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素养指向下深度教学的实践与探索

2019-11-29王山林张瀚斤

教育实践与研究·中学课程版 2019年10期
关键词:平角辅助线内角

王山林 张瀚斤

中图分类号:G633.6    文献标识码:B    文章编号:1009-010X(2019)29-0047-05

2019年3月22日,在石家庄市教育科学研究所组织的“素养指向的深度教学‘京冀名师工作室教学研讨活动”中,北京11学校的张瀚斤老师作了一节示范课(人教版教材七年级下册“三角形内角和定理”第1课时)。笔者有幸到会观摩学习,结合该课例作以下分析,愿与数学同仁分享。

一、回顾旧知,引发思考

1.师:请同学们说一说:你在对一个命题进行说理时,通常是怎么理清思路的?

生1:我先找到题中的已知条件,然后确定要找到的目标,通过已知条件得知我所知道的角和线段它们之间的关系,然后一步一步推导出来。

师:老师能感觉到同学们对这个问题是有一定了解的,通过本节课对三角形知识的学习,我们会对这个问题有更深入的理解。

【分析】课始,并没有采取“创设情境”的“时尚”做法,而是单刀直入回忆如何“说理”。根据具体教学内容,采取适当的教学引入,而不是为情境而情境。一方面抓住了本单元的重点“训练学生规范的表达”;另一方面抓住了新知所需的基础“如何思考问题”。学生要回答这个问题,就需在调用原有经验的基础上,组织语言,进行归纳、表达。

2.师:我们学习了关于三角形三条边关系的一个重要结论是什么?

生2:两边之和大于第三边。

师:研究三角形可以从角和边入手研究边与边的关系、角与角的关系、边与角的关系。请你推测一下,这节课会从哪个角度研究三角形呢?

生3:从“角”的角度。

师:咱们学过从“角”的角度刻画三角形的相关结论吗?

生4:从角的角度划分,有锐角三角形、直角三角形、钝角三角形。

生5:三角形内角和是180°。

生6:三角形的外角等于不相邻的两个内角之和。

师:真厉害,都知道后边要学的内容了。刚才同学们提到的确实是咱们这节课要学习的,就是“三角形内角和定理”。

【分析】让学生去推测研究内容,是培养问题意识,培养提出问题能力的策略。让学生推测不仅仅是简单的提出推测要求,而是给出了推测的基础,让学生能猜测;给出了推测的方向,使学生不乱猜测,有推测的价值,结果是本课需深入研究的问题。由推测进而思考已有相关知识储备,已经隐含了解决问题的一般思路,对学生起到潜移默化的作用。

3.师:在小学阶段我们学过“三角形的内角和都是180°”,回忆一下,小学是怎么说明这个结论是正确的呢?

生7:小學是把三个角剪下,并将它们的顶点重合在一起,将它们的相应边重合在一起,形成一个平角,这说明了三角形的内角和是180°。(师出示图2)

生8:用量角器量的方法。

师:很好,是不是还有折拼的方法(图3):

这样折拼看起来也是一个平角。

师:有同学对原来的研究方法有什么质疑吗?

生9:我感觉原来都是目测的,测量有可能有误差。

师:这确实是原来咱们在实验阶段存在的局限性,所以今天我们又拿出来,看能否从逻辑说理的角度去把这件事情证明清楚。

【分析】在回忆旧知的过程中比较、分析、反思,引导学生认识已有知识的局限性,培养了抽象思维能力、反思能力、质疑精神,并达到引发对新问题探究的欲望之目的——从逻辑说理的角度去把事情证明清楚。

4.师:先看学习单第1小题:与180°相关的定理和定义有哪些?

生10:平角都是180°的角。

生11:三角形内角和是180°。

生12:互补的两个角的和是180°。

生13:如果两条直线平行,同旁内角互补。

师:总结一下有这么两条:

1.一个平角的度数是180°。

2.两条直线平行,同旁内角互补。

师:平角是180°;两直线平行,同旁内角互补。我们的证明有没有一个明确的方向了?

生15:找平行、同旁内角。

师:对,平行、同旁内角互补或平角。但是从这个图上看既没有平角,也没有两直线平行同旁内角互补,怎么办?

生16:作辅助线。

师:对,我们要创造性地去搭建一个桥梁,使得没有平角也没有同旁内角互补的三角形走到我们思路的中间。

【分析】通过让学生回忆小学阶段学习过的“三角形”相关知识,并且在回忆过程中对学生进行积极地肯定,为学生学习新知做好了三个方面的铺垫:一是抓住新知的生长点回顾旧知,为新知识的学习做了知识上的铺垫;二是通过问题思考、回答、辨析,为解决新问题做了迁移能力上的准备,也是思维活动的预热过程;三是通过回顾旧知中相关问题的顺利解决,建立起学习新知的“脚手架”。以上教学内容通过对原有知识、原有探究经验的提取,到引导归纳出“作辅助线”,真正起到了激情诱趣、引发思考的作用,引导学生走向深层、深刻、深度学习,打好了深度教学的基础。

二、动手实践,初探新知

1.师:在学习单第2小题下面写一写:怎样说明三角形内角和是180°。

师:我发现同学们已经写出了至少一种说明方法,请你参考学习单上证明三角形内角和定理的“量规”,给自己一个评价,看自己写的怎么样。然后小组之间讨论一下,能否在别人的启示下找到更多种说理的方法。

证明三角形内角和定理的量规

【分析】在唤醒已有知识的基础上,让学生独立思考,动手操作,实验验证,尝试说理,这充分发挥了数学迁移的作用,使学生潜移默化中逐步掌握以旧知解决新问题的方法。随后,让学生利用“量规”自我评价,进一步将思维引向高阶思维——反思、评价,学生又经历一次深度分析、综合、评价的实践过程,从低阶思维走向高阶思维,这是数学抽象核心素养的提升与发展的需要。最后,小组讨论交流,思维碰撞,互相启发,重新生成。

2.师:哪个小组说一说自己是怎么解决的呢?

(3个小组的代表展示)

师:3个小组分别过A、B、C作平行线,用到

同位角、内错角,都是把三角形的三个角转化到一个平角的位置。还有其它不一样的吗?

生17:首先作CD∥AB,根据两直线平行,

内错角相等,可知∠1=∠4,再根据两直线平行同旁内角互补,我们可知∠2+∠3+∠4=180°,因∠1=∠4,所以∠1+∠2+∠3=180°.(见图5)

师:他是过点C构造了一组同旁内角,过A呢?行不行?其实,我巡视时发现还有同学跟刚才这些做法都不一样,他不过三个顶点,很有创造力的同学,来请这位同学展示一下!(见图6)

师:怎么用平行线的性质说明白这个事。

生19:平行线中同旁内角互补,

∠2+∠6=180°,∠4+∠6=180°,

所以∠2=∠4,同理∠5=∠3,∠1=∠7.

然后由对顶角定理,说明∠8=∠5,∠9=∠4,∠7=∠10,所以2∠2+2∠3+2∠1=360°,再把这个式子除以2(见图7)。

师:他用了两倍的180°,把问题说明白了。我们在做平行时并不仅仅局限于过点A、点B、点C,在三角形内部、在三角形的边上、在三角形的外面都是可以的。我们最终的目的是构造“平角”和“同旁内角”,并不局限于在哪个位置。

【分析】本环节把学习的时空交给学生,让学生充分展示探究结果,通过追问还有没有不一样的方法,促使学生发散思维。展示是最好的评价,给学生充分的展示机会,既突出了“训练学生规范的表达”,锻炼学生的语言表达能力,又引导学生进行严格的推理,培养了反思、质疑、合作交流能力,深度学习成效明显。老师抓住巡视中发现的具有创造性的特例,顺应了学生的思维,不是为突出解法多样化或一题多解,而主观上增加难度。将课堂生成资源作为新问题,引导学生深入思考,使学生思维处在愤悱状态,从而引发学生质疑、生成问题,并形成顿悟,进一步发散学生思维,培养问题解决能力。学生乐享创造的愉悦、成功的体验。

三、归纳总结,升华认知

1.师:刚才用“量规”评价达到三项示范级的同学,举手给老师看看。

师:能达到两项示范级的呢?下课结合“量规”看能不能把自己说理的过程再做进一步的改进!

【分析】用时不多,看似作用不大,实则是照应了前面布置的自评环节,在充分展示、交流后学生对“量规”中的评价标准更明确、对自己的评价更准确、对自己的不足更清晰,再次反思评价,找到差距,从思维发展来说,也是一次由“驰”到“张”的过程,利于学生在紧张思维后“反刍”,加深理解,捋顺思路。“思维之舟”暂时离开浪尖划向相对平缓的水面。

2.师:刚才同学们给出了这么多方案,有什么共同的地方?

生20:这些证法都是用我们上个单元学的平行线的性质求出来的。

生21:最终都是把三个角放在同一直线上,然后证明它们的和是180°。

生22:都作了辅助线。

师:都做了“平行”,“平行”的辅助线干了一件什么事?

生23:移角。

师:对,通俗易懂。就是实现了角的“转移”,在“转移”的过程中,我们实现了从原来什么也没有的三角形中,找到了我们想要的“平角”、“同旁内角”。

师:我们最初有一个三角形,我们想要证明它的三个内角的和是180°,于是,我们开始回忆跟180°相关的结论和定义、定理,我们想到平角的定义、两直线平行同旁内角互补,我们清楚了“起点”和“终点”之后,于是又想到构造平行线这种辅助线,通过角的转移实现从起点走向终点的连接。

【分析】在学生思维短暂的休整后,结合学生对问题的探究、展示过程,围绕如何构造“辅助线”这一难点内容,适时引导学生归纳总结。因有充分的展示、交流、评价基础,学生的表达内容真实、丰富、规范;有了充分的了解,深入的理解,学生产生了“通俗易懂”的顿悟——“移角”,转化的数学思想方法被学生形象地表达出来时,他,真明白了。数学思想方法是数学学习的灵魂,关注数学思想方法目标的落实对学生认知能力的提升会有帮助,借助于转化的数学思想的渗透,课堂上思维活动又掀起一个小高潮。

3.师:回到开始的问题:你在对一个命题进行说理的时候,通常是怎么理清思路的呢?请同学们再说一说。

生24:先看我要处理的命题,然后再进行思考,从已知知识中寻找可以使用的,然后综合地进行演绎,再构造,最后再写上去。

生25:可以先看已知条件,把已知条件标在图上。然后看问题,需要求什么,再运用已知知识构造辅助线,然后得出。

生26:如果條件需要的话,我可能会列出关键知识点的一个大纲,可以列出过去的知识解决这些问题。

师:老师这样总结合不合适:推理的关键是建立新命题与已有定理、定义的联系。

师:这个联系可能是平行线的性质,可能是平行线的判定,可能是三角形的定理,可能是我们学过的所有的定理或性质。

【分析】罗增儒教授指出,问题解决完成之后,信息过程并没有结束,“解答”依然向我们输入信息,表现为解题后的探究反思。所以,教师要发挥学生学习的组织者、参与者、引导者作用,科学把握教学进程,适时安排一个必要的环节——回顾与反思,此时,“照应”课始问题“对一个命题进行说理的时候,通常是怎么理清思路的呢?”在学生经历合情推理和演绎推理过程后,引导学生再次反思、归纳说理的一般规律。倡导学后反思,不仅完善了教学,而且提炼出对未来学习有指导作用的信息,突出了重点,梳理了思路,升华了思维。

四、巩固练习,学以致用

一个三角形中两个内角的角平分线相交所形成的钝角(如图9中∠P),与第三个角有什么样的关系?请猜想结论,并说理论证(见图9)。

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