王恒昌
摘要:数学课程要培养的学生核心素养主要包括:会用数学的眼光观察现实世界、会用数学的思维思考现实世界、会用数学的语言表达现实世界(简称“三会”).如何在初中数学教学中落实“三会”目标,已成为每一位数学教师面临的实践问题.本文以《三角形的中位线》教学为例,谈一谈具体的做法与思考.
关键词:核心素养;三会;数学课堂
《义务教育数学课程标准》(2022年版)指出:数学课程要培养的学生核心素养主要包括:会用数学的眼光观察现实世界、会用数学的思维思考现实世界、会用数学的语言表达现实世界(简称“三会”). [1]本文以苏科版八年级数学下册第九章《9.5三角形的中位线》教学为例,就数学教学中如何落实“三会”目标谈一谈具体的做法与思考.
1教学背景
1.1教材分析
本节教材内容是在学生学习了全等三角形、平行四边形的性质和判定定理等内容的基础上安排的,是三角形、四边形知识的深化和应用.三角形的中位线定理作为三角形的一个重要性质定理,在证明两直线平行和论证线段倍分关系时经常用到,因而起着承上启下的作用.
1.2学情分析
学生通过全等三角形、平行四边形等内容的学习,已经具备了一定的探究能力和推理能力,多数学生对数学探究有着比较浓厚的兴趣,能够积极参与动手操作与观察思考,并最终发现结论;但仍有一部分学生对数学探究有一定的人为情绪,探究欲望不高,因而需要创设恰当的问题情境,营造良好的学习氛围.
1.3教学目标
(1) 掌握三角形的中位线的概念.
(2) 会证明三角形的中位线定理.
(3) 会用三角形的中位线定理解决有关的数学问题与实际问题.
(4) 经历“探索—发现—猜想—论证”的过程,培养探索精神,发展推理论证能力,体会归纳、类比、转化等数学思想方法,感悟合情推理與演绎推理在探究数学结论中的作用.
1.4设计思路
(1) 从生活实际入手,创设问题情境,使学生经历现实情境数学化的过程,并通过探索三角形的中位线的概念以及中位线与第三边的数量关系,进而使学生从数学的角度发现规律和提出猜想,潜移默化地形成“会用数学的眼光观察现实世界”的核心素养.
(2) 在三角形的中位线定理的推导过程中,设计学生探究活动,使他们经历操作、猜想、验证的过程,用数学的思维方法和学科知识综合地、有逻辑地分析问题,积累数学活动经验,提升思维能力,潜移默化地形成“会用数学的思维思考现实世界”的数学素养.
(3) 在问题解决的过程中,积极引导学生用数学的语言将现实问题转化为数学问题,发展学生的数学建模能力,同时要注重数学知识和方法上的迁移,提升解决问题的能力,潜移默化地形成“会用数学的语言表达现实世界”的核心素养.
2教学片段
片段一:情境激趣,引入新课
教师首先出示一个实际生活问题:
如图1,A,B两点被池塘隔开,无法直接测量A,B两点间的距离.
聪明的小华同学提出了如下方案:
如图2,在线段AB外(适当远)选一点C,连接AC,BC,并分别找出AC和BC的中点M,N,测得MN=30m,从而小华得到A,B两点间的距离为60m.
你能说出其中的道理吗?
设计意图:该设计的数学眼光主要表现为:抽象能力、几何直观、空间观念与创新意识. [1]旨在通过问题情境的创设,培养学生的直观想象和数学抽象能力.一方面,利用学生对现实生活和现实世界的好奇心,从实际问题出发,让学生经历现实情境数学化的过程,体会数学来源于生活,从而进一步增强他们“用数学”的意识;另一方面,虽然学生对线段MN的概念以及线段MN与AB的数量关系缺少认知,但通过他们对这种数量关系的初步感知,可以激发他们探索数学关系、性质与规律的强烈欲望,并在引导他们从数学的角度发现问题和提出问题的过程中,潜移默化地形成“会用数学的眼光观察现实世界”的数学素养.
片段二:动手作图,感知概念
动手作图:学生在课堂练习本上画一个三角形,找出三边中点,然后连接顶点与中点6个点中任意两点,看一看哪些线段是以前学习过的?哪些线段是未学习过的?
设计意图:学生通过作图,很容易发现有3条线段是以前学习过的“三角形的中线”,有3条是没有学习过的,顺势引出“三角形的中位线”的概念.这样做,既使得学生掌握了三角形的中位线的概念,又让学生体会到三角形的中位线与中线的区别,可谓“一举两得”.
片段三:实验探究,得出定理
活动一:通过学生动手操作,发现结论,并提出猜想.
提出问题:可以看出,在小华的方案中,线段MN是△ABC的中位线,且线段MN与边BC在数量上存在倍分关系,那么这个结论是否正确呢?线段MN与边BC除了数量上的关系以外,是否还存在位置上的关系呢?
动手操作:请拿出预先准备好的三角形纸板,用剪刀把它剪成两部分,然后拼成一个平行四边形.
学生先自己尝试,然后交流讨论,操作完成后,思考一下方法的合理性,并在练习本上画出图形,最后在全班进行分享.
学生分享成果后,教师择其最优的方法进行板书(图3):
至此,学生不难提出以下猜想:
三角形的中位线平行于第三边,并且等于第三边的一半.
活动二:通过推理论证,验证所猜想的结论,得到三角形的中位线定理.
虽然中位线定理的证明对学生而言有一定的困难,但由于有了上述的探究和交流活动,分散了教学难点,学生思维从无序走向有序,证明三角形的中位线定理的思路基本就清晰了.但对学生而言,如何作辅助线仍然是一个难点,需要教师加以引导和点拨,“截长补短”的方法显然会使学生茅塞顿开.
已知:如图4,DE是△ABC的中位线.
求证:DE∥BC,DE= 1/2 BC.
证明:如图4,延长DE至F,使EF=DE,连接CF.
∵AE=CE,∠AED=∠CEF,∴△ADE≌CEF.
∴AD=CF,∠ADE=∠F.∴BD∥CF.
∵AD=BC,∴BD=CF.
∴四边形BCFD是平行四边形.
∴DE∥BC,DF=BC.
∴DE∥BC,DE= 1/2 BC.
设计意图:该设计的数学思维主要表现为:运算能力、推理意识或推理能力. [1]教学中让学生经历知识的生成过程,可以使他们通过独立的数学思维,产生对数学知识的深层理解.活动一将学生置于数学实验的情境中,使他们经历操作、猜想过程,初步感知三角形的中位线的性质,体会合情推理在探究数学结论过程中的重要作用,积累数学活动经验;活动二是让学生通过推理,合乎逻辑地解释或论证所发现的数学结论,培养他们实事求是的科学态度和理性精神,发展逻辑思维能力,并在活动过程中,潜移默化地形成“会用数学的思维思考现实世界”的数学素养.
片段四:应用新知,深化拓展
首先带领学生回到开头时提出的问题,学生立刻就会明白小华的方案其实就是运用了三角形的中位线定理.接下来,再给学生出示一个实际问题:
小明家的后院(如图5,四边形ABCD)有四棵树EFGH,它们刚好在院子各边的中点上.若要在四边形EFGH种上小草,请问这块草地的形状是什么图形?为什么?
设计意图: 该设计的数学语言主要表现为: 数据意识或数据观念、模型意识或模型观念、应用意识. [1]这个问题是根据一道中考试题改编而来的,把课本中的例题以生活问题情形呈现出来,这一方面更容易激发学生的学习兴趣,增强探究欲望,有利于问题解决;另一方面这个问题把三角形的中位线定理的基本图形(三角形)拓展为四边形,学生在经历现实情境数学化的过程后,解决问题时需要进行知识和方法上的迁移,这对发展学生数学建模能力和解决实际问题的能力有着积极的作用,学生可以在用数学方法解决问题的过程中,潜移默化地形成“会用数学的语言表达现实世界”的数学素养.
3几点思考
从本质上讲,“三会” 应是学生具有数学素养的一种表现,是超越具体数学内容的数学教学目标,是学生学习的结果.同时,在数学学习过程中,落实“三会”又要以具体的数学内容为载体,因而,数学学习过程应当按照“三会”进行设计和实施.
(1) 厘清“四基” “四能” 和“三会”的关系. 从“四基” “四能”到“三會”, 给我们呈现出了的一条培养学生数学核心素养的主线. [2]就培养学生数学核心素养而言,“四基” “四能” 和“三会”都不是孤立存在的,它们之间彼此交融,通常会整合于具体的数学问题和任务情境之中, 而“四基”“四能”作为支撑性目标,是“三会”目标达成的基础;同时,“四基”“四能” 和“三会”又存在层层递进的关系. “三会”则是 “四基”“四能”的更高目标.
(2) 创设问题情境是实现“三会”目标的重要前提.学生能力形成的关键在于课堂上能否引发学生思考?因而教师要注重发挥情境设计对学生主动参与教学活动的促进作用,通过创设问题情境,提出合适、有深度的问题或让学生提出问题,使学生对问题产生强烈的好奇心,激发学生的探究欲望,引发学生思考和质疑,促进学生主动学习. [3] 如在新知识的学习过程中,以“知识背景一知识形成一揭示联系”的思路设计教学,揭示知识的形成与发展的脉络,帮助学生有效地理解知识与方法.再如,在运用数学知识解决问题的过程中,以“问题情境—建立模型一求解验证”的思路设计教学,引导学生在真实情境中发现问题和提出问题,让学生经历数学观察、数学思考、数学表达、概括归纳、迁移运用等学习过程,不断把学生的学习引向深入.
(3) 数学思考和问题解决是实现“三会”目标的关键.问题的探究性与数学的思维性总是相伴而行的,因此,实现“三会”目标应当以问题为导向,以探究活动为载体,通过“做数学”,使学生充分经历问题的发现、提出、分析、解决的全过程,促进学生学会数学地思考,在问题解决的过程中,培养学生的思维品质,发展学生的数学思维.
(4) 实现“三会”目标是一个长期积淀、逐步发展的过程.“三会”目标是基于课程性质、课程内容等所提出的顶层设计,是数学教学的最终目标,因而 “三会”目标的达成显然不会是一蹴而就的,不可能通过一节课、一个单元或一个章节、甚至一个学段的教学来实现,而是需要教师把“三会”目标具体落实到每一节课中,融入到每节课的教学内容中,促使学生数学核心素养水平在潜移默化中逐步得到提升和发展.[2]
参考文献:
[1] 中华人民共和国教育部. 义务教育数学课程标准(2022年版)[M].北京:北京师范大学出版社,2022(4).
[2] 黄翔,童莉,李明振,沈林. 从“四基”“四能”到“三会”——一条培养学生数学核心素养的主线[J].数学教育学报,2019,28(5):3740.
[3]杨艺,化存才.高中数学问题情境创设与核心素养培养[J].试题与研究: 高考版,2020(5):5153.
[4] 王玉宏.在数学知识学习中培养创新思维——以三角形中位线的教学为例[J].数学通报,2017,56(2):2629.