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理解教材:在整体中思考每节课*

2019-01-12江苏省泰州市海陵学校韩新正

中学数学杂志 2019年2期
关键词:垂线等腰三角轴对称

☉江苏省泰州市海陵学校 韩新正

《义务教育数学课程标准(2011年版)》指出,数学教材为学生的数学学习活动提供了学习主题、基本线索和知识结构,是实现数学课程目标、实施数学教学的重要资源.[1]章建跃博士说,“从一堂数学课”的角度看,我认为还是“三个理解”,即:理解教材、理解学生、理解教学.所以,正确理解教材是上好一节课的前提.关于理解教材,有人说就是在课标的指导下,认真阅读教材,并对教材进行适当改造,以方便学生接受,就是常说的“用教材教”.显然,在他们看来,“用教材教”就是要改造教材,他们把“教教材”和“用教材教”截然对立起来.其实,教材凝聚着编写者的心血和智慧,他们中许多人也是课程标准的编写者,他们对课标的理解要比普通的教师深刻得多.“教教材”本没有错,关键是要正确理解教材,那么如何准确理解教材呢?笔者认为“把每个章节、每节课放在整体中思考”的做法有助于大家准确地理解教材.下面结合《义务教育教科书·数学》相关内容予以说明,供参考.

一、站在数学本真的高度理解教材

案例1:《义务教育教科书·数学》苏科版七年级上册第1章“数学与我们同行”,共设计了两课时,分别是:“1.1生活 数学”介绍了身份证号码、奥运五环旗、北京奥运会徽等,“1.2活动 思考”安排了折纸剪纸、用火柴棒搭三角形、观察月历等三个活动.显然,本章没有具体的知识点,教师在教学时一般把教材的内容梳理一遍,补充适当的例子,对相关内容做适当的拓展就完成了第一章的教学.然后从第二章开始按照有理数、代数式、方程、函数等顺序安排教学内容.

教材分析:许多老师产生了这样的疑问,第一章安排的目的是什么?如何认识第一章的意义和价值呢?它既没有具体的知识点,又不属于相关章节.数学特级教师卜以楼先生站在全书的高度分析教材,可谓高屋建瓴,值得学习借鉴:不同的学科、不同的年级、不同的主题、不同的教师,可能有不同情怀诉求,但是,助力学生知识生长、生命成长,发挥学科特质、凸显学科内涵、增强学科引擎,让学科知识、方法、思想、素养在第一课中积聚发力,应是共同的价值追求.[2]为此,第一章的核心要义就“不是传授知识,而是传播文化.第一课就应当让学生感受究竟什么是数学,数学的灵魂是什么,数学的价值是什么,数学和其他学科有什么区别;不是盲人摸象,而是整体勾勒.第一课就应当让学生对数学的外貌、结构有一个大致的了解,要对研究数学的基本视角、基本方法有一个结构性的回顾与提升,即要对数学结构性的东西有个基本的把握;不是纪律约束,而是助力生长.第一课教师要选用具有震撼力的教学素材,给学生提供积极思考的载体,让学生体会数学的魅力,以对初中数学产生美好的情愫”.[2]基于这样的认识,我们对第一章的安排就有了全局性的认识.

教学设计:根据上面对第一章的的价值思考,卜以楼先生给出这样的课堂设计,以将教学理念转化为教学行为.本节课共设计三个活动板块.活动1——数学研究的对象.通过举例让学生知道数学是研究“数”和“形”的,并知道“数”和“形”存在于我们的生活中.活动2——学好数学的视角.让学生明白用数学的眼光观察世界——数学抽象,用数学的思维思考生活——数学说理,用数学的语言描述生活——数学符号.活动3——思维活动的方法.分别介绍数学的思维方法——观察、抽象、举例、类比、计算、归纳、说理等.通过这样的教学设计,可以让学生从整体上理解数学是什么,数学学什么,数学怎么学.也许我们不能期望在这一节课中就能解决学生所有的疑问,但是站在回答数学本真的高度来理解教材的安排,可谓匠心独运,值得借鉴.

二、从全章的系统性理解教材

案例2:《义务教育教科书·数学》苏科版八年级上册“2.5等腰三角形的轴对称性(第1课时)”.教材是这样安排的,通过把等腰三角形纸片沿顶角的平分线折叠,引导学生观察,得出等腰三角形的两底角相等和三线合一性质,接着引导学生用不同的方法证明该性质,再引导学生用直尺和圆规作等腰三角形ABC,使得底边BC=a,高AD=h,最后安排例题巩固.

教材分析:这是一节比较难上的课.在一次教学公开课中,一位教师做了这样的设计,既有通过折纸活动发现等腰三角形性质的过程,又训练学生对性质的证明(三种方法);既使用PPT教学,又规范板书;既有教师讲授,又安排学生合作交流;例题教学既尊重教材,又适当拓展.应该说教师考虑到了教学的所有要素,面面俱到,生怕教学活动不完整,所以整节课下来,课堂密度很大,几无学生思考时间,教师教得匆匆忙忙,学生学得慌慌张张.之所以出现这样的问题,是我们备课时没有真正理解教材,没有把本节课置于全章来思考,故而详略不当,抓不住重点.其实,本章是“轴对称图形”的最后一节,从整章设计来看,思路非常清晰.本章先后设计了轴对称和轴对称图形、轴对称的性质、设计轴对称图案、线段、角的轴对称性、等腰三角形的轴对称性.所以,本章的安排都是基于轴对称来设计的,等腰三角形性质的发现,应该是通过折纸基于实践操作,合情推理即可得出;性质的证明可以引导大家思考折痕的三个属性(顶角的平分线、底边上的高、底边上的中线),然后分类展示;围绕课本例题适当向前铺垫,既巩固所学,又交代出处,再向后拓展,既扩大应用,又锻炼思维,形成一个“知识组块”;证明的规范性可以安排在例题讲解中进行,既节约了时间,又对症施治,这样安排详略得当,张弛有度.

教学设计:我们可以预设这样的教学环节.

【片段1】

师:大家拿出课前做好的等腰三角形纸片(可以是教师做好发给大家),能否对折使图形重合?

生:可以.

师:折叠重合,说明等腰三角形是什么图形?

生:轴对称图形.

师:重合的部分相等吗?可以分成几类来描述?

生:有角相等,等腰三角形的两底角,还有顶角被对称轴分成相等的角;有线段相等,对称轴分底边成相等的线段.

师:怎样把发现用语言表达出来?如何用符号表示这些语言?

……

【片段2】

师:刚才折纸中发现,中间的折痕可以有三种表述方式,请大家试着表述.可以相互交流自己的表述.

生:中间的折痕既是顶角的平分线,也是底边上的中线,还是底边上的高.

师:请分别说说理由.分别按照三种表述来证明等腰三角形的性质,一会儿分别展示.

……

【片段3】

师:已知两条线段a、h,可以作一个等腰三角形吗?

生:可以.若a为底边,以线段a的两端为圆心,h长为半径画弧,两弧的交点就是等腰三角形的顶点.

师:有需要补充的吗?

生:必须满足2h>a,否则两弧无交点.

师:如果a为底边,h为底边上的高,可以画出这样的等腰三角形吗?

生:可以.等腰三角形底边上的中线、底边上的高合二为一,可以看成底边的垂直平分线.只要画出a的垂直平分线,然后在该线上截取高为h即可.

师:大家可以尝试画一下.

三、从一节课的整体性理解教材

案例3:《义务教育教科书·数学》人教版八年级上册“13.1.2线段的垂直平分线的性质”.教材是这样安排的,先探索垂直平分线的性质,再探索其逆定理,最后安排一个例题.

例已知:直线AB和AB外一点C(如图1).用直尺和圆规求作:AB的垂线,使它经过点C.

探究作法:

(1)任意取一点K,使点K和点C在AB的两旁;

(2)以点C为圆心,CK长为半径作弧,交AB于点D和E;

作弧,两弧相交于点F;

(4)作直线CF.

图1

直线CF就是所求作的垂线.

教材分析:这节课的内容比较简单,在进行例题教学时,很多教师一般都是安排学生自学,然后根据画图顺序作出图形,并解释画图的理由,最后变换图形位置作图,巩固所学.很显然,这样的安排学生只是作法的机械执行者,学生只有做完之后才会明白作法,学生自然会发问“你怎么想到的”.同时,本节课的新知和例题之间跨度太大,学生不知其所以然,这样的学习过程缺少深刻而主动的思维活动,而这正是数学课堂的追求,也是教师主导性的具体体现,所以课堂上解决作法的来源才是教学的重点.

由于本节课是线段的垂直平分线的性质,所以我们一定要把例题放在整节课来思考,从线段的垂直平分线来思考如何过直线外一点作已知直线的垂线.我们思考把要作的垂线转化为作某条线段的垂直平分线,关键就是寻找到一条线段,且这条线段的垂直平分线经过点C,于是自然想到在直线AB上寻找这样一条线段,使得该线段的垂直平分线经过点C.课堂上引导学生进行这样的思考正是基于对教材的充分理解.

教学设计:我们预设这样的教学环节.[3]

师:如图2,已知:直线AB和AB外一点C.求作:AB的垂线,使它经过点C.方法不限,请大家自由思考.

图2

图3

预设:把直线AB对折,使折痕经过点C,折痕所在直线就是AB的垂线;用量角器直接量出∠CDB=90°即可,如图3;使直角三角尺的一条直角边与AB重合,另一条直角边经过点C,过点C的直线即为AB的垂线.

师:如果用尺规作图,该如何思考呢?从上面的三种方法中能否找到可以借鉴的作法?

显然,从上面三种作法中找不到可以借鉴的经验,这时教师的引导显得非常重要.

师:过点C作直线AB的垂线难以下手,结合我们今天所讲的内容(线段垂直平分线),我们是否可以做这样的转化:能否在直线AB上找到一条线段DE,使得线段DE的垂直平分线经过点C?如果找到这样的线段DE,则必有CD=CE,那么如何作出CD=CE呢?(这一步可以留出时间让学生思考、讨论,为什么会想到这样的转化?把未知转化为已知的化归思想是数学的重要思想)

预设:以点C为圆心,以足够长为半径作弧交直线AB于点D、E,如图1.

师:半径有要求吗?

预设:必须保证所画的弧和直线AB有交点.

师:接下来怎么办?

预设:既然已经找到线段DE,下面就是求作DE的垂直平分线了,作法是:分别以点D和点E为圆心,大于DE的长为半径作弧,两弧相交于点F,作直线CF,直线CF就是所求作的垂线.

有了这样的探究过程,学生不仅亲身参与了作图的操作活动,更重要的是思维参与其中.如果本节课反复练习作垂线的各种方法和变式,或许能提高学生的解题熟练程度,而对于学生的思维能力的提高则毫无益处.

教材是学习的载体,要实现数学课程目标就必须充分用好这一载体.理解教材、理解学生、理解教学是我们正确教学的前置功课.姑且不谈高效课堂,就是有效的课堂,我们也应该从这三个方面加强研究.本文给出理解教材的三个策略仅仅是笔者在教学实践中一些做法,很肤浅,期待有更多的同行在理解教材上给出更加切实可行的方法,让我们的教学研究走得更加坚实.

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