践行深度学习 提高核心素养

2022-04-16 19:07苏州高新区实验初级中学
中学数学 2022年14期
关键词:圆心射线图象

苏州高新区实验初级中学 康 聪

1 引言

数学教育家波利亚指出:“教学生思考”意味着数学教师不只是传授知识,还应该努力发展学生运用所学知识的能力.数学教育从关注“基础知识”“基本技能”和“基本思想方法”的“三基”,转向了“四基”,开始重视学生学习数学的“基本活动经验”,这无疑对教师的课堂教学水平提出更高的要求.

提高学生的核心素养是一个长期的过程.在教学中,教师需要精心设计课程,研讨具有研究价值的问题供学生参与互动.本文采用苏教版教材,对教学内容的设计与改进提一点笔者的想法,以教学片断呈现,供读者参考.

2 “衔”——整合知识脉络,顺应思维发展

教学片段1:线段、射线、直线.

数学内容的学习是连续的,教师教学要注意学习内容的衔接,不能在初中阶段故步自封.线段和角是最简单的几何图形,是组成复杂图形的基本元素.学生在小学时已经学习过线段、射线、直线的相关内容,以旧知为立足点,抓住知识的来龙去脉,本节以苏教版七年级上册第6章“平面图形的认识(一)”的第一节“线段、射线、直线”为例.

师:相信同学们对这个课题并不陌生,在小学里,你学习过相关的哪些内容呢?

生1:线段有两个端点,有固定长度,可以测量;射线有一个端点,可以向一边无限延长;直线没有端点,可以向两边无限延长.

师:(在黑板上板书)延长与延伸.直线向两边具有无限延长的特点,直线无限延长是直线的特性,称之为直线的无限延伸性.也就是说,直线能够向两边无限延伸,射线向一边无限延伸.

刚才同学们讲,线段有两个端点,射线有一个端点,直线没有端点.(图1展示小学教材对应的内容.)

好,同学们说线段是可以测量的,说明线段有什么性质?

生2:可度量性.

生3:线段具有度量性,直线和射线没有可度量性.

师:很好!(教师展示小学教材对应内容,如图2.)

师:请同学们说明,线段、射线、直线有什么联系呢?

生4:把线段AB延着AB方向无限延长,得到射线AB;同样地,延长线段BA,得到射线BA;线段AB两端都延长,得到直线AB.(图3展示小学教材对应的内容.)

师:追本溯源,这是我们小学四年级的内容(PPT展示图4).

图4

教学说明:通过对小学中零散知识点的整合规范,师生互动,把“线”的区别与联系的内容整理出来,实现教学活动有效性的提升.在“问题”的提出中,教师直接进入课程重点,本章是苏教版七年级上册“基本平面图形”的起始课,是几何入门的第一节课,同时让学生领会几何内容学习要经历的“定义—表示—大小—线段和差”的抽象过程,体现整个知识发生、发展过程的完整性.

3 “探”——从式到形,拓展思维的局限

教学片段2:反比例函数的图象与性质(1).

在整个初高中学习系统中,解析几何始终是学生学习的难点.“以形看数”和“以数解形”等数与形的结合思想,需要教师教学设置层层递进的教学难度,也是教学目标中基本思想与基本活动经验积累的重要任务.下面以八年级下册第11章第二节“反比例函数的图象和性质(1)”的教学片段为例.

生1:图象上的点的横纵坐标的符号相同.

师追问:说说你是怎样分析的呢?

生2:x≠0,因为分母不能为0.

师:如果x,y不能取到0,说明函数图象会有什么特点呢?

生3:x≠0,图象与y轴没有交点;同样地,y≠0,图象与x轴没有交点.如果都取不到0,说明图象与坐标轴没有交点.

生4:增减性.y随x的增大而减小.

具体地说,当x>0时,x越大,y越小;当x<0时,x越大,y越小.

师追问:你是怎样抽象得到的呢?现在我们要具体化,例如当x>0时,举例子说明.

教师引导(操作画图):当x>0时,y随x的增大而减小.

师:如果不讨论x的范围,从整体看,可不可以这样描述呢?

师:非常好,请同学总结下增减性的生成过程.

生6:要具体强调在哪个象限,当x>0时,y随x的增大而减小;当x<0时,y随x的增大而减小.

师:很好,增减性一定要强调在哪个象限!

教学说明:教师引导学习函数的一般路径,利用函数表达式分析两个变量之间的符号关系,从“数”想“形”,探究出函数图象的位置,分布在哪一个象限,进而在不同象限内,得到函数图象的性质.在整节课中,学生自主探究,在平面直角坐标系中,对函数图象的结构进行研究,包括取值情况与图象分布;教师适当引导,从“模糊”走向“精确”,带领学生初步感知图象的分布区域和走向,利于学生思维的培养和能力的提升,从而确定函数本身的性质.

4 “归”——巩固知识元之间的联系

教学片段3:直线与圆的位置关系(1).

教学是循序渐进的过程,教师要教的不仅仅是知识,更重要的是要教会学生如何思考以及解决问题的能力.在本节课前,学生已经学习过点与圆的位置关系,用圆心到定点的距离d与半径r的大小来定义,而圆心到点的距离d是点与点之间的最近距离,即“两点之间线段最短”.由此,直线与圆的位置关系可以怎样判定呢,我们如何利用划归的思想解决新的难题?[本节是九年级上册第2章第5节“直线与圆的位置关系(1)”].

师:请同学们用圆规在操作纸上画出一个圆,再将一把直尺在纸上平移.如果把直尺的边缘看作一条直线,那么在直尺平移的过程中,请把直线与圆的位置关系画出来.

(教师通过学生画出的图形,展示出以下三种情况.)

现在,如何来描述直线与圆的位置关系呢?

生1:通过直线与圆公共点的个数来描述,图5没有公共点,图6有一个公共点,图7有两个公共点.

图5

图6

图7

师:很好,观察图形,我们发现,图5中直线与圆没有公共点,也就是直线上所有的点都在圆外;图6是直线上有一个点在圆上,其他点在圆外;图7是直线上有两个点在圆上,其余的点在圆外.我们按照直线与圆的公共点个数,来定义直线与圆的位置关系:

直线与圆有两个公共点时,叫做直线与圆相交;(如图7)

直线与圆有唯一公共点时,叫做直线与圆相切;(如图6)

直线与圆没有公共点时,叫做直线与圆相离.(如图5)

我们知道,点与圆的位置关系,可以用d与r的大小关系进行衡量,那么,同学们是否可以用类比的思想,在直线与圆的位置关系中,也用一组对应的量来进行比较呢?

生2:可以找到直线上的点到圆心的距离与半径r进行比较.

师:好的,请举一个实例.

生2:例如图8,直线上的所有点与圆心的距离都大于r.

图8

追问:直线上有多少个点?

生(齐说):无数个点.

师:既然有无数个点,你是否能找出一个有代表性的点刻画与圆心距离大小的情况.关键是要找到什么呢?

生3:要找到圆心到直线的最近距离.

师追问:何时最短呢?

生4:垂线段最短.也就是,直线外一点到直线的最近距离,是过圆心向直线作垂线段(如图8).

师:如图8,也就是与哪个量之间的比较?

生5:也就是圆心O到直线的垂线段OD与r的大小比较.

师:这样类比,我们找到了直线与圆的位置关系的数对,圆心到直线的距离d与r的大小比较.请同学们依次说出相离、相切、相交三种位置关系中,d与r的大小情况.

生6:相离⟺d>r;相切⟺d=r;相交⟺d

教学说明:这一环节具有思维的挑战性,难点是引出圆心到直线的距离d.直接教学生作出图形并不难,而学生对点与圆的位置关系认识并不深刻.点与圆位置关系的拓展,使得学生对直线与圆的位置关系的认识越来越深刻,课与课、节与节的连贯性,让学生进入深度思考,促进数学核心素养的落实.

5 结束语

深度学习的目标是希望学生在基本数学知识学习的过程中,自主挖掘相关知识的联系,深度理解数学本质,最终由“学会”变成“会学”.教师在课程设计中,要基于学生的学习和思维,重视对数学必备知识与关键能力的深度理解,立足教材,活用教材,多方位多角度思考,构建知识间的联系与转化,促进知识的融合,给学生实现深度学习创造良好的条件.在教学过程中,引导学生用数学的眼光观察、分析问题,并学会用数学语言表达问题,是我们数学核心素养贯穿成功的最主要的标志.

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