☉浙江寧波市鎮(zhèn)海蛟川書(shū)院 陳 麗
“核心素養(yǎng)”是近年教育研究的熱點(diǎn)問(wèn)題,2018年1月23日—24日,教育部長(zhǎng)陳寶生在全國(guó)教育工作會(huì)上提出繼續(xù)把“聚焦根本任務(wù),系統(tǒng)推進(jìn)立德樹(shù)人”作為2018年教育事業(yè)發(fā)展的七大主攻方向之一.核心素養(yǎng)的落實(shí)離不開(kāi)學(xué)科素養(yǎng),而數(shù)學(xué)是思維的科學(xué),在數(shù)學(xué)課堂上培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)高階思維、滲透數(shù)學(xué)素養(yǎng)是現(xiàn)在教學(xué)的核心價(jià)值取向和教學(xué)目標(biāo)追求.按照布盧姆教育目標(biāo)分類(lèi)對(duì)認(rèn)知過(guò)程的劃分,數(shù)學(xué)高階思維是指發(fā)生在數(shù)學(xué)活動(dòng)中的較高的認(rèn)知水平層次上的心智活動(dòng)或認(rèn)知能力,它在教學(xué)目標(biāo)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)中主要表現(xiàn)為分析、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造.如何在數(shù)學(xué)課堂上培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng),促進(jìn)學(xué)生高階思維的發(fā)展?筆者以直角坐標(biāo)系中“斜三角形”的面積求法為例,淺談自己的一些嘗試.
數(shù)學(xué)課堂只有制定貫通整節(jié)課的教學(xué)目標(biāo),才能精準(zhǔn)把握教學(xué)方向,尋找培養(yǎng)學(xué)生素養(yǎng)、發(fā)展學(xué)生高階思維的契機(jī).三角形面積及面積產(chǎn)生的坐標(biāo)問(wèn)題是中考命題者比較喜歡的方向,尤其與一次函數(shù)、二次函數(shù)、反比例函數(shù)相結(jié)合,其中相關(guān)的變式問(wèn)題也很多.并且在直角坐標(biāo)系中,對(duì)于任意一個(gè)三角形,當(dāng)三角形的三個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)確定時(shí),都可以通過(guò)平移變換將三角形轉(zhuǎn)化為頂點(diǎn)在原點(diǎn)的三角形,因此只需要研究頂點(diǎn)是原點(diǎn)的常規(guī)三角形的面積求法.本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)是課堂上通過(guò)數(shù)學(xué)活動(dòng),讓學(xué)生掌握頂點(diǎn)在原點(diǎn)的常規(guī)三角形的常用處理方法,如割、補(bǔ)、移等.那么課堂上如何啟發(fā)引導(dǎo)才能讓學(xué)生自然想到這些方法?如何讓學(xué)生通過(guò)自主探究、合作交流掌握常規(guī)三角形幾種常見(jiàn)的處理方法?能不能讓學(xué)生在課堂產(chǎn)生一些有創(chuàng)造性的想法,產(chǎn)生一些增量,讓學(xué)生有更多的體會(huì)和新的收獲?
1.追本溯源,為形成學(xué)生高階思維接力.
問(wèn)題1:如圖1,在直角坐標(biāo)系中,若A(2,1)、B(3,0),求△AOB的面積.
師:3是誰(shuí)的長(zhǎng)?
生:OB.
師:OB這條線(xiàn)段在面積公式中指什么?
生:底.
師:1是什么呢?
生:高.
師:為什么選擇OB作為底呢?
生:因?yàn)榈自谧鴺?biāo)軸上,比較容易求解.
問(wèn)題2:如圖2,在直角坐標(biāo)系中,若A(2,1)、B(0,3),求△AOB的面積.
師:你選誰(shuí)為底?
生:OB.
師:為什么?
生:因?yàn)镺B在y軸上.
【設(shè)計(jì)意圖】問(wèn)題是思維的起點(diǎn),巧設(shè)問(wèn)題串,層層推進(jìn),由表及里,將學(xué)生淺顯易懂的知識(shí)進(jìn)行剝離,表象知識(shí)內(nèi)隱化,去表存真,探本求源,幫助學(xué)生找到思維的原點(diǎn),這也是新知的生長(zhǎng)點(diǎn),為發(fā)展學(xué)生高階思維接力.
2.拾階而上,為培養(yǎng)學(xué)生高階思維助力.
問(wèn)題3:如圖3,在直角坐標(biāo)系中,若A(2,1)、B(1,2),求△AOB的面積.
師:我給大家兩點(diǎn)建議,有思路的同學(xué)將思路寫(xiě)下來(lái):你是怎么處理的?為什么這么處理?有的同學(xué)做不出來(lái),沒(méi)關(guān)系,我們還在學(xué)習(xí)階段,思考一下在求解過(guò)程中你碰到了什么問(wèn)題干擾你思路的形成?什么原因困擾你?
(三分鐘后)
生:底和高不知道.
師:你選誰(shuí)為底?
生:(支支吾吾)我想選OA為底.
師:OA的長(zhǎng)是多少?
師:怎么求的?
生:勾股定理.
師:OA上的高可以求嗎?
(學(xué)生沒(méi)有太大反應(yīng))
師:我們來(lái)看題目中的條件,這個(gè)題目中給的條件是什么?是不是三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)都給定了?三角形的邊OB、AB可以求嗎?怎么求?
師:如圖4,過(guò)點(diǎn)B作BC⊥AC于點(diǎn)C,要想求高線(xiàn)BC的長(zhǎng),需要求誰(shuí)的長(zhǎng)?
生:OC.
師:怎么辦?
生:設(shè)OC=x,列方程.
師:怎么列?
師:這種解法比較煩瑣,思考:為什么問(wèn)題1、問(wèn)題2中的兩個(gè)三角形的面積容易求出?與問(wèn)題3的區(qū)別在哪里?
生:?jiǎn)栴}1、問(wèn)題2中的三角形有一條邊在坐標(biāo)軸上,而問(wèn)題3中三角形的邊沒(méi)有在任何坐標(biāo)軸上.
師:你有沒(méi)有什么辦法將問(wèn)題3中的三角形進(jìn)行轉(zhuǎn)化?
生:如圖5,可以用矩形ODEF的面積減去三個(gè)三角形S△AOD、S△ABE、S△OBF,進(jìn)行求解.S△AOB=S矩形ODEF-S△AOD-S△ABES△OBF=2-
師:我們用了兩種方法,對(duì)這兩種解法你有哪些體會(huì)?
生:將三角形轉(zhuǎn)化成邊在坐標(biāo)軸上,方便求解.
師:非常好,問(wèn)題1、問(wèn)題2中的三角形的邊是有“橫豎”的線(xiàn)段,而問(wèn)題3中的三角形沒(méi)有一邊是“橫豎”的,為了方便,我們約定,存在“橫向”或“豎向”邊的三角形稱(chēng)為“直三角形”,沒(méi)有“橫向”或“豎向”邊的三角形稱(chēng)為“斜三角形”.
師:請(qǐng)思考剛才的解答,我們作了什么樣的處理?為什么要進(jìn)行這樣的處理?請(qǐng)跟大家分享一下.
生:通過(guò)構(gòu)造矩形,把斜三角形變成了直三角形.
師:非常好,要求斜三角形的面積我們要進(jìn)行處理,處理的目標(biāo)很清楚,就是產(chǎn)生直三角形,請(qǐng)思考:剛才我們是怎么產(chǎn)生直三角形的?
生:作垂線(xiàn),構(gòu)造矩形.
師:一定要構(gòu)造矩形嗎?可不可以?xún)?yōu)化一下?
生:如圖6,直接補(bǔ)成梯形就好.
師:很棒,是的,可以通過(guò)作垂線(xiàn),把斜三角形補(bǔ)成矩形或梯形,轉(zhuǎn)化成直三角形進(jìn)行求解.
【設(shè)計(jì)意圖】順應(yīng)學(xué)生的思維軌跡,巧設(shè)階梯型問(wèn)題,通過(guò)師生對(duì)話(huà),啟迪學(xué)生的思維,促進(jìn)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的深度理解.通過(guò)對(duì)問(wèn)題的感知、探索、求解、對(duì)比,深化思維,激發(fā)學(xué)生思維發(fā)展的內(nèi)部動(dòng)機(jī),轉(zhuǎn)化為高階思維發(fā)展的內(nèi)驅(qū)力,創(chuàng)造合適契機(jī),滲透素養(yǎng),逐步實(shí)現(xiàn)由“低層次思維”向“高階思維”的轉(zhuǎn)化,培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力.
3.自然生長(zhǎng),為發(fā)展學(xué)生高階思維發(fā)力.
師:我們發(fā)現(xiàn)將斜三角形轉(zhuǎn)化為直三角形更容易求解,那么除了作垂線(xiàn)的方法,還有沒(méi)有別的處理途徑,能夠產(chǎn)生直三角形,且產(chǎn)生的直三角形與原來(lái)的斜三角形之間存在聯(lián)系?先獨(dú)立思考,有想法了把想法寫(xiě)下來(lái),在圖上畫(huà)出你的處理方案,思考并寫(xiě)出你的處理方案產(chǎn)生了哪些直三角形.
(三分鐘后,合作交流)
師:前后四人為一小組,各小組起立,交流各自的處理方法,說(shuō)出這樣處理的原因.若無(wú)自己的處理方法,則交流困惑的問(wèn)題.同伴間可幫助.若討論后小組仍無(wú)思路,思考以下三個(gè)問(wèn)題:
(1)能不能在x軸上找點(diǎn)P,使△PBO包含△AOB?(2)如何分割△AOB能產(chǎn)生直三角形?
(3)是否存在與△AOB面積相等的三角形?若存在,該怎么找?
討論結(jié)束后,請(qǐng)坐下去,任選一種方法,寫(xiě)出詳細(xì)解答過(guò)程,并與大家分享
生:如圖7,延長(zhǎng)BA交x軸于點(diǎn)P.
師:非常好,產(chǎn)生了哪些與斜△AOB有關(guān)的直三角形?
生:△BOP、△AOP.
師:那么斜△AOB的面積怎么求?
生:S△AOB=S△BOP-S△AOP.
生:如圖8,也可延長(zhǎng)AB交y軸于點(diǎn)M,S△AOB=S△MOAS△MOB.
師:很好,這兩個(gè)同學(xué)都是通過(guò)補(bǔ)的方法,將斜三角形的面積轉(zhuǎn)化成了兩個(gè)直三角形的面積差來(lái)求解.結(jié)合老師剛才提出的三個(gè)問(wèn)題,還有哪個(gè)小組有不同的方案?
生:如圖9,可以過(guò)點(diǎn)A作AN平行于x軸,交OB于點(diǎn)N,則S△AOB=S△ANO+S△ANB
師:如何求AN的長(zhǎng)?
生:我們組還有另一種做法,如圖10,過(guò)點(diǎn)B作BQ平行于y,交OA于點(diǎn)Q,做法和剛才的類(lèi)似.
(同學(xué)們情不自禁地報(bào)以熱烈的掌聲)
師:你們組很棒.
(這時(shí)已經(jīng)有學(xué)生在舉手,迫不及待地要發(fā)言了)
生:如圖11,過(guò)點(diǎn)B作BG平行于OA,交y軸于點(diǎn)G,連結(jié)GA,則S△AOB=S△AOG.
師:如何求直△AOG的面積?
生:先求G點(diǎn)的坐標(biāo).因?yàn)镚B與OA平行,所以kGB=,所以點(diǎn)G),則S=△AOG
師:這個(gè)直三角形你是怎么找到的?
生:過(guò)點(diǎn)B作OA的平行線(xiàn),平行線(xiàn)上任意一點(diǎn)與OA構(gòu)成的三角形都與△AOB的面積都相等,只要與坐標(biāo)軸相交,便可以找到相應(yīng)的面積相等的直三角形.
師:你歸納得非常好,也就是要過(guò)三角形的一個(gè)頂點(diǎn)作邊的平行線(xiàn),與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)構(gòu)成的三角形便是要找的直三角形.請(qǐng)大家作圖試試看,你可以找到多少個(gè)這樣的直三角形?
生:過(guò)點(diǎn)B作BI平行于OA,交x軸于點(diǎn)I,連接AI,則S△AOB=S△AOI.
生:還可以過(guò)點(diǎn)A作OB的平行線(xiàn)分別交x軸于點(diǎn)H,交y軸于點(diǎn)J,則S△AOB=S△HOB,S△AOB=S△AOJ.
【設(shè)計(jì)意圖】為了激活不同思維程度的學(xué)生的思維,筆者以素養(yǎng)為本,精心設(shè)計(jì)啟發(fā)性問(wèn)題串,置學(xué)生于憤悱狀態(tài),激發(fā)學(xué)生探知的欲望.筆者首先讓學(xué)生自己操作,自己感悟,再進(jìn)行小組合作,給學(xué)生提供動(dòng)腦、動(dòng)口的機(jī)會(huì),使學(xué)生積極主動(dòng)地進(jìn)行思維活動(dòng),讓學(xué)生在對(duì)話(huà)和思維的碰撞中提升思維能力,活化所學(xué)知識(shí),讓學(xué)生在探究的過(guò)程中既掌握所學(xué)知識(shí)和技能,又感悟知識(shí)的本質(zhì),積累思維和實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn),形成和發(fā)展核心素養(yǎng),助力培養(yǎng)學(xué)生的高階思維,讓不同思維層次的學(xué)生更上一個(gè)思維臺(tái)階.
師:通過(guò)以上交流和探索,對(duì)于如何求斜三角形的面積,你有哪些解題經(jīng)驗(yàn)?
求斜三角形的面積→求直角三角形的面積:
【設(shè)計(jì)意圖】教師引導(dǎo)學(xué)生及時(shí)梳理、歸納,幫助學(xué)生理清思維脈絡(luò),形成知識(shí)體系.課堂小結(jié)不僅是對(duì)本節(jié)課所學(xué)知識(shí)的總結(jié),還是對(duì)獲得知識(shí)所用方法的提煉,更是對(duì)解決學(xué)習(xí)困惑的經(jīng)驗(yàn)積累與提升.通過(guò)小結(jié),可以讓學(xué)生內(nèi)隱的數(shù)學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)顯性化,形成體系.
課后思考:先畫(huà)圖思考你對(duì)這些斜三角形有哪些處理方法,任選一種方法求△AOB的面積.
問(wèn)題1:在直角坐標(biāo)系中,若A(2,1)、B(3,3),求△AOB的面積.
問(wèn)題2:在直角坐標(biāo)系中,若A(2,1)、B(1,-1),求△AOB的面積.
問(wèn)題3:在直角坐標(biāo)系中,若A(2,1)、B(1,-1)、求△ABC的面積.
徐斌艷教授曾指出:學(xué)生核心素養(yǎng)的形成不是依賴(lài)單純的課堂教學(xué),而是依賴(lài)學(xué)生參與其中的教學(xué)活動(dòng);不是依賴(lài)記憶與理解,而是依賴(lài)感悟與思維;它應(yīng)該是日積月累的、自己思考的經(jīng)驗(yàn)的積累.因此數(shù)學(xué)課堂上教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)基于學(xué)情的教學(xué)活動(dòng),幫助學(xué)生感悟、內(nèi)化,形成高階思維能力.一節(jié)課的結(jié)束,不應(yīng)該是思維的終點(diǎn),而應(yīng)該是思維更高的起點(diǎn).教師要精心設(shè)計(jì)延伸性問(wèn)題,幫助學(xué)生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)與發(fā)展,讓學(xué)生不因教學(xué)的停止而使數(shù)學(xué)思考停止.
教育的目的是什么?懷特海認(rèn)為,學(xué)生是有血有肉的人,教育的目的是激發(fā)和引導(dǎo)他們的自我發(fā)展之路,他指出“不能讓思維僵化,而要讓它生動(dòng)活潑起來(lái)——這是所有教育的核心問(wèn)題”,這不僅關(guān)系到學(xué)生的成長(zhǎng),更關(guān)系到社會(huì)的發(fā)展.
1.安德森,等,著.布盧姆教育目標(biāo)分類(lèi)學(xué):分類(lèi)學(xué)視野下的學(xué)與教及其測(cè)評(píng)(完成版)[M].蔣小平,張琴美,羅晶晶,譯.北京:外語(yǔ)教學(xué)與研究出版社,2009.
2.羅增儒.核心素養(yǎng)與課堂研修[J].中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)參考(中),2017(8).
3.廖輝輝,史寧中,朱丹紅.數(shù)學(xué)基本思想、核心素養(yǎng)內(nèi)涵及教學(xué)[J].福建教育(中學(xué)版),2016(7/8).
4.褚水林.促進(jìn)高階思維能力發(fā)展的數(shù)學(xué)問(wèn)題設(shè)計(jì)[J].中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)參考(中),2017(10).W