王恒昌
摘要:數學課程要培養(yǎng)的學生核心素養(yǎng)主要包括:會用數學的眼光觀察現實世界、會用數學的思維思考現實世界、會用數學的語言表達現實世界(簡稱“三會”).如何在初中數學教學中落實“三會”目標,已成為每一位數學教師面臨的實踐問題.本文以《三角形的中位線》教學為例,談一談具體的做法與思考.
關鍵詞:核心素養(yǎng);三會;數學課堂
《義務教育數學課程標準》(2022年版)指出:數學課程要培養(yǎng)的學生核心素養(yǎng)主要包括:會用數學的眼光觀察現實世界、會用數學的思維思考現實世界、會用數學的語言表達現實世界(簡稱“三會”). [1]本文以蘇科版八年級數學下冊第九章《9.5三角形的中位線》教學為例,就數學教學中如何落實“三會”目標談一談具體的做法與思考.
1教學背景
1.1教材分析
本節(jié)教材內容是在學生學習了全等三角形、平行四邊形的性質和判定定理等內容的基礎上安排的,是三角形、四邊形知識的深化和應用.三角形的中位線定理作為三角形的一個重要性質定理,在證明兩直線平行和論證線段倍分關系時經常用到,因而起著承上啟下的作用.
1.2學情分析
學生通過全等三角形、平行四邊形等內容的學習,已經具備了一定的探究能力和推理能力,多數學生對數學探究有著比較濃厚的興趣,能夠積極參與動手操作與觀察思考,并最終發(fā)現結論;但仍有一部分學生對數學探究有一定的人為情緒,探究欲望不高,因而需要創(chuàng)設恰當的問題情境,營造良好的學習氛圍.
1.3教學目標
(1) 掌握三角形的中位線的概念.
(2) 會證明三角形的中位線定理.
(3) 會用三角形的中位線定理解決有關的數學問題與實際問題.
(4) 經歷“探索—發(fā)現—猜想—論證”的過程,培養(yǎng)探索精神,發(fā)展推理論證能力,體會歸納、類比、轉化等數學思想方法,感悟合情推理與演繹推理在探究數學結論中的作用.
1.4設計思路
(1) 從生活實際入手,創(chuàng)設問題情境,使學生經歷現實情境數學化的過程,并通過探索三角形的中位線的概念以及中位線與第三邊的數量關系,進而使學生從數學的角度發(fā)現規(guī)律和提出猜想,潛移默化地形成“會用數學的眼光觀察現實世界”的核心素養(yǎng).
(2) 在三角形的中位線定理的推導過程中,設計學生探究活動,使他們經歷操作、猜想、驗證的過程,用數學的思維方法和學科知識綜合地、有邏輯地分析問題,積累數學活動經驗,提升思維能力,潛移默化地形成“會用數學的思維思考現實世界”的數學素養(yǎng).
(3) 在問題解決的過程中,積極引導學生用數學的語言將現實問題轉化為數學問題,發(fā)展學生的數學建模能力,同時要注重數學知識和方法上的遷移,提升解決問題的能力,潛移默化地形成“會用數學的語言表達現實世界”的核心素養(yǎng).
2教學片段
片段一:情境激趣,引入新課
教師首先出示一個實際生活問題:
如圖1,A,B兩點被池塘隔開,無法直接測量A,B兩點間的距離.
聰明的小華同學提出了如下方案:
如圖2,在線段AB外(適當遠)選一點C,連接AC,BC,并分別找出AC和BC的中點M,N,測得MN=30m,從而小華得到A,B兩點間的距離為60m.
你能說出其中的道理嗎?
設計意圖:該設計的數學眼光主要表現為:抽象能力、幾何直觀、空間觀念與創(chuàng)新意識. [1]旨在通過問題情境的創(chuàng)設,培養(yǎng)學生的直觀想象和數學抽象能力.一方面,利用學生對現實生活和現實世界的好奇心,從實際問題出發(fā),讓學生經歷現實情境數學化的過程,體會數學來源于生活,從而進一步增強他們“用數學”的意識;另一方面,雖然學生對線段MN的概念以及線段MN與AB的數量關系缺少認知,但通過他們對這種數量關系的初步感知,可以激發(fā)他們探索數學關系、性質與規(guī)律的強烈欲望,并在引導他們從數學的角度發(fā)現問題和提出問題的過程中,潛移默化地形成“會用數學的眼光觀察現實世界”的數學素養(yǎng).
片段二:動手作圖,感知概念
動手作圖:學生在課堂練習本上畫一個三角形,找出三邊中點,然后連接頂點與中點6個點中任意兩點,看一看哪些線段是以前學習過的?哪些線段是未學習過的?
設計意圖:學生通過作圖,很容易發(fā)現有3條線段是以前學習過的“三角形的中線”,有3條是沒有學習過的,順勢引出“三角形的中位線”的概念.這樣做,既使得學生掌握了三角形的中位線的概念,又讓學生體會到三角形的中位線與中線的區(qū)別,可謂“一舉兩得”.
片段三:實驗探究,得出定理
活動一:通過學生動手操作,發(fā)現結論,并提出猜想.
提出問題:可以看出,在小華的方案中,線段MN是△ABC的中位線,且線段MN與邊BC在數量上存在倍分關系,那么這個結論是否正確呢?線段MN與邊BC除了數量上的關系以外,是否還存在位置上的關系呢?
動手操作:請拿出預先準備好的三角形紙板,用剪刀把它剪成兩部分,然后拼成一個平行四邊形.
學生先自己嘗試,然后交流討論,操作完成后,思考一下方法的合理性,并在練習本上畫出圖形,最后在全班進行分享.
學生分享成果后,教師擇其最優(yōu)的方法進行板書(圖3):
至此,學生不難提出以下猜想:
三角形的中位線平行于第三邊,并且等于第三邊的一半.
活動二:通過推理論證,驗證所猜想的結論,得到三角形的中位線定理.
雖然中位線定理的證明對學生而言有一定的困難,但由于有了上述的探究和交流活動,分散了教學難點,學生思維從無序走向有序,證明三角形的中位線定理的思路基本就清晰了.但對學生而言,如何作輔助線仍然是一個難點,需要教師加以引導和點撥,“截長補短”的方法顯然會使學生茅塞頓開.
已知:如圖4,DE是△ABC的中位線.
求證:DE∥BC,DE= 1/2 BC.
證明:如圖4,延長DE至F,使EF=DE,連接CF.
∵AE=CE,∠AED=∠CEF,∴△ADE≌CEF.
∴AD=CF,∠ADE=∠F.∴BD∥CF.
∵AD=BC,∴BD=CF.
∴四邊形BCFD是平行四邊形.
∴DE∥BC,DF=BC.
∴DE∥BC,DE= 1/2 BC.
設計意圖:該設計的數學思維主要表現為:運算能力、推理意識或推理能力. [1]教學中讓學生經歷知識的生成過程,可以使他們通過獨立的數學思維,產生對數學知識的深層理解.活動一將學生置于數學實驗的情境中,使他們經歷操作、猜想過程,初步感知三角形的中位線的性質,體會合情推理在探究數學結論過程中的重要作用,積累數學活動經驗;活動二是讓學生通過推理,合乎邏輯地解釋或論證所發(fā)現的數學結論,培養(yǎng)他們實事求是的科學態(tài)度和理性精神,發(fā)展邏輯思維能力,并在活動過程中,潛移默化地形成“會用數學的思維思考現實世界”的數學素養(yǎng).
片段四:應用新知,深化拓展
首先帶領學生回到開頭時提出的問題,學生立刻就會明白小華的方案其實就是運用了三角形的中位線定理.接下來,再給學生出示一個實際問題:
小明家的后院(如圖5,四邊形ABCD)有四棵樹EFGH,它們剛好在院子各邊的中點上.若要在四邊形EFGH種上小草,請問這塊草地的形狀是什么圖形?為什么?
設計意圖: 該設計的數學語言主要表現為: 數據意識或數據觀念、模型意識或模型觀念、應用意識. [1]這個問題是根據一道中考試題改編而來的,把課本中的例題以生活問題情形呈現出來,這一方面更容易激發(fā)學生的學習興趣,增強探究欲望,有利于問題解決;另一方面這個問題把三角形的中位線定理的基本圖形(三角形)拓展為四邊形,學生在經歷現實情境數學化的過程后,解決問題時需要進行知識和方法上的遷移,這對發(fā)展學生數學建模能力和解決實際問題的能力有著積極的作用,學生可以在用數學方法解決問題的過程中,潛移默化地形成“會用數學的語言表達現實世界”的數學素養(yǎng).
3幾點思考
從本質上講,“三會” 應是學生具有數學素養(yǎng)的一種表現,是超越具體數學內容的數學教學目標,是學生學習的結果.同時,在數學學習過程中,落實“三會”又要以具體的數學內容為載體,因而,數學學習過程應當按照“三會”進行設計和實施.
(1) 厘清“四基” “四能” 和“三會”的關系. 從“四基” “四能”到“三會”, 給我們呈現出了的一條培養(yǎng)學生數學核心素養(yǎng)的主線. [2]就培養(yǎng)學生數學核心素養(yǎng)而言,“四基” “四能” 和“三會”都不是孤立存在的,它們之間彼此交融,通常會整合于具體的數學問題和任務情境之中, 而“四基”“四能”作為支撐性目標,是“三會”目標達成的基礎;同時,“四基”“四能” 和“三會”又存在層層遞進的關系. “三會”則是 “四基”“四能”的更高目標.
(2) 創(chuàng)設問題情境是實現“三會”目標的重要前提.學生能力形成的關鍵在于課堂上能否引發(fā)學生思考?因而教師要注重發(fā)揮情境設計對學生主動參與教學活動的促進作用,通過創(chuàng)設問題情境,提出合適、有深度的問題或讓學生提出問題,使學生對問題產生強烈的好奇心,激發(fā)學生的探究欲望,引發(fā)學生思考和質疑,促進學生主動學習. [3] 如在新知識的學習過程中,以“知識背景一知識形成一揭示聯(lián)系”的思路設計教學,揭示知識的形成與發(fā)展的脈絡,幫助學生有效地理解知識與方法.再如,在運用數學知識解決問題的過程中,以“問題情境—建立模型一求解驗證”的思路設計教學,引導學生在真實情境中發(fā)現問題和提出問題,讓學生經歷數學觀察、數學思考、數學表達、概括歸納、遷移運用等學習過程,不斷把學生的學習引向深入.
(3) 數學思考和問題解決是實現“三會”目標的關鍵.問題的探究性與數學的思維性總是相伴而行的,因此,實現“三會”目標應當以問題為導向,以探究活動為載體,通過“做數學”,使學生充分經歷問題的發(fā)現、提出、分析、解決的全過程,促進學生學會數學地思考,在問題解決的過程中,培養(yǎng)學生的思維品質,發(fā)展學生的數學思維.
(4) 實現“三會”目標是一個長期積淀、逐步發(fā)展的過程.“三會”目標是基于課程性質、課程內容等所提出的頂層設計,是數學教學的最終目標,因而 “三會”目標的達成顯然不會是一蹴而就的,不可能通過一節(jié)課、一個單元或一個章節(jié)、甚至一個學段的教學來實現,而是需要教師把“三會”目標具體落實到每一節(jié)課中,融入到每節(jié)課的教學內容中,促使學生數學核心素養(yǎng)水平在潛移默化中逐步得到提升和發(fā)展.[2]
參考文獻:
[1] 中華人民共和國教育部. 義務教育數學課程標準(2022年版)[M].北京:北京師范大學出版社,2022(4).
[2] 黃翔,童莉,李明振,沈林. 從“四基”“四能”到“三會”——一條培養(yǎng)學生數學核心素養(yǎng)的主線[J].數學教育學報,2019,28(5):3740.
[3]楊藝,化存才.高中數學問題情境創(chuàng)設與核心素養(yǎng)培養(yǎng)[J].試題與研究: 高考版,2020(5):5153.
[4] 王玉宏.在數學知識學習中培養(yǎng)創(chuàng)新思維——以三角形中位線的教學為例[J].數學通報,2017,56(2):2629.