張忠
摘 要:有效的數(shù)學(xué)課堂結(jié)構(gòu)主要包括問(wèn)題情境、建構(gòu)活動(dòng)、數(shù)學(xué)化認(rèn)識(shí)、基礎(chǔ)訓(xùn)練和拓展延伸五個(gè)部分。我們數(shù)學(xué)教學(xué)關(guān)注全體學(xué)生在“基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能、基本思想、基本經(jīng)驗(yàn)”方面發(fā)展的前提下,還要精心設(shè)計(jì)“拓展延伸”教學(xué)內(nèi)容,引導(dǎo)學(xué)生的思維活動(dòng),拓展他們的思維空間,進(jìn)而提高他們的綜合數(shù)學(xué)素養(yǎng)。恰當(dāng)、適度地拓展延伸教學(xué)內(nèi)容,往往就來(lái)源于教材文本,本文結(jié)合相關(guān)案例從不同視角闡述對(duì)“拓展延伸”設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)。
關(guān)鍵詞:拓展延伸;挖掘教材;數(shù)學(xué)素養(yǎng)
“人人都能獲得良好的數(shù)學(xué)教育,不同的人在數(shù)學(xué)上得到不同的發(fā)展?!币虼?,數(shù)學(xué)教師應(yīng)認(rèn)真研讀《標(biāo)準(zhǔn)》和教材,明確每節(jié)課的教學(xué)目標(biāo),從中挖掘出相關(guān)素材進(jìn)行有效設(shè)計(jì)、優(yōu)化課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)。下面,筆者結(jié)合相關(guān)案例從不同視角闡述對(duì)“拓展延伸”設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)。
一、數(shù)學(xué)思想方法的橫向拓展
1.案例1
由于三角形全等是三角形相似的特殊情況,所以在設(shè)計(jì)蘇科版教材九年級(jí)下《6.4探索三角形相似的條件》教學(xué)時(shí),我沒(méi)有完全按照教材的體系進(jìn)行教學(xué),而是把教學(xué)目標(biāo)由“課時(shí)目標(biāo)”調(diào)整為“單元目標(biāo)”,即類比三角形全等的定義和判定方法的探索進(jìn)程,將教材內(nèi)容進(jìn)行整合,在第一課時(shí)就先搭建起“探索三角形相似的條件”的框架,然后在后續(xù)的課上再對(duì)每一種判定方法進(jìn)行推理說(shuō)明、應(yīng)用,從而使學(xué)生對(duì)本單元的研究與探索有一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)。于是,在第一節(jié)課我設(shè)計(jì)了三個(gè)問(wèn)題讓學(xué)生思考或討論:
問(wèn)題1.回憶相似三角形的定義。
問(wèn)題2.回憶全等三角形的定義,并與相似三角形定義比較有何異同。
問(wèn)題3.回憶全等三角形的判定方法,由此猜想兩個(gè)三角形相似需要具備哪些條件?
然后引導(dǎo)學(xué)生猜想并畫(huà)出三角形相似與全等之間的結(jié)構(gòu)圖(如圖1)。
2.有效性分析
本案例運(yùn)用類比的思想方法,很容易引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)起上述的知識(shí)體系,同時(shí)能感悟到對(duì)于三角形全等或相似的判定,定義是最基本的方法,而從定義到一般的判定方法的猜想與探索就是一個(gè)條件弱化、減少的過(guò)程;而對(duì)于直角三角形全等的判定,不僅可用一般三角形全等的判定方法也有它自身的特殊方法;類似地,直角三角形相似的判定是否也有更簡(jiǎn)單的方法呢?筆者留了一個(gè)問(wèn)號(hào),讓有興趣的同學(xué)在本單元的學(xué)習(xí)結(jié)束后繼續(xù)去猜想、探索,以此培養(yǎng)學(xué)生要注重新知識(shí)的探索方法與形成過(guò)程,而不是簡(jiǎn)單的結(jié)果,這種通過(guò)數(shù)學(xué)思想方法的橫向拓展訓(xùn)練,可最大化地提高課堂教學(xué)效益,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有效的數(shù)學(xué)思考,開(kāi)闊他們的數(shù)學(xué)視野。
二、數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)的縱向拓展
1. 案例2
在四邊形的探索研究中,我們得到結(jié)論“依次連結(jié)一個(gè)任意四邊形各邊中點(diǎn),所得到的四邊形一定是平行四邊形”,即:如圖2,四邊形ABCD中,點(diǎn)E、F、G、H分別為各邊的中點(diǎn),則四邊形EFGH是平行四邊形。這里綜合地考察了“三角形中位線性質(zhì)定理”和“平行四邊形的判定定理”。
圖中四邊形EFGH一般稱作“中點(diǎn)四邊形”,它的形狀只與四邊形ABCD的對(duì)角線AC、BD的數(shù)量、位置有關(guān);同時(shí),它的面積與四邊形ABCD的面積也有關(guān)系。因此,在上述基礎(chǔ)上,我們作如下的再探索和思考。
探索一:
如圖3,四邊形ABCD中,點(diǎn)E、F、G、H分別為各邊的中點(diǎn),四邊形EFGH一般稱作“中點(diǎn)四邊形”。連結(jié)AC、BD,容易證明:中點(diǎn)四邊形EFGH一定是平行四邊形。
(1)如果改變?cè)倪呅蜛BCD的形狀,那么中點(diǎn)四邊形EFGH的形狀也隨之改變,通過(guò)探索發(fā)現(xiàn):
當(dāng)四邊形ABCD的對(duì)角線滿足AC=BD時(shí),四邊形EFGH是菱形;
當(dāng)四邊形ABCD的對(duì)角線滿足? ? ? ? ?時(shí),四邊形EFGH是矩形;
當(dāng)四邊形ABCD的對(duì)角線滿足? ? ? ? ?時(shí),四邊形EFGH是正方形;
(2)探索△AEH、△CFG與四邊形ABCD的面積之間的等量關(guān)系,請(qǐng)寫出你發(fā)現(xiàn)的結(jié)論并加以證明;
(3)如果四邊形ABCD的面積為2,那么中點(diǎn)四邊形EFGH的面積為多少?
探索二:
如圖4,在四邊形ABCD中,點(diǎn)E、F、G、H分別是AB、BC、CD、DE的中點(diǎn),EG與FH相交于O點(diǎn)。
(1)猜想EG與FH有怎樣的關(guān)系?并證明你的結(jié)論。
(2)請(qǐng)?zhí)砑右粋€(gè)條件? ? ? ? ? ? ? ?,使得EG與FH互相垂直。(3)若四邊形AEOH、BEOF、CFOG的面積分別為15、17、16,求四邊形DGOH的面積;若四邊形AEOH、四邊形BEOF、四邊形CFOG、四邊形DGOH的面積分別為S1、S2、S3、S4,利用(3)的計(jì)算結(jié)果;直接寫出S1、S2、S3、S4它們之間的關(guān)系。
2.有效性分析
本案例是對(duì)教材文本內(nèi)容的再思考、再探索,深層次地進(jìn)行了“挖掘”,并與相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了適當(dāng)?shù)穆?lián)系,是對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)的縱向拓展。這個(gè)問(wèn)題有較強(qiáng)的探究性,思維要求較高,故對(duì)不同的學(xué)生應(yīng)加以分層要求,可以放到課后讓學(xué)生思考、探究,甚至合作完成,這樣即有助于學(xué)生對(duì)“中點(diǎn)四邊形”的全面理解,起到舉一反三、觸類旁通的效果,又能引導(dǎo)學(xué)生形成動(dòng)態(tài)、全面地思考認(rèn)識(shí)問(wèn)題的習(xí)慣,教師平時(shí)應(yīng)該多引導(dǎo)學(xué)生多進(jìn)行這樣的總結(jié)和反思,反思題目的條件與結(jié)論之間的關(guān)系及分析思路、結(jié)論是否能推廣,反思如何引導(dǎo)學(xué)生從中進(jìn)行創(chuàng)造性思維的活動(dòng)、多角度思考問(wèn)題及多種方法解決問(wèn)題,從而提高學(xué)生的思維能力及學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。
三、數(shù)學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)的橫向拓展
1.案例3
在蘇科版數(shù)學(xué)八年級(jí)下冊(cè)我們學(xué)習(xí)了分式的基本性質(zhì): 分式的分子和分母都乘以(或除以)同一個(gè)不等于0的整式,分式的值不改變,即 =,=(其中B≠0,M為整式且M≠0)。
勤學(xué)善思的小明同學(xué)對(duì)此性質(zhì)產(chǎn)生了疑問(wèn): 分式的分子和分母都加上(或減去)同一個(gè)不等于0的整式 ,分式的值會(huì)怎樣呢?即? = (其中B≠0,M為整式且M≠0)成立嗎?
我們先來(lái)解決一個(gè)身邊的問(wèn)題:
一般地,在水中加入的糖越多,糖全部溶解后糖水就越甜。將A克白糖加水配制成B克糖水(B>A>0),此時(shí)糖水中的含糖量為;若再加入M克白糖(M >0),待全部溶解后糖水中的含糖量變?yōu)?。根?jù)生活經(jīng)驗(yàn),我們可以得到一個(gè)不等式: < ,你能說(shuō)明其中的道理嗎?
實(shí)際上, - = = ,因?yàn)锽>A>0,M>0,則>0,即 <,由此可知,一般地 ≠(其中B≠0,M為整式且M≠0)。
2.有效性分析
上述案例是對(duì)分式性質(zhì)的再思考,所產(chǎn)生的問(wèn)題是對(duì)學(xué)生原有的數(shù)學(xué)知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)的一個(gè)橫向拓展,部分學(xué)生很自然產(chǎn)生一個(gè)疑問(wèn)。而問(wèn)題的探索與解決,則先是在生活經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上去思考,然后主要通過(guò)“作差”、分式的運(yùn)算來(lái)比較分式值的大小,其中的“作差”、分式的運(yùn)算是學(xué)生已有的數(shù)學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn),這樣較直觀地用所學(xué)的知識(shí)解決了小明的疑問(wèn),從而對(duì)分式的性質(zhì)有了更深的理解。這種有效性設(shè)計(jì),就是讓學(xué)生感悟到數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)不能只停留在對(duì)教材的理解和掌握上,而應(yīng)有更開(kāi)闊的視野和認(rèn)識(shí)。
利用上述結(jié)論,我們還可以解決下面的問(wèn)題。
如圖5,矩形草坪的長(zhǎng)為a米,寬為b米(a>b>0),沿草坪四周外圍有條寬為x米(x>0)的環(huán)行小路。
(1)草坪的寬與長(zhǎng)的比值m=? ? ? ? ,外圍寬與長(zhǎng)的比值n=? ? ? ? ? ?(用含有a、b、x的代數(shù)式表示);
(2)請(qǐng)比較m與n的大小;
(3)圖中的兩個(gè)矩形相似嗎?為什么?
分析:(1)m=,n=;
(2)由上述材料可知:<即m < n;
(3)圖中兩個(gè)矩形不相似,理由:雖然這兩個(gè)矩形的4個(gè)角都對(duì)應(yīng)相等(都是直角),但由<可知,它們的4條邊不對(duì)應(yīng)成比例,所以它們不相似。
以上是從三個(gè)不同方面簡(jiǎn)要地介紹了從教材文本中挖掘素材進(jìn)行有效的拓展延伸設(shè)計(jì),這些只是有效教學(xué)設(shè)計(jì)的一個(gè)環(huán)節(jié)。其實(shí)有效的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)還有很多課題值得研究,我們數(shù)學(xué)教師要認(rèn)真鉆研教材,創(chuàng)造性地運(yùn)用教材,把握教材的編寫意圖及結(jié)構(gòu)框架,讓教學(xué)設(shè)計(jì)逐漸完善、有效,讓學(xué)生的學(xué)習(xí)更加主動(dòng)、富有個(gè)性化,學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)應(yīng)是拓展延伸的集散地,這就要求我們?cè)跀?shù)學(xué)本質(zhì)上聚焦教學(xué)活動(dòng)[2],從而實(shí)現(xiàn)人人都有不同的發(fā)展,最終會(huì)學(xué)數(shù)學(xué),提高綜合數(shù)學(xué)素養(yǎng)。
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