☉山東省濱州市北鎮(zhèn)中學(xué)初中部 邢成云
“一千個(gè)讀者,就有一千個(gè)哈姆雷特.”同一個(gè)教學(xué)內(nèi)容,不同的教師會(huì)有不同的理解.新課程理念下,更提倡教師有自己的教學(xué)風(fēng)格,但對(duì)教材的研讀和感悟是第一步.只有品出了其中的內(nèi)涵,悟出了其中的精髓,把握住了新課堂的脈搏,才能有效地實(shí)現(xiàn)教學(xué)這一“再創(chuàng)造”的過(guò)程.
《四邊形》一章,可謂幾何學(xué)習(xí)的鴻篇巨著,其內(nèi)容之豐、定理之富、圖形之繁、方法之多,前所未有,給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來(lái)了沉重的認(rèn)知負(fù)荷.圖形、定理的縱橫交織,相互干擾,讓學(xué)生非常糾結(jié),撓頭不已,學(xué)生常常是“剪不斷,理還亂”,多年的教學(xué)已經(jīng)證實(shí)了本章教學(xué)的步履維艱.其中定理的理解和記憶,我曾動(dòng)用種種技巧,但諸多努力都難以奏效,依然難敵“遺忘”這個(gè)沉重的“蝸牛殼”.緣何?通過(guò)不斷地探索,發(fā)現(xiàn)知識(shí)的零打碎敲,如散沙聚盤,抗不了洶涌的后浪拍擊,形成糾結(jié),難解前后干擾(如此教學(xué)無(wú)形中增大了外部認(rèn)知負(fù)荷),在如此困頓之下,筆者多次研讀了孫維剛老師的“結(jié)構(gòu)教學(xué)法”,李庾南老師的“數(shù)學(xué)自學(xué)·議論·引導(dǎo)教學(xué)法”,通過(guò)近幾年的不斷實(shí)踐與深入探索,慢慢積淀了一點(diǎn)思考,向山東省教研室申報(bào)了“全息教學(xué)論下的跨越式教學(xué)”的課題研究,本文即是本課題下的階段性探索——“宏觀構(gòu)架,整體推進(jìn)”,它把每一個(gè)圖形、每一個(gè)定理置于一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)認(rèn)識(shí),不斷在瞻前顧后的教學(xué)活動(dòng)中,完善結(jié)構(gòu),優(yōu)化思維.
打破教材界域,重構(gòu)教學(xué)內(nèi)核,首先是一種思想的革新,思想決定行動(dòng).通過(guò)改變教材結(jié)構(gòu),把有些內(nèi)容適當(dāng)集中,形成信息組塊,降低記憶負(fù)荷,而后整體推進(jìn)、分層講練,在取得結(jié)構(gòu)效益的基礎(chǔ)上,減少外部認(rèn)識(shí)負(fù)荷,追求最優(yōu)化的教學(xué).
本章教學(xué)的整體思路是:遷移三角形的一般研究思路,運(yùn)用類比從邊、角、(對(duì)角)線等角度去認(rèn)識(shí),立體把握?qǐng)D形的性質(zhì),探測(cè)內(nèi)在聯(lián)系,形成“集成電路”,消除各自為政的割據(jù)局面,形成知識(shí)系統(tǒng),利用上位概念引領(lǐng),采用下位學(xué)習(xí)法,理清脈絡(luò),在共性中覓出個(gè)性,不斷豐富概念的內(nèi)涵,進(jìn)而把特殊四邊形一“網(wǎng)”打盡.同時(shí),把教材設(shè)定的17課時(shí)縮短為10課時(shí),為學(xué)生贏得更多的自主學(xué)習(xí)的時(shí)空.
以小學(xué)的認(rèn)識(shí)為邏輯起點(diǎn),沿著從一般到特殊的思路,攀援而上,從探尋上下位關(guān)系的角度,逼近概念的內(nèi)核,揭示出每一個(gè)特殊四邊形的本質(zhì)屬性.兩個(gè)鏈條先齊頭并進(jìn),后按平行四邊形優(yōu)先,特殊梯形后補(bǔ)的方略,把整個(gè)知識(shí)體系構(gòu)架起來(lái).
從平行四邊形出發(fā),利用其不穩(wěn)定性可以發(fā)現(xiàn),在圖形的扭動(dòng)過(guò)程中會(huì)有一種特殊狀態(tài)——鄰邊垂直,即對(duì)應(yīng)著一個(gè)角為直角,此時(shí)即為矩形,從而得到矩形的定義;從和諧共生的角度,邊還應(yīng)該有特殊狀態(tài)——鄰邊相等,可見菱形定義浮出水面;然后從完善的角度,讓矩形、菱形攜手聯(lián)姻,誕生了正方形.
另外一條線仍從特殊的角度切入,僅有一組對(duì)邊平行,獲得梯形,借助平行四邊形主線的研究思路揭示出兩類特殊梯形——等腰梯形與直角梯形,至此,結(jié)構(gòu)地圖成型.
整個(gè)構(gòu)建過(guò)程,在再現(xiàn)平行四邊形定義后,并不是讓矩形、菱形、正方形按課時(shí)節(jié)節(jié)遞現(xiàn),而是作為一個(gè)模塊在一節(jié)課內(nèi)全程展現(xiàn).如此教學(xué),把整個(gè)課堂組織成了具有內(nèi)在生成性的自然整體,而非彼此剝離、不相往來(lái)、讓學(xué)生錯(cuò)覺知識(shí)是突如其來(lái)的碎片.數(shù)學(xué)本身就是一個(gè)“生態(tài)系統(tǒng)”,我們的學(xué)習(xí)無(wú)非就是在心智活動(dòng)、情感參與的過(guò)程中不斷復(fù)活系統(tǒng)中的各個(gè)枝杈,逐步完善這個(gè)系統(tǒng).
從邊、角、線、對(duì)稱性、周長(zhǎng)面積5個(gè)角度有層次地認(rèn)識(shí),形成序列式模塊,便于記憶、提取和重組.
以平行四邊形為例:
邊的角度:對(duì)邊平行且相等;
角的角度:鄰角互補(bǔ)、對(duì)角相等;
對(duì)角線的角度:互相平分;
對(duì)稱性:中心對(duì)稱(對(duì)稱中心是對(duì)角線的交點(diǎn))
周長(zhǎng)面積:周長(zhǎng)=鄰邊和的2倍,面積=底×高.
以上各條性質(zhì)以平行四邊形的定義為基點(diǎn),利用全等三角形的判定與性質(zhì)可以逐條推出,從而獲得邏輯認(rèn)定“,打包”后納入自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu),從而豐富了認(rèn)知內(nèi)涵,擴(kuò)充了認(rèn)知視域.當(dāng)見到平行四邊形的文字信息或圖形信息時(shí),立即有條理地喚起這5個(gè)方面(其實(shí)是一個(gè)“包”)的記憶,從而整合出解答問(wèn)題所需要的“工具”.
借助前面平行線的性質(zhì)與判定,角的平分線的性質(zhì)與判定,垂直平分線的性質(zhì)與判定,等腰三角形的性質(zhì)與判定等已有“性質(zhì)、判定互逆性”的經(jīng)驗(yàn),從平行四邊形切入,依次揭示出平行四邊形及特殊平行四邊形的判定,最后摸索出(等腰)梯形的判定,使得性質(zhì)與判定相對(duì)而生,在它們的聯(lián)系中加深對(duì)圖形的認(rèn)識(shí).
以矩形的判定為例:
第一個(gè)判定就是矩形的定義:有一個(gè)角為直角的平行四邊形,叫矩形.這個(gè)判定是定義自身具有的,它毋庸置疑.
矩形的第二個(gè)判定猜想:對(duì)角線相等的平行四邊形.
矩形的第三個(gè)判定猜想:四個(gè)角都為直角的四邊形.
分別從邊、角、線三個(gè)維度給出矩形個(gè)性性質(zhì)的逆命題,探尋其判定,通過(guò)邏輯推理的認(rèn)證獲得定義外的兩個(gè)方法:對(duì)角線相等的平行四邊形;三個(gè)角為直角的四邊形(說(shuō)明:從數(shù)學(xué)簡(jiǎn)潔性的角度出發(fā),只需三個(gè)直角就足夠了).
另外,也可以利用直覺、觀察、猜想等合情推理方式獲得矩形的第二個(gè)判定、第三個(gè)判定的發(fā)現(xiàn),然后通過(guò)邏輯推理的認(rèn)證,也不失一條研究路徑.
如此教學(xué),把性質(zhì)與判定對(duì)接,加強(qiáng)了內(nèi)在聯(lián)系,形成了新的系統(tǒng),便于知識(shí)的存儲(chǔ)和提取.
沿著這樣的研究線索,從一個(gè)中點(diǎn)出發(fā),在獲得中線等分三角形面積的基礎(chǔ)上,從一般到特殊有序地呈現(xiàn)等腰三角形、直角三角形有關(guān)中線的“個(gè)性”品質(zhì),接著從兩個(gè)中點(diǎn)出發(fā)研究中位線(三角形到梯形),最后初步探索4個(gè)中點(diǎn)問(wèn)題——“中點(diǎn)四邊形”(由于時(shí)間關(guān)系,止于一般四邊形的中點(diǎn)四邊形的探索),把中點(diǎn)問(wèn)題縱橫貫通,使之系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化,挖掘出相關(guān)特征圖形所固有的屬性.如此教學(xué),把中點(diǎn)排成線、串成鏈,一脈貫之,清晰明朗,重在構(gòu)成“中點(diǎn)”體系,便于學(xué)生的宏觀把握和微觀探測(cè).
從圖形的識(shí)別、線的關(guān)系(位置、數(shù)量)等角度預(yù)設(shè)課堂,力圖實(shí)現(xiàn)各個(gè)圖形的判定與性質(zhì)的有機(jī)融匯,把研究出的性質(zhì)與判定派上用場(chǎng),并在應(yīng)用中不斷反復(fù)各個(gè)性質(zhì)與判定,形成解題前思考的自主化行為,解一題,想一串,通一片,在發(fā)散中凝聚,在提取后整合,尋出破題之道.
分兩個(gè)課時(shí)進(jìn)行,第一課時(shí)設(shè)計(jì)兩個(gè)例子,第二課時(shí)使用6個(gè)練習(xí)進(jìn)行全面鞏固.以下僅選第一課時(shí)說(shuō)明.
圖1
例1如圖1,在△ABC中,已知點(diǎn)D、E、F為邊AB、BC、AC上的動(dòng)點(diǎn),若DE∥AC,DF∥BC.
問(wèn)題1:四邊形DECF是什么特殊四邊形?
問(wèn)題2:有沒有更特殊的圖形狀態(tài)?如矩形、菱形、正方形等.
問(wèn)題3:在不改變題目的條件下,如何尋到四邊形DECF為菱形時(shí),動(dòng)點(diǎn)的位置?
問(wèn)題4:若四邊形DECF為菱形時(shí),CD有何特點(diǎn)?
問(wèn)題5:若AC=BC,要保障四邊形DECF為菱形,該取AB的中點(diǎn),還是∠C的角平分線?
問(wèn)題6:根據(jù)以上研究獲得的成果,你能把一張三角形紙片折出一個(gè)菱形嗎?
問(wèn)題7:要四邊形DECF為矩形,需要條件做什么調(diào)整?
問(wèn)題8:若為正方形呢?
設(shè)計(jì)說(shuō)明:通過(guò)問(wèn)題串,借助三角形中位線、等腰三角形的性質(zhì)等,把平行四邊形及特殊的平行四邊形來(lái)了個(gè)大盤點(diǎn)、大串連,其間,學(xué)生猜想、質(zhì)疑、討論、動(dòng)手驗(yàn)證、動(dòng)口(手)證明,層層遞進(jìn),不斷挑戰(zhàn)自我,從多個(gè)角度探索、發(fā)現(xiàn)、推理,在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題(四能)中,提升學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng).
例2如圖2,在梯形ABCD中,AD∥BC,E是BC的中點(diǎn),AD=5,BC=12,CD=4,∠C=45°,點(diǎn)P是BC邊上一動(dòng)點(diǎn),設(shè)PB的長(zhǎng)為x.
(1)當(dāng)x的值為________時(shí),以點(diǎn)P、A、D、E為頂點(diǎn)的四邊形為直角梯形;
圖2
(2)當(dāng)x的值為________時(shí),以點(diǎn)P、A、D、E為頂點(diǎn)的四邊形為平行四邊形;
(3)點(diǎn)P在BC邊上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,以P、A、D、E為頂點(diǎn)的四邊形能否構(gòu)成菱形?試說(shuō)明理由.
設(shè)計(jì)說(shuō)明:本題信息豐富,它通過(guò)動(dòng)點(diǎn),把梯形、直角梯形、平行四邊形、菱形鏈接在一起,筆者引領(lǐng)學(xué)生面對(duì)題目信息,展開全面聯(lián)想,通過(guò)交流,羅列所想,提取有用信息,整合所想,探測(cè)解題思路,把“想”全程展現(xiàn)在“桌面”上,力求打開通向解題目標(biāo)的通道,通過(guò)這樣的演練,發(fā)展學(xué)生的思維,擴(kuò)大思維場(chǎng)域,遇到問(wèn)題有路可走,不至于茫然無(wú)措.如此設(shè)計(jì)教學(xué),如此的思維歷程,使得不同水平的學(xué)生獲得各自的應(yīng)有發(fā)展,能最大限度地減少“看客”、“陪客”的數(shù)量,從而達(dá)至學(xué)學(xué)相長(zhǎng)!
看似僅僅兩個(gè)例子,但每一個(gè)例子都蘊(yùn)藏著豐富的學(xué)習(xí)資源,筆者充分發(fā)揮“策劃者、組織者、引導(dǎo)者”的作用,挖掘例子的應(yīng)有之能,把四邊形一章的“四基”糅合,以實(shí)現(xiàn)局部完善之意圖.
解題僅是一個(gè)手段,以此為載體,捕捉信息,展開全方位的聯(lián)想,讓各個(gè)特殊四邊形的性質(zhì)與判定不斷在大腦中有序(邊、角、線等)重現(xiàn),解出的是題目,訓(xùn)練的是方法,探測(cè)的是思路,發(fā)展的是思維,使得題目以一當(dāng)十,通過(guò)反思、提煉,力求觸類旁通.
(1)折疊問(wèn)題(1課時(shí),包括坐標(biāo)系內(nèi)的圖形)
特殊四邊形的折疊問(wèn)題,以特殊四邊形的性質(zhì)打底,給軸對(duì)稱提供了廣闊的前景,為勾股定理的使用搭建了顯其神能的平臺(tái),尤其結(jié)合坐標(biāo)系,拓寬了圖形的施展空間,對(duì)歷練四邊形的相關(guān)知識(shí)大有裨益.
例3 如圖3所示,矩形紙片ABCD中,AB=6cm,BC=8cm,現(xiàn)將其沿EF對(duì)折,使得點(diǎn)C與點(diǎn)A重合,則AF的長(zhǎng)為( ).
解析:設(shè)AF=xcm,則DF=(8-x)cm.
因?yàn)榫匦渭埰珹BCD中,AB=6cm,BC=8cm,現(xiàn)將其沿EF對(duì)折,使得點(diǎn)C與點(diǎn)A重合,所以DF=D′F.
在Rt△AD′F中,因?yàn)锳F2=AD′2+D′F2,
圖3
所以x2=62+(8-x)2,
故選B.
設(shè)計(jì)說(shuō)明:本題以矩形為背景考查了圖形的翻折變換,翻折是一種軸對(duì)稱變換,根據(jù)軸對(duì)稱的性質(zhì),折疊前后圖形的形狀和大小不變是解題的關(guān)鍵.矩形有著得天獨(dú)厚的先天條件(直角),為勾股定理的使用搭建了平臺(tái).通過(guò)本題,引導(dǎo)學(xué)生“悟經(jīng)驗(yàn)”!
例4如圖4,四邊形OABC是一個(gè)長(zhǎng)方形紙片,其中OA=8,OC=4,通過(guò)折疊使得C點(diǎn)與A點(diǎn)重合,折痕為EF.
(1)求出OE的長(zhǎng)度;
(2)試猜想四邊形AFCE的形狀,并證明;
圖4
設(shè)計(jì)說(shuō)明:?jiǎn)栴}(1)是對(duì)例3獲得成果的鞏固,即所謂的“用經(jīng)驗(yàn)”;問(wèn)題(2)把菱形嵌入合情推理與邏輯推理中,體現(xiàn)了思維與知識(shí)的和諧;問(wèn)題(3)通過(guò)動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題,融入了函數(shù)與最值,把題目推向至高點(diǎn),是體現(xiàn)數(shù)形結(jié)合的好題.
在教學(xué)過(guò)程中,筆者始終踐行例2的探索思路,把圖形語(yǔ)言、文字語(yǔ)言、符號(hào)語(yǔ)言有機(jī)地結(jié)合,并從中發(fā)現(xiàn)盡可能正確的結(jié)論,既便于開啟思路,又收獲了“副產(chǎn)品”,可謂多收共贏!
經(jīng)驗(yàn)之談:通過(guò)兩道例題的學(xué)習(xí),談?wù)勛约旱乃R(shí)所得.
提煉經(jīng)驗(yàn):折疊問(wèn)題與勾股定理有不解之緣;方程思想為它們提供支持!
(2)中點(diǎn)問(wèn)題(1課時(shí),涉“中”補(bǔ)遺的延伸)
中點(diǎn)問(wèn)題在數(shù)學(xué)上地位顯赫,從線段的中點(diǎn),到三角形的中線,到三角形的中位線、梯形的中位線,乃至“中點(diǎn)四邊形”等,扮演了數(shù)學(xué)中的重要角色,值得我們通過(guò)專題形式進(jìn)一步探討,力求把中點(diǎn)問(wèn)題弄個(gè)通透.
溫故知新(先行組織者):
問(wèn)題1:如圖5,若點(diǎn)E、F分別為△ABC的邊AB、AC的中點(diǎn),當(dāng)EF=1,∠C=65°,則BC=______;∠AFE=____.
圖5
圖6
問(wèn)題2:如圖6,D是△ABC內(nèi)一點(diǎn),BD⊥CD,AD=6,BD=4,CD=3,E、F、G、H分別是AB、AC、CD、BD的中點(diǎn),則四邊形EFGH的形狀是______,其周長(zhǎng)為______.
問(wèn)題3:如圖7,四邊形ABCD為一個(gè)四邊形紙片,E、F分別為AB、BC的邊上的中點(diǎn),以EF為邊能否折疊出一個(gè)平行四邊形EFGH,使頂點(diǎn)G、H分別在CD、DA邊上?若能說(shuō)明理由.
設(shè)計(jì)說(shuō)明:通過(guò)問(wèn)題1再現(xiàn)三角形的中位線定理,喚醒“基本圖”;通過(guò)問(wèn)題2識(shí)別“基本圖”;通過(guò)問(wèn)題3,以手動(dòng)引發(fā)腦動(dòng),在逆向探測(cè)中喚醒“前文2.4”已初涉的“中點(diǎn)四邊形”基本圖,為本節(jié)課的探索奠好基礎(chǔ),發(fā)揮好先行組織者的作用.
圖7
圖8
探索發(fā)現(xiàn):
問(wèn)題1:如圖8,根據(jù)上面的研究我們知道,若E、F、G、H分別是任意四邊形ABCD中AB、BC、CD、AD的中點(diǎn),則其“中點(diǎn)四邊形”EFGH為平行四邊形,若我們改變一下形狀(借助幾何畫板),變成圖9,圖10的狀態(tài),其“中點(diǎn)四邊形”EFGH的形狀還是平行四邊形嗎?猜測(cè)并證明.
圖9
圖10
設(shè)計(jì)說(shuō)明:體驗(yàn)凸四邊形變凹四邊形的過(guò)程中“中點(diǎn)四邊形”的不變性,同時(shí)尋到這個(gè)問(wèn)題與圖6的聯(lián)系,進(jìn)一步強(qiáng)化轉(zhuǎn)化思想和基本圖形意識(shí).
問(wèn)題2:利用計(jì)算機(jī)繼續(xù)變換四邊形ABCD的形狀,使四邊形ABCD分別為平行四邊形、矩形、菱形、正方形和等腰梯形,研究中點(diǎn)四邊形EFGH的形狀(即猜測(cè)并證明).
可得圖11:
圖11
設(shè)計(jì)說(shuō)明:從一般到特殊探索“中點(diǎn)四邊形”,有了新發(fā)現(xiàn):其形狀除了一般的平行四邊形,還有矩形、菱形和正方形等.
反向探測(cè):
問(wèn)題1:反之,若中點(diǎn)四邊形EFGH分別為矩形、菱形和正方形,則四邊形ABCD是否一定分別為菱形、矩形(等腰梯形)和正方形?
問(wèn)題2:決定中點(diǎn)四邊形EFGH的形狀的主要因素是四邊形ABCD的邊?角?對(duì)角線?
設(shè)計(jì)說(shuō)明:研究一個(gè)問(wèn)題的逆命題,是數(shù)學(xué)的一大特色,也是發(fā)現(xiàn)和提出數(shù)學(xué)問(wèn)題常用的方法,兩個(gè)問(wèn)題引領(lǐng)學(xué)生逆向切入,從特殊再回歸一般,探尋出一般規(guī)律:決定“中點(diǎn)四邊形”EFGH的形狀的特定因素是四邊形ABCD的對(duì)角線的數(shù)量關(guān)系和位置關(guān)系,與其他因素?zé)o關(guān).原四邊形對(duì)角線相等時(shí)“中點(diǎn)四邊形”是菱形;原四邊形對(duì)角線互相垂直時(shí)“中點(diǎn)四邊形”是矩形;原四邊形對(duì)角線相等且互相垂直時(shí)“中點(diǎn)四邊形”是正方形,至此,學(xué)生的認(rèn)識(shí)得以升華.
再攀新高:
問(wèn)題1:如圖13:E、F、G、H分別為各邊的四等分點(diǎn),則四邊形EFGH是什么圖形?
問(wèn)題2:如圖14:E、F分別AB、BC邊的四等分點(diǎn),G、H分別為邊CD、DA的中點(diǎn),則四邊形EFGH是什么圖形?
設(shè)計(jì)說(shuō)明:讓中點(diǎn)向前進(jìn)一步,探索四等分點(diǎn)問(wèn)題,拉大了思維空間,給了學(xué)生莫大的挑戰(zhàn).筆者通過(guò)幾何畫板的多重功能,把圖12演變成圖13、圖14,觀察、發(fā)現(xiàn)、猜測(cè)、最后證明,需要說(shuō)明的是,這里的證明需要輔助線的支持,基本圖形的構(gòu)造走向了深層,使得轉(zhuǎn)化更具有思想“味道”.
經(jīng)驗(yàn)之談:以此環(huán)節(jié)作結(jié),略.
本節(jié)課力求凸顯幾何畫板等現(xiàn)代技術(shù)的作用,為學(xué)生創(chuàng)建一個(gè)學(xué)習(xí)、研究的優(yōu)質(zhì)情境,使學(xué)生明其理、悟其法、通其變(圖形的變換、問(wèn)題的變式等),誘導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)規(guī)律,提煉經(jīng)驗(yàn),探尋道術(shù),以達(dá)發(fā)展思維之旨.
(3)重心問(wèn)題(1課時(shí),限于篇幅,略)
(4)梯形問(wèn)題(1課時(shí),梯形輔助線的構(gòu)建,略)
所謂的整體建構(gòu),就是把教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過(guò)程和教學(xué)方法看作一個(gè)有機(jī)整體,以知識(shí)做例子,研究問(wèn)題的通用工具為載體,創(chuàng)造知識(shí)感悟場(chǎng),整體建構(gòu)能力、邏輯、知識(shí)體系,實(shí)現(xiàn)知識(shí)向能力和能力促知識(shí)的相互轉(zhuǎn)化.與循序漸進(jìn)式教學(xué)相比,整體建構(gòu)教學(xué)模式實(shí)際上是一種思維方式的改變,過(guò)去是讓學(xué)生從具體的知識(shí)點(diǎn)入手,到最后才能看清廬山真面目(知識(shí)的整體結(jié)構(gòu)).這就像是觀光覽景,原來(lái)是先進(jìn)入景區(qū),看了半天也不知整體如何,而現(xiàn)在就先在空中看清楚,然后再深入到景點(diǎn)之中慢慢欣賞.
如《四邊形》一章所學(xué)的新知識(shí)只是我們驗(yàn)證通用工具(邊、角、線)的例子,這樣學(xué)生就站在一個(gè)“道”的高度,一個(gè)制空點(diǎn)上來(lái)學(xué)新知識(shí),把新授課上成生長(zhǎng)課或復(fù)習(xí)課,學(xué)生有道可循,有法可依,學(xué)習(xí)自然成為一件有意義的活動(dòng),自然生發(fā)“會(huì)當(dāng)凌絕頂,一覽眾山小”的王者心態(tài).
整體架構(gòu)是不是憑空而起?是不是空穴來(lái)風(fēng)?到底怎樣落實(shí)整體架構(gòu)?諸多問(wèn)題均需要我們深度思考.整體架構(gòu)離不開“類比、歸納和猜想”三大法寶,但不論是歸納還是類比,落腳點(diǎn)都在猜想(發(fā)現(xiàn)與提出命題的能力),“大膽地猜想,小心地求證”的論斷彰顯出猜想的地位.
我們知道,下位架構(gòu)靠的是邏輯推演,上位架構(gòu)靠的是歸納猜想,平行架構(gòu)靠的是類比聯(lián)想.這都是架構(gòu)的有力推手.有了這些推手,我們就可充分利用它們,搭建起知識(shí)的縱橫結(jié)構(gòu),描繪出知識(shí)的地圖縮影,使學(xué)生獲得一種學(xué)習(xí)的方法,實(shí)現(xiàn)一種“會(huì)學(xué)”基礎(chǔ)上的“學(xué)會(huì)”,實(shí)現(xiàn)“由技到道”的轉(zhuǎn)變,如此而然,就能為學(xué)習(xí)的后程蘊(yùn)足底氣.有了這些強(qiáng)大的推手,知識(shí)的高樓大廈就能拔地而起.
(1)全息理論
所謂全息是指整體上的任何一部分或母系統(tǒng)中的任何一個(gè)子系統(tǒng),都包含著整體或母系統(tǒng)的全部信息.全息理論是研究事物間所具的全息關(guān)系的特性和規(guī)律的學(xué)說(shuō),它具有部分是整體的縮影規(guī)律;反映事物之間的全息關(guān)系的全息等式.它本質(zhì)上是事物之間的相互聯(lián)系性,通俗地講,就是“一葉知秋”,就是“窺一斑而知全豹”.仔細(xì)研究不難發(fā)現(xiàn),幾何封閉圖形都是基于邊、角、線的元素及其關(guān)系設(shè)定的,因此,它就是幾何的全息元,既然如此,我們就可利用這一條脈絡(luò),全息輝映,貫通整個(gè)幾何體系.
從全息論的觀點(diǎn)看,學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程也是新知識(shí)和原有知識(shí)建立聯(lián)系的過(guò)程,這種聯(lián)系建立的越多,新舊知識(shí)的全息度就越大,學(xué)生對(duì)新知識(shí)的掌握就越牢固,理解就越深刻,運(yùn)用就越自如.
(2)布魯納的結(jié)構(gòu)教學(xué)論
著名心理學(xué)家布魯納認(rèn)為:“任何事情都必須放到一個(gè)結(jié)構(gòu)好的框架里去,否則很快就忘了.”“經(jīng)典的遷移問(wèn)題的中心,與其說(shuō)是單純地掌握事實(shí)與技能,不如說(shuō)是教授和學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu).”“不論我們選教什么學(xué)科,務(wù)必使學(xué)生理解各門學(xué)科的基本結(jié)構(gòu).”等諸多論斷都直擊關(guān)鍵詞“結(jié)構(gòu)”,事實(shí)證明,知識(shí)只有納入結(jié)構(gòu)、形成體系,才能有利于儲(chǔ)存和提取.我們繼續(xù)聆聽布魯納對(duì)“結(jié)構(gòu)”的解讀:“學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)就是學(xué)習(xí)事物怎樣相互聯(lián)系的.”聯(lián)系就是規(guī)律,對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)而言,就是哲學(xué)地看待數(shù)學(xué),就是揭示數(shù)學(xué)的本質(zhì),一般來(lái)說(shuō),學(xué)生所獲取知識(shí)是形式的、離散的、表象的,需要我們啟發(fā)學(xué)生整理加工,在頭腦“內(nèi)化”的基礎(chǔ)上形成多要素、多層次、多系列的網(wǎng)絡(luò)狀的縱橫聯(lián)系的動(dòng)態(tài)知識(shí)結(jié)構(gòu),并作為“內(nèi)存”豐盈學(xué)生的智慧,如此,才能順應(yīng)學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律,才會(huì)有真正意義上的數(shù)學(xué)收益.
(3)認(rèn)知負(fù)荷理論
認(rèn)知負(fù)荷是指某種信息材料在心理加工過(guò)程中所需要的認(rèn)知資源的總量.斯威勒的認(rèn)知負(fù)荷理論的主要觀點(diǎn)之一:知識(shí)以圖示的形式存儲(chǔ)于長(zhǎng)時(shí)記憶中,圖示建構(gòu)后能通過(guò)實(shí)踐進(jìn)一步自動(dòng)化.圖示的構(gòu)建能降低工作記憶的負(fù)荷.
基于這一理論,縱然四邊形一章認(rèn)知信息非常之多,但由于做了整體梳理,形成了認(rèn)知信息組塊,即“邊、角、線”的整體簡(jiǎn)約圖示,這種“邊角線打包”的方式,有效地將內(nèi)部認(rèn)知負(fù)荷由“超載”降到“滿載”,從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的最大效益,以達(dá)到優(yōu)化的教學(xué)境界.
整體架構(gòu),有了“前思后想”保駕護(hù)航,定然會(huì)出現(xiàn)“一橋飛架南北,天塹變通途”的心儀景觀!筆者期待踐行的收益更加豐碩!
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