(guān)聯(lián)的世界，以凸顯整體建構(gòu)、簡教優(yōu)學(xué)的結(jié)構(gòu)化教學(xué)理念。

【教學(xué)過程】

一、回顧線段

師（雙手捏緊毛線兩端并繃直）：這是一根毛線，咱們來玩?zhèn)€“我做你畫”的游戲。

學(xué)生作品： [ ]

師：仔細(xì)觀察這兩幅作品，有什么相同點(diǎn)和不同點(diǎn)？

生1：都是直直的線，不同的是第一幅作品的兩端多了兩條小豎線。

師：第一幅作品其實(shí)就是一條線段。還記得線段的特征嗎？

生2：線段直直的，長度有限，有2個(gè)端點(diǎn)。

師：線上有那么多點(diǎn)，為何偏偏將這兩個(gè)點(diǎn)畫成小豎線？

生3：因?yàn)檫@兩個(gè)點(diǎn)很特別，它們在線的兩端，這樣畫才能看起來更明顯。

師：是啊，把拉直的毛線畫成線段，就從生活走到了數(shù)學(xué)的世界。

師（用激光筆照射墻壁）：這是一支激光筆?？疵靼椎耐瑢W(xué)請畫一畫。

生4作品：

生4：激光筆發(fā)出的光束是一瞬間發(fā)射出去的，我畫的虛線是表示那個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。（指著最后一個(gè)點(diǎn)）這個(gè)點(diǎn)是表示它最終停留的位置。

師：“最終停留的位置”，試著換個(gè)詞，也就是什么點(diǎn)？

生5：終點(diǎn)。

師：妙！點(diǎn)動(dòng)成線，化不可見為可見！

生6作品：[ ]

師：請解釋一下。

生6：激光路線是直的，激光筆的頭和墻上的點(diǎn)，就是兩個(gè)端點(diǎn)。

【說明】知識(shí)建構(gòu)的關(guān)鍵是在原有的“知識(shí)樹”上生長出新的“枝葉”。本環(huán)節(jié)通過闡釋線段特征及端點(diǎn)的重要性來強(qiáng)化學(xué)生對“有限長”的理解，為學(xué)生后面認(rèn)識(shí)“無限長”做好鋪墊?！皶?huì)用數(shù)學(xué)的眼光觀察現(xiàn)實(shí)世界，會(huì)用數(shù)學(xué)的思維思考現(xiàn)實(shí)世界，會(huì)用數(shù)學(xué)的語言描述現(xiàn)實(shí)世界”是對數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的概括性表達(dá)，游戲“我做你畫”的目的就是希望學(xué)生用數(shù)學(xué)的眼光看教師手中的毛線，無關(guān)顏色、無關(guān)粗細(xì)；用數(shù)學(xué)的思維來思考，得出這根繃直的毛線最本質(zhì)的特征；用數(shù)學(xué)的語言來表達(dá)生活中的線，因?yàn)楹唵蔚木€段圖示即可展現(xiàn)毛線的直與有限長。

二、認(rèn)識(shí)射線

師：下面進(jìn)行第三次“我做你畫”游戲。（激光筆的光射向窗外，對著無建筑物阻擋的地方）看明白的同學(xué)請畫一畫。

師：有人沒動(dòng)筆，是遇到什么困難了嗎？

生1：我覺得它應(yīng)該射到一個(gè)很遠(yuǎn)的地方，但我不知道在哪。

生2：我覺得后面如果沒有東西擋著，光就會(huì)一直射，可以無限延長。

師：不知道盡頭在哪里，有一種無限的感覺。無限與哪個(gè)詞是相對的？

生3：與“有限”是相對的。

師：那“無限長”怎么畫呢？

生4作品：[ ]

生4：剛才是射到墻壁上，有終點(diǎn)，現(xiàn)在射到很遠(yuǎn)很遠(yuǎn)的地方，我后面就用了小點(diǎn)點(diǎn)表示它會(huì)一直射。

生5作品：

生5：左邊這個(gè)點(diǎn)表示光從筆尖開始發(fā)射，也就是起點(diǎn)，如果右邊也畫端點(diǎn)的話，就是有限長，但是激光筆射出去的光沒有終點(diǎn)，所以我沒有畫。

師：真正的無限長，我們畫得出來嗎？

生6：畫不出來，紙就這么點(diǎn)大。

師：真正的無限長是畫不出來的，但數(shù)學(xué)家能用這種巧妙方式把無限長表達(dá)出來。這是一種偉大發(fā)明，這是一種數(shù)學(xué)創(chuàng)造！既然不畫某一端的端點(diǎn)就可以表示往該方向無限延長，那這幅作品是不是也可以呢？

生（齊）：可以。

師：這樣的線叫作射線。將線段的一端無限延長，便得到了一條射線，這就叫“一生二”。與線段相比，射線直直的，只有一個(gè)端點(diǎn)，無限長。

【說明】這一環(huán)節(jié)對學(xué)生來說很有挑戰(zhàn)性，不僅因?yàn)榧す饪床灰?、摸不著，還因?yàn)椴恢绾伪磉_(dá)無限長。但是，受前面用線段表達(dá)有限長的方法的啟發(fā)，學(xué)生還是能夠迸發(fā)靈感的火花。這一過程不僅體現(xiàn)了知識(shí)間的關(guān)聯(lián)性和遞進(jìn)感，更上升到數(shù)學(xué)發(fā)明、數(shù)學(xué)文化的高度，突出了由此及彼、“由一生二”的人類智慧。

三、認(rèn)識(shí)直線

師：過去我們只認(rèn)識(shí)一種線——線段，通過將線段的一端無限延長，我們又創(chuàng)造出了第二種線——射線。這樣一個(gè)發(fā)明創(chuàng)造的過程，有沒有讓你們產(chǎn)生什么聯(lián)想？在小組內(nèi)交流你們的想法。

生1：射線→直線。

師：怎么變？

生1：我把射線這端的端點(diǎn)也去掉，這樣這一邊也能無限延長了。

師：此時(shí)，還有起點(diǎn)和終點(diǎn)嗎？

生2：沒有了。

師：射線可變，線段呢？誰來試試。

生3：可以把線段的這兩端都無限延長。

師：將射線的一端無限延長，或是將線段的兩端都無限延長，都能得到一條直線。剛才那叫“一生二”的話，這叫什么？

生4：二生三。

師：仔細(xì)觀察，直線有什么特征？

生5：直線是直直的，但它沒有端點(diǎn)，兩邊都可以無限延長。

師：三線相比，有什么共同之處？又有什么不同之處？（學(xué)生回答略）

【說明】翻看《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》，不難發(fā)現(xiàn)，同樣是線段、射線、直線，小學(xué)與初中學(xué)習(xí)的側(cè)重點(diǎn)卻不一樣。小學(xué)重感悟，初中重應(yīng)用；小學(xué)重表達(dá)，初中重拓展；小學(xué)重形象，初中重抽象……但它們又是前后緊密關(guān)聯(lián)的，沒有小學(xué)階段對形象的感悟，初中的應(yīng)用與拓展就會(huì)無力；沒有小學(xué)階段抽象能力與符號(hào)意識(shí)的培養(yǎng)，發(fā)展空間觀念、提升思維水平，初中就不能以點(diǎn)帶面、舉一反三。因此，本環(huán)節(jié)的教學(xué)要盡可能以直觀來通達(dá)抽象。

四、建構(gòu)整體

師（出示圖1）：仔細(xì)觀察，你能分辨出哪些是線段、射線和直線嗎？

生1：①號(hào)是線段，③號(hào)是射線，⑤號(hào)是直線。

師：為什么②、④號(hào)不是三線中的任何一種？

生2：因?yàn)樗鼈兪菑澋?，線段、射線和直線都是直直的。

師（畫一條直線）：這是一條直線。（在直線上標(biāo)注點(diǎn)A，如圖2）你發(fā)現(xiàn)了什么？

生3：我發(fā)現(xiàn)了兩條射線，點(diǎn)A往左是一條，往右也是一條。

師（標(biāo)注點(diǎn)B，如圖3）：有新發(fā)現(xiàn)嗎？

生4：我看到了一條線段，點(diǎn)A、點(diǎn)B是兩個(gè)端點(diǎn)。射線也變多了，點(diǎn)B往左、往右各有一條。

師：將線段的一端無限延長，得到一條射線，反過來，在射線上再添一個(gè)點(diǎn)，能截取出一段線段。

生5：線段是直線或者射線的一部分。

【說明】《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》指出，為實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)導(dǎo)向的教學(xué)目標(biāo)，不僅要整體把握教學(xué)內(nèi)容之間的關(guān)聯(lián)，還要把握教學(xué)內(nèi)容主線與相應(yīng)核心素養(yǎng)發(fā)展之間的關(guān)聯(lián)。在本課中，線段、射線和直線的關(guān)系是重中之重，在游戲的互動(dòng)中，學(xué)生對三線之間的結(jié)構(gòu)與關(guān)聯(lián)了解得更為透徹，學(xué)習(xí)就超越知識(shí)內(nèi)容深入到思維結(jié)構(gòu)的層面了。

五、擴(kuò)展價(jià)值

師（出示圖4）：用數(shù)學(xué)的眼光看，這里有我們認(rèn)識(shí)的線嗎？

生1：有，中間是一條線段。

師：這三條線，哪一條最短？

生2：中間那條最短。

師：為什么？

生2：如果拉直了上下兩條線，它們肯定比中間的那條要長。

師：有道理，化曲為直是很重要的數(shù)學(xué)思想。也就是說，兩點(diǎn)之間線段最短。在數(shù)學(xué)上，我們把兩點(diǎn)間這條線段的長度叫作這兩點(diǎn)之間的距離。

師（動(dòng)態(tài)演示從一點(diǎn)引出兩條射線）：你有什么發(fā)現(xiàn)？

生3：從一點(diǎn)引出兩條射線就得到一個(gè)角。

師（動(dòng)態(tài)演示從一點(diǎn)引出一條射線，再旋轉(zhuǎn)）：此刻，你又發(fā)現(xiàn)了什么？

生4：一條射線經(jīng)過旋轉(zhuǎn)，與旋轉(zhuǎn)前的射線組成了一個(gè)角。

出示：一條射線圍繞端點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，與旋轉(zhuǎn)前的射線組成一個(gè)角。

師：過去我們認(rèn)識(shí)的角只是它靜態(tài)的模樣。今天我們認(rèn)識(shí)射線之后，又從動(dòng)態(tài)的視角重新認(rèn)識(shí)角。數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)總是從簡單走向豐富，我們通過線段，解決了兩點(diǎn)之間的距離問題；通過射線，重新認(rèn)識(shí)了角。直線又會(huì)為我們打開什么樣的世界？以后大家將繼續(xù)學(xué)習(xí)。這就叫“三生無限”。

【說明】本環(huán)節(jié)聚焦“三線”的運(yùn)用，既包含解決生活問題時(shí)的實(shí)際應(yīng)用，也包含對后續(xù)學(xué)習(xí)幾何圖形的作用。線段、射線和直線作為幾何知識(shí)體系的基石，學(xué)生在運(yùn)用時(shí)能更加深刻地懂得研究“三線”的價(jià)值所在。概念的學(xué)習(xí)，最初都是由生活走向數(shù)學(xué)，將概念理解透徹之后，可借助數(shù)學(xué)眼光、數(shù)學(xué)思維來打開更為廣闊的世界。

此外，《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》指出，核心素養(yǎng)具有整體性、一致性和階段性，在不同階段具有不同表現(xiàn)。對核心素養(yǎng)的整體性認(rèn)識(shí)不能虛化，而應(yīng)結(jié)合教學(xué)重難點(diǎn)細(xì)化具體且豐富的內(nèi)容，并在教學(xué)中有目的地一步步對照落實(shí)。教師作為學(xué)習(xí)活動(dòng)的組織者、引導(dǎo)者與合作者，需要站在一定高度縱觀整個(gè)知識(shí)脈絡(luò)，厘清其中的關(guān)聯(lián)，對內(nèi)容整體建構(gòu)。只有真正思考起來，行動(dòng)起來，課堂才會(huì)有質(zhì)的改變。彼時(shí)，學(xué)生也將越學(xué)越懂?dāng)?shù)學(xué)，越學(xué)越愛數(shù)學(xué)。

（責(zé)編 金 鈴）