新高考背景下高中数学高效课堂构建

2024-01-01 19:59:57马雪燕
新课程·上旬 2023年15期
关键词:平行平面直线

马雪燕

所谓的“高效”教学不仅仅关乎教师的教学效率,更关注学生的学习成果。然而,教师不得不承认,当前的高中数学教学面临一个突出的问题,尽管教室里充斥着各种教学创新和多样的教学方法,但学生的学业表现并不总是令人满意。为了跟上新的教育潮流,教师经常尝试新的教学方法,但往往发现,好像还是走在老路上,这让教师不得不认真思考如何提高高中数学课堂的有效性,以便让教育焕发新的活力。这个问题在新高考制度下显得更加紧迫,因为高中数学的高效课堂构建直接关系到教学质量,同时也关系到学生是否能够有效备战高考。

一、目标导学,对标学习

在构建高中数学高效课堂的过程中,教师需要从清晰的目标入手,正如在解一道数学题目时首先厘清思路一样。以“平面与平面之间的位置关系”为例,本课的教学目标为“平面与平面的三种关系(相交、平行、重合)”,这一目标如坐标系中的点一样,引导教学活动,使它们更有针对性,更具导向性。

第一维度:教师要确保学生理解“平行平面”“相交平面”和“垂直平面”等核心概念,拓展目标,使其更具挑战性,例如,“用数学符号表示平面与平面的三种关系”:符号“∥”表示平行,符号“⊥”表示垂直,符号“∩”表示相交,引导学生不仅理解概念,还要能够将其用数学语言进行科学表示,培养学生的抽象思维,就好比在数学中,不仅要解出方程的解,还要用符号表示它们。

第二维度:学生应该掌握与这些几何概念相关的定理和性质,如平行平面、相交平面和垂直平面之间的角关系,包括熟练掌握平行线与平面的关系、平行线切割平面的规律以及垂直交角、对顶角等性质。学生能够运用这些性质解决不同种类的角关系问题,并展示逻辑推理的能力。

第三维度:教师运用问题引导学生将这些几何概念运用于解决实际问题。

师:同学们,观察教室里的地面与桌面之间有哪些关系呢?

学生:地面和桌面是平行的,因为它们位于同一水平面上,因此它们之间是平行关系。

师:大家看黑板所在墙面与地面之间有哪些关系?

生:地面和墙面是相交,并且形成一个角度,可能不是垂直(90度),因为地板和墙壁的角度可能因建筑结构而异。所以,地面和墙面之间是相交的关系。

教师通过设计教学问题引导学生进一步探索线线、线面、面面的位置关系转化,从而加深他们对几何关系的理解。接着,教师可以再引导学生思考更高阶的问题:“女生A拿出两本书,看作两个平面,上下左右移动和翻转,它们之间的位置关系有几种?”通过问题,学生将更深入地探讨新的知识,即当A拿出两本书并将它们看作平面时,它们之间的位置关系可以有以下几种情况:a.如果A将两本书平行放置在桌子上,它们之间是平行关系;b.如果A将其中一本书放在另一本书的顶部,它们之间是垂直关系;c.如果A将其中一本书倾斜,使它们相交在一个点或一条线上,它们之间是相交关系;d.如果A将其中一本书翻转并放在另一本书的底部,它们也可以是平行关系,只是方向相反。所以,A拿出两本书时,它们之间可以有至少3种不同的位置关系。这一问题要求学生具有思维严谨的解题过程,进行类比推理,这有助于培养学生的逻辑推理能力。

这三个维度的有机结合构成全面的目标设定,旨在帮助学生更好地理解“平面与平面之间的位置关系”的概念和应用。这种目标导向的教学方法有助于构建高中数学高效课堂,提高学生的数学思维和解题能力。

二、问题引领,凸显本质

一节成功的数学课离不开一个精彩的课堂导入,不仅能够点燃学生的学习热情,还能够引导他们深入思考问题的本质,营造活跃的课堂氛围,使学生主动参与,并在思考和探索中获得更好的学习效果。在教学“平面与平面之间的位置关系”的知识时,教师应避免直接传授或“填鸭式”的应试教育方式。相反,可以采用递进式的探究问题,引导学生主动思考,进行和发现性学习。

师:假设在平面α内有一条直线与平面β平行,那么你认为这两个平面是否平行?是否存在某种规律?

生:如果平面α内存在两条直线,都与平面β平行,这可以帮助确定平面α和平面β是平行的。规律是,如果在一个平面内存在多于一条直线与另一个平面平行,那么这两个平面是平行的。

师:假设平面α内存在两条直线,都与平面β平行,是否可以帮助我们确定平面α和平面β之间的关系?

生:如果在平面α内存在一条直线与平面β平行,这表明平面α和平面β是平行的。规律是,如果两个平面中至少有一条直线与另一个平面平行,那么这两个平面就是平行的。

师:运用空间内多少条直线,才可以判断平面α和平面β是否平行?

生:在空间内存在无限多条直线与平面α平行,因此,没有特定数量的直线可以确定平面α与平面β是否平行。只要至少一条直线在平面α内与平面β平行,这两个平面就是平行的。

这种探究式的学习方法有助于培养学生的独立思考和问题解决能力,同时帮助他们更好地理解平面与平面的位置关系的本质,有效地提升学生的观察力、思考力和解决问题的技能,增强学生的空间思维,感知数学思想,最大限度地发挥教材与资源的结合教育作用,让数学课堂更加高效。

三、信息助力,激发兴趣

在新高考改革的背景下,高中数学教材的调整和新课标的变化可能对教师构成挑战,因此教师需要不断学习和提高自己的专业素养,以更好地适应新教材和新教学方法的要求。在这一过程中,信息教学工具与数学的结合是提高课堂效率的有效方法,特别是在解释抽象概念和定理方面,教师可以使数学更加形象生动,帮助他们更好地理解数学内容。

以“平面与平面之间的位置關系”为例,教师运用VR技术,带入虚拟的三维空间,这个空间充满各种不同的平面,每个平面都具有独特的特征和位置。学生在一个多面体图形当中,其中的六个平面用A、B、C来表示。学生可以使用互动白板上的触摸屏来选择一个平面,选择A平面(正方体的一个侧面)。然后,他们可以尝试拖动或旋转A平面,以改变它在多面体内的位置,通过亲身操作,学生会发现不同的排列方式,以理解平面之间的位置关系。他们可以将A平面平行于B平面,这时这两个平面之间就是平行关系;或者将A平面旋转,使其与B平面相交,这时就是相交关系。如果他们将A平面旋转到某个特定的角度,使其与C平面垂直,那么A平面与C平面之间就是垂直关系。学生可以随时调整A平面的位置,以观察不同关系的变化。同时,可以与其他同学分享他们的观察和发现,讨论不同排列方式的影响,以及如何确定平面之间的关系。这些身临其境的体验,促使学生感知这些数学概念,可以走近平面,观察它们的细节,也可以远离平面,以获得更广阔的视野。在这个虚拟环境中,学生之间还可以进行实时互动,使用虚拟身份进行沟通,分享他们的观察和想法。如,学生1觉得有两个平面可能是平行的,但还不确定,他使用虚拟身份与学生2进行沟通。学生2在虚拟世界中通过手势或文本回复,提出一些关于平面平行性的问题,以帮助学生1更好地理解问题。他们可以共同进入虚拟世界中的一个场景,观察那两个平面的位置关系,然后讨论和分析。互动和讨论不仅仅是接受教师传授的知识,还要思考、提问、回答和辩论,有助于发掘学生空间想象能力,培养学生的抽象概括能力,提升学生用数学语言表达的能力,并能够将这些概念应用到实际问题中,让数学实践应用更加高效。

四、布置作业,内化升华

在高中数学的课堂教学中,作业是巩固知识、提高学生能力的重要一环。为了充分实现高效课堂的目标,教师应合理设计作业,以帮助学生内化和升华他们在课堂上学到的新知识。

例如,在教学“平面与平面之间的位置关系”时,教师可以在传统教学方式的基础上用延伸知识开展练习活动,包括基础题目,要求学生解释平面的平行、相交和垂直关系,以将抽象的数学概念转化为他们自己的语言,教师还可以在练习题中设置一定的“陷阱”问题,考查学生的思维反应力,或者结合之前的知识内容,让学生更深刻地理解知识内涵。此外,针对不同学生的水平和需求,教师可以设置分层作业,提供更具挑战性的问题,有助于满足不同学生的学习需求,提供更多的练习机会,使每位学生都能在适合自己水平的作业中获得挑战与成就感。在基础性题目中体现在线线平行、线面平行及面面平行间的转化,教师需引导学生体会它们之间的“降级”与“升级”转化。

典型例题:如图1,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,求证:平面C1DB//平面AB1D1.

分析:首先在某一个平面内找到两条都平行于另一个平面的直线。

证明:因为在长方体ABCD-A1B1C1D1中,有AB//D1C1,且AB=D1C1.

所以,四边形ABC1D1为平行四边形,

则BC1//AD1.

又因为AD1平面AB1D1,且BC1平面AB1D1,

所以BC1//平面AB1D1.

同理C1D//平面AB1D1.

所以,平面C1DB//平面AB1D1.

通过这一过程,学生可以更深刻地理解平行、相交和垂直关系,以及它们之间的互相转化,从而在解决问题时更具灵活性。进一步开展变式拓展,教师可以让学生应用所学知识解决相对复杂的图形中的问题,有助于学生找到知识的本质和道理,培养他们的逻辑思维能力,以及在解决问题时的动态空间感。

变式拓展:如图2,在长方体ABCD-A1B1C1D1中已知L、M、N分别为A1D1、A1B1、A1A的中点,求证:平面C1DB//平面LMN.

通过变式拓展,教师可以创建自由变式的学习环境中,学生有机会自主提出问题、探索不同的解决途径,并与同学共同合作,共享彼此的思考和见解。

在自由变式的学习环境中,学生不仅仅是被动接受知识,而是积极参与问题的提出和解决过程,讨论他们的观点,与同学分享他们的见解,从而共同发展和深化他们的数学思维。通过设计適当作业应根据新高考的要求,帮助学生巩固知识、提高能力,并激发他们的兴趣,从而使数学课堂更具有高效性和实际应用性。

总之,新高考背景下的高中数学高效课堂构建是教学改革新的尝试,也是培养学生数学核心素养与知识应用能力的有效手段,高效课堂不仅要有高效的时间规划,还要简化课程安排,更要有能提高教学的整体性,让理论与实践的结合更加深入。教师在理论教学阶段要对重难点知识进行总结,在实践教学中要创新练习的形式与内容,培养学生的数学思维,让学生能够举一反三,全面掌握知识应用方法。高效课堂的构建不仅能满足现代教育发展的需求,更能培育高质量人才,为国家的建设发展贡献力量,也让教育事业能够步入全新的发展时代。

编辑:张俐丽

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