引创新思维入教材,导核心素养进课堂

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  2017年11月17日,厦门教育迎来盛典.为了探讨我国基础教育学生发展核心素养的落地问题,人民教育出版社在厦门举办“第七届基础教育改革与发展论坛”.论坛主题:学生发展核心素养落地与基础教育课程教学变革.著名教育学者福建师范大学教育学院院长余文森教授,清华大学附属小学校长、著名特级教师窦桂梅,深圳明德实验学校校长、著名特级教师程红兵,清华大学附属中学校长王殿军等教育专家共襄盛会.
  本次大会的主要议题之一是课堂教学如何培养学生发展核心素养.笔者为大会上观摩课,为大会增色添彩,得到与会老师的热烈点赞.
  本节选自义务教育课程标准实验教科书《数学》(人教版)九年级下册,是第27章“相似”第2节第1课时的内容.平行线分线段成比例定理是全章的重点内容之一,是研究“相似三角形”的奠基理论,本节课是继图形的相似、相似多边形的定义和性质的学习之后,研究相似三角形判定的起始课.重点是探究平行线分线段成比例的基本事实,并将其应用到三角形中获得推论,为后面探索三角形相似的判定方法铺垫.
  本节课的亮点在于创造性地使用教材,让核心素养落地课堂教学.
  1 主要教学过程
  本节课的主要学习活动如下:
  活动1 创设情境,引入新知
  目的学生了解相似三角形的定义,提出本节课的研究目标.
  问题1 (课件展示)同学们,这两个图形有什么关系?
  还记得相似多边形的定义吗?
  追问1 研究相似多边形,我们可以从哪种图形研究起?
  追问2 类比相似多边形,你能给相似三角形下定义吗?
  追问3 相似比k体现了对应线段的数量关系,哪个k最特殊?
  设计意图以直观图形为起点,从一般到特殊引入本节内容,渗透类比的思想方法.学生由特殊的k=l联想到全等,类比全等理解两个三角形相似的符号语言表达.
  课堂反馈 学生在教师的启发下顺利回答上述问题,新知学习信心倍增.
  问题2 任意画一个等边三角形,请同学们画一个和它相似的等边三角形,所画的图和该图的相似比k为1:2,1:4,3:4.
  设计意图 创设情境激发学生思考通过画平行线的简捷方法可以得到相似.独立思考,学会思考是创新的核心[2].
  课堂反馈 学生出现了两种画法,一是再画新的三角形,按对应比例缩小边长,另一种则是在同一个三角形中按比例取一边上的点,然后画平行线获得相似的三角形.教师请这两类画法的学生上台展台展示与说明,并进一步追问:哪一种画法更简单?为什么这样画平行线后得到的三角形与原三角形相似?
  问题3 我们都知道平行线具有截等角的功能,那么在一般图形中,你能否进行更大胆、更惊艳的猜想,平行线还有什么功能?
  设计意图 所画的不同相似比的图形激发学生直观猜想平行和线段的比存在着一定的关系,明确研究的方向,指出今天学习的课题.
  课堂反馈 小部分学生猜想平行线还有截线段成比例的功能,并为自己的猜想而激动,这样的猜想获得了其他同学的认同和掌声. 活动2 实践感悟,探究定理 目的:探究平行线分线段成比例基本事实. 我们先来探究下面的问题. 问题1 在七年级时,我们已经学习了一条直线截两条平行线,这个图形中有没有边的比例关系?
  问题2 如果再增加一条截线呢?
  问题3 在问题2的基础上,如果再增加一条平行線呢?即一组平行线截两条直线.
  任意画两条直线m,n,再画三条与m,n都相交的平行线l1,l2,l3.将l1,l2,l3在直线m,n上截得的分线段记为a,b,c,d,探究这四条线段成比例.
  请同学们在带横线的纸上(课前准备)用红笔画图.(小组交流讨论)
  设计意图 以学生的最近发展区为起点教学.渗透从特殊到一般以及化归与转化的基本思想.
  课堂反馈 教师教具展示,启发学生思考从一条直线截两条平行线,到两条直线截一组平行线,学生对于本节课要研究的内容“探究这四条线段成比例”方向很清晰.当学生在带横线的练习本上画平行线时,出乎意料之外,所有学生竟然都只画了等距的情况,在等距的图形中学生能够用测量来说明结论,也能转化为两个直角三角形证明全等.此时教师及时肯定学生:“你们很棒,都懂得从最特殊最简单的图形研究起,这是我们探究问题的起步!”之后学生才开始探究非等距的情况.
  问题4 更一般地,任意平移直线l3,结论还成立吗?为什么?
  请同学们在空白的纸上画任意符合上述条件的图形,与小组的同学交流讨论.
  对于一般的情况,你有什么办法说明猜想的合理性?
  设计意图合作学习,共同突破难点.小组展示不同的数据,学生更丰富地体验基本事实的真实性、合理性.归纳概括得到猜想和规律、并加以验证,是创新的重要方法[2].
  课堂反馈 课堂上教师请学生分享,有的学生在空白纸上画出一般的情形,并通过测量获得四条线段成比例,但也有学生测量之后发现比值有一点小差距,此时教师通过几何画板动画演示,精确测量验算再次验证结论,信息技术成为学生学习数学和解决问题的有力工具.可惜没有一个学生通过逻辑证明的方法获得结论,此时教师鼓励学生课后思考并进行证明.
  问题5 在上面得到的结论中,还有其它线段比相等吗?
  问题6 你能用简洁的文字语言来叙述上面所得到的结论吗?
  问题7 在这个基本事实中,题设是什么,结论是什么?如何理解“对应”? 设计意图 渗透数学的简单美和统一美. 课堂反馈 学生能够说出部分其他线段的比也相等,但文字语言表述和“对应”的理解多数学生有困难,此时教师及时点拨.   活动3 拓广分析,特例提升
  目的 探索两条截线具有不同位置关系时图形的特征,从而将基本事实应用到三角形中.
  下面,我们继续探究这个基本事实的特殊情况.研究相似多边形,从研究相似三角形开始.
  问题 请同学们以这个图形为基础,改变截线m,n的相对位置关系,使得这个基本事实运用到三角形中.
  设计意图 渗透从一般到特殊的基本思想.
  课堂反馈 学生快速反应直线m,n相交才能得到三角形,此时教师运用几何画板和课件动画演示,启发示范一条截线不动平移另一条截线的情形.在平移的过程中,学生能够快速得到交点在l1,l2,l3上的情景,并将三种情况精简到两种.
  对于所提炼出的三角形:教师:(1)强调截线是哪一条;(2)启发学生得到对应线段成比例的结论,并再次强调图形中线段的“对应”关系;(3)转化为数学符号语言.
  活动4 应用迁移,巩固提高
  目的 应用基本事实进行计算和证明,
  练习(课本P31第1题)如图4,AB∥CD∥EF,AF与BE相交于点G,且AG=2,GD =l,DF=5,求BC/CE的值.
  设计意图 使学生能够用基本事实及推论进行计算和推理.
  课堂反馈 基本上所有的学生都能得到正确答案.
  活动5 独抒己见,说我所得
  目的:知识与方法的梳理,进一步理解本节研究新知识的角度,激发探索欲望.
  问题1 这节课你学习了什么?
  若学生在问题1时没有小结探究的过程,教师进行问题2设问:
  问题2 回顾探究平行线分线段成比例基本事实的过程,我们是怎么探究的?
  問题3 既然在三角形中有平行就有线段成比例,当平行线处于特殊位置(中位线)时,你发现了什么?
  设计意图 设置开放性问题,让有不同收获的学生畅所欲言,培养学生善于反思的学习方式.对探究过程的回顾和反思,为后续新知学习积累基本活动体验.最后从特殊到一般提出问题,激发学生探究的欲望,为下节课学习铺垫.
  课堂反馈 在问题1中,当学生总结学习了“平行线分线段成比例”定理时,教师及时点题:平行线分线段成比例;还有两个学生分享自己学习了探究问题的方法,指出特殊与一般转化的学习环节.问题3学生回答对应线段成比例,从而获得三角形相似.教师进一步追问,如果这条平行线不是在中位线的位置,还会相似吗?这就是下一节课我们即将学习的内容,有兴趣的同学可以提前预习.
  2 现场点评
  厦门市教育科学研究院初中数学教研员林祥华老师就本节课进行了精彩的点评:
  刚才上这节课的是厦门一中的陈燕梅老师,她在2015年获得福建省第三届教师技能大赛初中数学一等奖的第一名,是一位非常有教育情怀和教学思考的优秀的年轻教师,刚才这节课上的教学处理,体现了她的扎实的教学功底和比较深刻的教学思考,也为我们当下思考核心素养的教学落实提供了许多有益的启发.我们从中撷取三点来说:
  2.1 创造性使用教材,引导学生“有逻辑”地思考
  数学学科在发展学生核心素养上,应该发挥其独特的贡献,这个贡献也即其独特的育人功能,就是培养学生的思维,特别是逻辑思维上.要使学生学会思考,特别是“有逻辑”的思考、创造性地思考,使学生成为善于认识问题、解决问题的人.
  这要求我们关注过程的构建、方法的探求.
  我们注意到,燕梅老师设计了这样几个活动或问题:
  (1)画等边三角形的相似三角形活动
  在这个活动中,既衔接了相似三角形和相似比的定义,又能引导学生基于对特殊图形的操作,逐步感知平行线可能与成比例线段是有联系的,从而提出一般化猜想:一般情况下,平行线是否真的能形成成比例线段?如果能,加上平行线能形成等角,那么以后判定或研究相似是不是多了“平行”这个更简捷的工具?
  这个设计在符合学生认知的基础上,充分考虑了研究平行线分线段成比例这个基本事实的合理性与必要性,使知识的发生合情合理,不突兀,是建立在联系的基础上.也奠定了整节课的研究目标.
  (2)在横格纸上探究平行线是否能产生成比例线段.
  这个活动中,学生既能利用横格纸的特点,从等距到不等距进行探究,初步感受前面猜想的合理性:在特殊的条件下,一组平行线截两直线,的确会产生成比例线段,从而进一步提出问题:任意的一组平行线截两直线,都会产生成比例线段吗?
  (3)在一般化的条件下,探究平行线分线段成比例基本事实.
  (4)要研究平行线与三角形相似,那么能否、怎么将基本事实能够转化应用到三角形中?
  (5)三角形中平行线的确可以产生成比例线段,但是只研究了分两边成比例,若要完成研究目标,就必须继续研究平行线是否能使第三边也成比例?为下节课铺垫.
  我们可以看到,这五个活动或问题,之间具有严密的逻辑联系,研究过程紧扣研究目标逐步深入,引导学生有方向、有逻辑地经历知识发生发展的过程,从而理解知识,感悟思想,培养数学思考.
  为了让学生习得有逻辑的知识,进行有逻辑的思考,燕梅老师基于对内容和学情的理解,对教材进行了创造性的使用.
  2.2 鼓励猜想,关注“情理”,培养科学精神和理性思维
  在发展学生核心素养中,理科课程需要承担的重要任务之一就是培养学生的理性思维.理性思维应该不仅包含严密的演绎推理,还包括合情推理中的“合情”,数学的猜想不是天马行空的臆想,应该是暗含“情理的”,“情理”指数学内容内在的联系.
  我们看课堂上两次探究活动:
  第一次是横格纸上的探究,第二次是一般情况的基本事实的探究,教师都是完全放开,尊重学生的认知差异,鼓励学生大胆猜想,但是我们注意到,第一次教师要求“说明为什么?”要求学生能表述简单推理的过程;第二次要求“说明你的结论的合理性”.
  课标中和教材中,都没有要求对基本事实的论证,但燕梅老师仍然提到.我认为对九年级学生这是合适的:一方面论证的方法没有超越学生的知识;另一方面,引导学生认识到基本事实是可以经过严密的演绎推理获得的,感受数学原理的正确性.
  2.3 充分借助图形进行探究学习,发展直观想象
  发展核心素养在学科教学中的落实,主要途径是发展学科核心素养.
  这节课内容属于“图形与几何”领域,在初中几何教学中,直观想象(课标中提到的几何直观)与逻辑推理是密不可分,相辅相成的.
  我们注意到,燕梅老师从特殊的等边三角形开始,到对一般三角形提出猜想;从横格线中的等距到不等距;从横格线到一般情况;从基本事实的图形结构到特殊化到三角形中的应用等等,始终借助图形的变化、结合图形之间的联系,进行操作、观察、猜想、验证、论证,发展直观想象.
  3 结语
  发展学生的核心素养是国内外基础教育改革与发展的重难点,优质高效的课堂教学是发展学生核心素养最有效的途径[3].在核心素养的引领下回归数学学科的本质,培养学生“用数学的眼光观察世界,用数学的思维分析世界,用数学的语言表达世界.”作为一线教师,应认真学习核心素养相关理论,深刻理解并领悟数学核心素养的内涵,积极转变观念,在教学的各个环节思考何处体现核心素养,培养核心素养的关键因素在哪里.引创新思维入教材,导核心素养进课堂,为提升学生必备品格和关键能力贡献自己的一份力量.
  参考文献
  [1]于洋.基于核心素养的课堂有效教学探索[J].齐鲁师范学院学报,2017,32 (4): 13-17
  [2]中华人民共和国教育部.全日制义务教育数学课程标准(实验稿)[s].北京:北京师范大学出版社,2011
  [3]裴吕根,宋乃庆,基于核心素养的优质高效课堂教学探析[J].课程,教材·教法,2016 (11):45-49
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