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一题一课:将思维引向深处

2024-06-21居素琴

中学数学·初中版 2024年5期
关键词:一题变式正方形

居素琴

1 一题一课的概述

所谓“一题一课”就是指教师深度研究一道试题或一个材料,充分挖掘或者拓宽其中隐含的学科本质,并引导学生在课堂教学过程中科学探究,以建构新知、生长能力、发展素养.“一题一课”是夯实“四基”及达成目标的有效教学方式,其最终目标是将学习者的思维引向深处,提升关键能力及发展数学核心素养.下面笔者以“正方形的性质”的教学为例,谈谈如何借助“一题一课”,将思维引向深处.

2 课前慎思

2.1 分析教材

本节课的知识基础是平行四边形、矩形及菱形.而实际教学过程中,我们常常发现在运用正方形性质解决实际问题时极易出错,唯有深度钻研教与学的方法,才能真正意义上将学生的思维引向深处,提升数学核心素养.“一题一课”教学方式的运用,可以在类比矩形、菱形的探究历程之后达成知识与方法的融会贯通;同时,在对正方形本身特殊性质的探索中掌握探究几何图形的一般路径,培养逻辑推理、类比迁移、直观想象、数学抽象等数学素养.

2.2 教学目标

(1)在设问、追问、质疑等一系列活动中理性认识正方形,切实理解其概念本质;

(2)探究正方形的性质,掌握运用正方形性质解决问题的方法,并在探究中培养逻辑推理、类比迁移等能力,提升数学素养.

2.3 教学片段再现

片段1:有效导入,引发思考.

问题1 回忆已学的平行四边形、矩形和菱形,三者共有的一个研究思路是什么?

追问:先分别说一说三者的概念,再说一说它们之间的特殊关系,最后想一想它们有何共同特点.

学生活动:学生在自主探究与合作讨论后清晰生成了共同研究思路,即“概念—性质—判定—应用”.后续对于教师的追问,学生思考并探究这些概念的异同点,剖析概念的条件和结论,切实厘清了三个概念之间的关系.在这个过程中,学生还形成了概念思维导图(如图1),让概念的关系得以动态呈现.

设计意图:教师从学生的已有知识经验着手,关注到当前学习内容的有机联系,尤其是注重从数学教学建立内在联系,而非牵强附会,让昨天的旧知为今天的所学服务,有效促进概念的快速建构.

片段2:巧妙设问,概念建构.

问题2 从图1中我们可以发现矩形与菱形均是特殊的平行四边形,且沿袭平行四边形的定义来定义了矩形与菱形.那么,这样的研究思路对正方形有何影响,如何让它成为更为特殊的平行四边形呢?

追问:正方形与前面探究的矩形和菱形有何特殊关系?请试着以多种方式描述正方形概念.

学生活动:问题2抛出后,学生很快展开了一系列类比探究活动,最终尝试组织语言进行表述,并在教师的点拨和启发下规范而完整地描述了正方形的概念,生成了概念思维导图(如图2),此处极好地培养和发展了抽象概括能力.

进一步的追问引发了学生的深度思考,学生自然而然地以三种形式描述正方形的概念,并收获了图3所示的概念思维导图,使得正方形的概念逐步清晰起来,为后续正方形判定方法的探究打下基础.

设计意图:学生在发现与解决问题的过程中,体会知识的探索,在冥思苦想中走向数学学习最兴奋的时刻.这里,正是因为教师为学生提供了一种探究氛围和学习机会,才使得他们大显身手,在独立探究、自主思考和主动参与中建构知识.

片段3:探索性质,思维生长.

问题3 在获悉概念后,下一步你打算从哪些方面研究正方形?

问题4 正方形的性质有哪些?你准备怎样研究?

追问:正方形还有什么性质?内部是否会出现特殊三角形?

设计意图:在这一环节,教师继续以问题+追问促进学生思维的灵动生长.问题3则是引领学生在再回顾一般探究路径后,根据之前的经验直接将目标定位到对其性质的探究.问题4是需要学生基于矩形、菱形性质的研究经验,本着从一般到特殊的探究思路多角度、多方位地探究正方形的性质.进一步地,教师以追问促进数学思维的深化,让学生的思维自然生长.

片段4:解决问题,拓展认识.

问题5 如图4,已知动点E在正方形ABCD的对角线BD上,试着说一说在动点E的运动中线段AE,CE的数量关系.

变式1 将题设中的“对角线BD”改为“对角线BD所在的直线”,其余不变.

变式2 如图5,若动点E在边BC的反向延长线上运动至点E1,使BE1=BD,连接DE1,试求∠E1的度数.

变式3 将变式2中的“边BC的反向延长线”改为“边BC的延长线”,其余不变.

变式4 如图6,已知正方形ABCD的对角线BD上有两点E,F,且BE=DF,连接AE,AF,CE,CF,试猜测四边形AECF的形状,并予以验证.

变式5 如图7,将变式4中的“对角线BD”改为“对角线BD的延长线”,其余不变.

延伸1:问题5中的题设不变,试求点E运动至何处,该正方形内部有两个等腰三角形?

延伸2:已知正方形ABCD,能否在其内部找到一点E,在连接点E及各顶点后将该正方形分割为4个等腰三角形?若能,请作图说明共有几个这样的点E;若不能,请阐明原因.

延伸3:将延伸2中的“内部”改成“外部”,其余不变.

设计意图:从问题到变式旨在发散思维,在延伸拓展中培养高阶思维能力.进一步地,教师以开放性的拓展题拾级而上地促使学生经历观察、探索、作图、验证等探究活动,获得思维的进阶.

片段5:课堂小结,概括深化.(略)

3 一题一课的教学反思

3.1 类比思维是激活数学思考、优化知识结构的内在活力

基于定义去构建研究几何图形性质的基本思路,可以引领学生层层递进地有序研究.问题引领,学生思想上产生的自觉的类比思维才是激活数学思考、优化知识结构的内在活力.在本课中,正方形的定义是类比矩形和菱形得到的,正方形的性质亦是如此.就这样,学生在类比思维中砥砺前行,积极主动地建构和生成,极好地孕育了数学核心素养.

3.2 一题一课是刺激思维进阶、提升核心素养的不竭动力

变式是“一题一课”中的重要一环.精选好题进行变式训练,不仅可以促进知识的巩固与整合,还能促进完整认知体系的建构,更重要的是刺激思维的进阶,提升学生的数学核心素养.本课以动点问题为例进行变式,促进了正方形性质的巩固,并指引学生发现了“变中的不变”.之后的延伸题则引领学生获得数学探究的必要能力与方法,极好地发展了几何直观、数学推理等关键能力.

总之,想要将学生的思维引向深处,让学生的数学学习更有思维,需要顺应学生的思维,从一题一课展开,引导学生深度探究.在这个过程中,学生不仅能习得知识,发展主动探究的意识和精神,还能实现学力的生长,发展数学核心素养.

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