韋建華
摘 要:教師是課堂教學(xué)中的主導(dǎo)者,將學(xué)生向什么方向引導(dǎo),取決于教師自身對(duì)教學(xué)文本內(nèi)容的理解和創(chuàng)新。許多數(shù)學(xué)知識(shí)問題本身蘊(yùn)含著探求未知世界、追求科學(xué)真理的功能。數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的領(lǐng)悟理解與解題運(yùn)用都是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)價(jià)值的重要方面,隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步,厚此薄彼的現(xiàn)象一定會(huì)成為歷史。
關(guān)鍵詞:質(zhì)疑;突破;引導(dǎo)
社會(huì)需要進(jìn)步與發(fā)展,發(fā)展需要融合與創(chuàng)新。為此,我們的教育教學(xué)課程也在進(jìn)行著一輪又一輪的改革,我們的課堂教學(xué)模式不斷推陳出新。知識(shí)的力量來源于知識(shí)的獲得和應(yīng)用過程,根據(jù)現(xiàn)代建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論,在這個(gè)過程中教師的主導(dǎo)作用在于“導(dǎo)”。教學(xué)模式改革能更新我們的引導(dǎo)方式,然而引導(dǎo)什么,將學(xué)生向什么方向引導(dǎo),取決于我們教師自身對(duì)文本的理解和創(chuàng)新。筆者結(jié)合自身初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的兩個(gè)案例談?wù)勛约簩?duì)數(shù)學(xué)單元教學(xué)“突破”的看法與感悟。
一、突破章節(jié)領(lǐng)域的樊籬舉例——相似三角形章節(jié)教學(xué)中的典型圖形“A型”與“X型”教學(xué)
如圖1和圖2,點(diǎn)D在AB上,點(diǎn)E、F在AC上。當(dāng)∠ADE=∠B或等價(jià)于這一條件時(shí),△ADE∽△ABC,為平行性相似;當(dāng)∠AFD=∠B或等價(jià)于這一條件時(shí),△AFD∽△ABC,為不平行性相似。這就是相似三角形中的A型和X型。
A型和X型兩個(gè)幾何模型在初中幾何學(xué)習(xí)實(shí)踐中運(yùn)用非常廣泛,這里不一一贅述。我想談一個(gè)我們平時(shí)教學(xué)中都會(huì)碰到的典型問題。如圖3,當(dāng)DE∥BC時(shí)圖中有幾對(duì)相似三角形?如圖4,當(dāng)∠AED=∠ABC時(shí),圖中有幾對(duì)相似三角形?問題理解:(1)共性——這兩個(gè)問題都是“A型”中包含“X型”;(2)區(qū)別——其中一個(gè)是平行的相似,另一個(gè)是不平行的相似;(3)意義——以上問題看似兩個(gè)問題,實(shí)質(zhì)是一類問題的有機(jī)組合,是我們相似形單元教學(xué)的核心問題之一。這兩個(gè)問題在我們單元教學(xué)時(shí)都會(huì)進(jìn)行講解,而且還會(huì)多次重復(fù),但收效并不明顯。有經(jīng)驗(yàn)的老師會(huì)將這兩個(gè)問題一起對(duì)比著進(jìn)行講解,但似乎仍有令人費(fèi)解之處。下面我將我的講解方法與大家探討。
第一層次,從相似三角形判定條件出發(fā)講清原因。設(shè)計(jì)問題導(dǎo)學(xué)1:當(dāng)DE∥BC時(shí),如圖3,可得幾對(duì)三角形相似?學(xué)生會(huì)回答:△ADE∽△ABC和△DOE∽△COB。但是,學(xué)生還會(huì)說△ADC與△AEB、△BOD與△COE分別相似。特別是△BOD與△COE,學(xué)生會(huì)由△DOE∽△COB得出,再由且∠DOE=∠EOC得出△BOD∽△COE。此時(shí)老師要介入引導(dǎo),師生共同質(zhì)疑是否為△BOD與△COE相似的兩邊成比例的對(duì)應(yīng)條件,等等。從而得出正確結(jié)論:當(dāng)DE∥BC時(shí),只有△ADE∽△ABC和△DOE∽△COB兩對(duì)三角形相似。設(shè)計(jì)問題導(dǎo)學(xué)2:當(dāng)∠AED=∠ACB時(shí),如圖4,可得幾對(duì)三角形相似?學(xué)生開始會(huì)回答只有△AED∽△ABC,接著,有學(xué)生會(huì)想到△AEB∽△ADC(由△AED∽△ABC?圯,又因?yàn)椤螦=∠A得出△AEB∽△ADC)。還有嗎?老師繼續(xù)引導(dǎo)。學(xué)生進(jìn)一步思考,能夠得到△DOB∽△EOC,接著探究又能得出△DOE∽△BOC。還有嗎?學(xué)生意猶未盡,但是在有學(xué)生提出△BDE與△CED等時(shí),學(xué)生是比較容易從角不一定對(duì)應(yīng)相等來反駁的。在分析不存在更多相似三角形之后,總結(jié):如圖4,當(dāng)∠AED=∠ACB時(shí),有△AED∽△ABC、△AEB∽△ADC、△ DOB∽△EOC、△DOE∽△BOC四對(duì)相似三角形。這樣雖然講清道理了,但學(xué)生就掌握了嗎?是否只有知識(shí)理解的厚度,缺乏幾何認(rèn)知規(guī)律的一致性引導(dǎo),而不利于學(xué)生的理解記憶呢?——不平行的反而相似三角形對(duì)數(shù)增加了,為什么?
第二層次,深度探究,從圖形特征闡述內(nèi)在區(qū)別。一般來說特殊圖形往往具備更多的特殊性質(zhì)。平行在學(xué)生心中印象很深,學(xué)生大多會(huì)認(rèn)為這個(gè)條件更具備特殊性,理應(yīng)有更多的相似三角形。上述問題似乎與這一經(jīng)驗(yàn)不符,不平行的反而相似三角形對(duì)數(shù)增加了。開始我也不解其因,特殊圖形應(yīng)該具備更為特殊的性質(zhì),作為教師如果不能將這個(gè)問題想清楚,就不能引導(dǎo)學(xué)生在直覺感性上接受。在之前圓的教學(xué)中,新蘇科版教材增添了圓的內(nèi)接四邊形對(duì)角互補(bǔ)性質(zhì)定理——蘇科版數(shù)學(xué)2013版八年級(jí)第59頁。由此,可知圓的內(nèi)接四邊形外角等于相鄰內(nèi)角的對(duì)角。反過來,如果一個(gè)四邊形的外角等于內(nèi)對(duì)角,這個(gè)四邊形就是圓的內(nèi)接四邊形,這個(gè)結(jié)論學(xué)生是能夠理解的。圖4中的四邊形BCED不就是圓的內(nèi)接四邊形嗎?于是我有感而發(fā),提出了問題導(dǎo)學(xué)3:四邊形BCED有什么特殊之處?并進(jìn)一步解釋,由∠AED=∠ACB能得到四點(diǎn)B、C、E、D在同一個(gè)圓上。既然如此,“四點(diǎn)共圓”顯然要比“平行”條件更特殊,四對(duì)相似三角形存在的內(nèi)在合理性不言而喻。
以往在對(duì)待上述問題時(shí)只是就題講題,而且要多次重復(fù)強(qiáng)調(diào),學(xué)生最終也只有厚度理解,而缺乏直覺感性認(rèn)識(shí),容易遺忘,教學(xué)效果欠佳。突破章節(jié)領(lǐng)域的樊籬,追本溯源多角度鏈接導(dǎo)學(xué),能推動(dòng)我們的教學(xué)整體聯(lián)動(dòng),使我們的數(shù)學(xué)課堂教學(xué)煥發(fā)活力,從而更大程度上提升教學(xué)質(zhì)量。
二、突破數(shù)形領(lǐng)域的樊籬舉例——關(guān)于“一次函數(shù)圖象是一條直線”教學(xué)
一次函數(shù)是初中數(shù)學(xué)教學(xué)研究的三大特殊函數(shù)之一,而且是學(xué)生學(xué)習(xí)的第一個(gè)重要函數(shù),在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中具有重要的基礎(chǔ)作用。一次函數(shù)圖象的許多重要性質(zhì)以及它的應(yīng)用都是建立在圖象是直線的基礎(chǔ)之上,而且今后在學(xué)習(xí)曲線函數(shù)圖象時(shí),還要通過直線函數(shù)來反證曲線的合理性。作為教學(xué)多年的教師,深知一次函數(shù)圖象的基礎(chǔ)地位,如果不將一次函數(shù)圖象是直線這一現(xiàn)象給學(xué)生講清楚,我實(shí)過不了自己這一關(guān)。于是,在做好課前知識(shí)鋪墊、準(zhǔn)備后,基于數(shù)學(xué)研究的一般方法——操作演示、觀察猜想、驗(yàn)證證明,有了下面的教學(xué)實(shí)踐。
事先學(xué)生先通過列表、描點(diǎn),觀察猜想一次函數(shù)圖象是一條直線。如果不加深究,我們可以再讓學(xué)生畫幾個(gè)一次函數(shù)的圖象,列表、描點(diǎn)、連線,再用幾個(gè)滿足函數(shù)表達(dá)式的特殊值為坐標(biāo)的點(diǎn)驗(yàn)證在所畫直線上。但是我們知道列舉不能作為說明命題正確性的真正理由,與說明命題錯(cuò)誤不同。于是我提出了問題,為什么一次函數(shù)的圖象是一條直線?生答:通過畫圖觀察可知,通過驗(yàn)證可知。師導(dǎo):特例不能代替全部呀,我們有沒有推理說明的方法呢?下面我運(yùn)用由特殊(角平分線性質(zhì))到一般(相似三角形邊對(duì)應(yīng)成比例)的方法進(jìn)行了深度講解和剖析。
我在黑板上已畫好的平面直角坐標(biāo)系中,用尺規(guī)畫出了一三象限的角平分線,然后問:這條直線上的點(diǎn)的坐標(biāo)有何特征?生答:角平分線上的點(diǎn)到角兩邊的距離相等,所以縱坐標(biāo)等于橫坐標(biāo)。師導(dǎo):這條直線所對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系是什么?生答:y=x。師導(dǎo):滿足函數(shù)y=x的點(diǎn)(x,y)是否在這條直線上?生答:在。師導(dǎo):y=x是什么函數(shù)?生答:正比例函數(shù),一次函數(shù)。師導(dǎo):好,下面我將這條直線向下平移一個(gè)單位,經(jīng)過點(diǎn)(0,-1)。師導(dǎo):下面這條直線的函數(shù)表達(dá)式你能否得出?學(xué)生猜想:y=x-1。師導(dǎo):能證明嗎?我們?nèi)我猱嬕粭l垂直于x軸的直線m,如圖所示交這兩條直線于點(diǎn)B、C,BC與OA相等嗎?為什么?生答:相等,因?yàn)樗倪呅蜲ABC是平行四邊形。師導(dǎo):因?yàn)辄c(diǎn)C在直線y=x上,令任意點(diǎn)C的坐標(biāo)為(x,x),則點(diǎn)B的坐標(biāo)為(x,x-1),所以點(diǎn)B的縱坐標(biāo)y=x-1。由于可以是任意位置,如圖虛線位置有同樣的結(jié)論,所以這條直線表達(dá)式為y=x-1。反之,滿足函數(shù)y=x-1坐標(biāo)(x,y)的點(diǎn)也在這條直線上。這也就證明了一個(gè)非正比例的一次函數(shù)y=x-1的圖象也是直線,它是由y=x的圖像平移得到的。同樣可證函數(shù)y=x+b的圖象是一條直線。
下面進(jìn)一步引導(dǎo)到一般情形。師導(dǎo):那么是否任意正比例函數(shù)圖象都是直線呢?師導(dǎo):如圖點(diǎn)A的坐標(biāo)為(1,2),畫直線OA,作AB⊥x軸,垂足為點(diǎn)B,則=2,你能說出直線OA上的任意點(diǎn)C的坐標(biāo)特征嗎?生答:縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)的比值是2。師導(dǎo):為什么?生答:如圖點(diǎn)C(x,y)為直線上任意一點(diǎn),作CD⊥x軸,垂足為點(diǎn)D,則能得出△CDO∽△ABO,再由相似三角形邊對(duì)應(yīng)成比例,可以得到=2,即=2。師導(dǎo):很好,根據(jù)前面我們介紹的相似三角形的知識(shí),實(shí)際上就說明了這條直線的函數(shù)表達(dá)式是y=2x。反之,滿足函數(shù)y=2x坐標(biāo)(x,y)的點(diǎn)也在這條直線上。由此可知正比例函數(shù)y=2x的圖象是一條直線。以此類推,任意正比例函數(shù)y=kx的圖象都是一條直線。師導(dǎo):那么函數(shù)y=2x-1呢?y=2x+b呢?生答:再運(yùn)用平移的方法可以得到它們的函數(shù)圖象,比如:向下平移一個(gè)單位,令任意點(diǎn)G的坐標(biāo)為(x,2x),則點(diǎn)F坐標(biāo)為(x,2x-1),于是得到直線EF上點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)變量函數(shù)關(guān)系為y=2x-1,直線EF是一次函數(shù)的圖象。師導(dǎo):很好,以此類推,可以說明函數(shù)y=2x+b的圖象是一條直線。用同樣的方法可以說明任意一次函數(shù)y=kx+b的圖象是一條直線。
通過以上探索,先說明正比例函數(shù)圖象是一條直線,然后通過平移得出一般的一次函數(shù)圖象也是一條直線,同時(shí)闡明了一次函數(shù)圖象之間平行的關(guān)系特征。在說明函數(shù)問題的過程中結(jié)合圖形的平移、平行四邊形、相似三角形、坐標(biāo)等基礎(chǔ)知識(shí),蘊(yùn)含了由特殊到一般、類比等數(shù)學(xué)科學(xué)研究方法,突破了數(shù)與代數(shù)、圖形與幾何章節(jié)單一領(lǐng)域范疇。筆者上完,整個(gè)課堂感覺酣暢淋漓。師生共同感受到了數(shù)學(xué)探究、創(chuàng)新的快樂。“代數(shù)、幾何原本屬于數(shù)學(xué)不同的領(lǐng)域范疇,幾何代數(shù)統(tǒng)一體,永遠(yuǎn)聯(lián)系莫分離?!保ā獢?shù)學(xué)家華羅庚語。)。
數(shù)學(xué)是人類文明和智慧的結(jié)晶,書本上的每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)都是數(shù)學(xué)先輩們畢生的心血,經(jīng)歷了上百年甚至數(shù)千年的磨礪。數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的領(lǐng)悟理解與解題運(yùn)用都是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)價(jià)值的重要方面,隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步,厚此薄彼的現(xiàn)象一定會(huì)成為歷史。
編輯 王團(tuán)蘭