□貴州省貞豐縣民族中學(xué) 趙仕艷
隨著教育改革的不斷深入,初中數(shù)學(xué)教學(xué)已經(jīng)不僅僅局限于知識(shí)的傳授,更加注重學(xué)生思維能力的培養(yǎng)。其中,對(duì)稱性問(wèn)題作為初中數(shù)學(xué)的重要內(nèi)容之一,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維能力具有獨(dú)特的作用。本文旨在探討初中數(shù)學(xué)對(duì)稱性問(wèn)題的教學(xué)策略,以期有效提升學(xué)生的發(fā)散性思維能力。
在初中數(shù)學(xué)的教學(xué)體系中,對(duì)稱性問(wèn)題占據(jù)著舉足輕重的地位。它不僅是幾何圖形的基本屬性之一,還廣泛存在于代數(shù)、函數(shù)等多個(gè)領(lǐng)域。然而,在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中,我們發(fā)現(xiàn)對(duì)稱性問(wèn)題的教學(xué)現(xiàn)狀并不容樂(lè)觀。
首先,在教學(xué)內(nèi)容的把握上,部分教師對(duì)對(duì)稱性的理解仍然停留在表面層次,未能深入挖掘其內(nèi)在的邏輯思維和數(shù)學(xué)美感。這就導(dǎo)致了在教學(xué)過(guò)程中,教師往往只注重知識(shí)的灌輸,而忽視了對(duì)學(xué)生思維能力的培養(yǎng)。例如,在圖形的對(duì)稱教學(xué)中,一些教師只是簡(jiǎn)單地要求學(xué)生記住對(duì)稱軸、對(duì)稱中心等概念,而沒(méi)有引導(dǎo)學(xué)生去探究圖形對(duì)稱的本質(zhì)特征和變換規(guī)律。
其次,教學(xué)方法的運(yùn)用上也存在一定的問(wèn)題。由于教材內(nèi)容過(guò)于單一,缺乏實(shí)際應(yīng)用和趣味性,使得學(xué)生對(duì)對(duì)稱性問(wèn)題缺乏興趣,難以形成深入的理解和思考。再加上一些教師過(guò)于依賴傳統(tǒng)的教學(xué)方法,如講解、示范等,忽視了學(xué)生的主體地位和探究學(xué)習(xí)的重要性。種種原因限制了學(xué)生的思維發(fā)展空間。
最后,在初中數(shù)學(xué)對(duì)稱性問(wèn)題的教學(xué)中,還存在著一些其他的問(wèn)題。例如,部分教師對(duì)學(xué)生的個(gè)體差異關(guān)注不夠,導(dǎo)致教學(xué)缺乏針對(duì)性和有效性;還有一些教師過(guò)于追求教學(xué)進(jìn)度和成績(jī),而忽視了學(xué)生的情感體驗(yàn)和長(zhǎng)期發(fā)展。這些問(wèn)題都在一定程度上影響了初中數(shù)學(xué)對(duì)稱性問(wèn)題的教學(xué)效果和質(zhì)量。
深入思考對(duì)稱性問(wèn)題與發(fā)散性思維能力之間的聯(lián)系,我們可以發(fā)現(xiàn)這兩者之間存在著密切而復(fù)雜的關(guān)系。對(duì)稱性問(wèn)題,作為一種具有高度抽象性和概括性的數(shù)學(xué)問(wèn)題,要求學(xué)生能夠透過(guò)表面現(xiàn)象,抓住其本質(zhì)特征。這就需要學(xué)生具備較強(qiáng)的空間想象能力和邏輯思維能力,能夠?qū)⒕唧w的圖形或方程抽象為一般的數(shù)學(xué)規(guī)律。而這種抽象思維的過(guò)程,正是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散性思維能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。發(fā)散性思維能力,強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生能夠從不同的角度、不同的層次去思考問(wèn)題,尋求多種可能的解決方案。這種思維方式要求學(xué)生打破思維定式,拓展思維空間,敢于嘗試和創(chuàng)新。而對(duì)稱性問(wèn)題由于其內(nèi)在的對(duì)稱性和變換性,為學(xué)生提供了廣闊的思維空間和創(chuàng)新平臺(tái)。通過(guò)對(duì)稱性問(wèn)題的學(xué)習(xí)和探究,學(xué)生可以鍛煉自己的觀察力和想象力,培養(yǎng)自己的邏輯思維和推理能力,進(jìn)而提升自己的發(fā)散性思維能力。
同時(shí),對(duì)稱性問(wèn)題的教學(xué)還可以幫助學(xué)生建立數(shù)學(xué)知識(shí)之間的聯(lián)系和整合。在數(shù)學(xué)學(xué)科中,許多知識(shí)點(diǎn)都是相互聯(lián)系、相互貫通的。通過(guò)對(duì)稱性問(wèn)題的教學(xué),教師可以引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律,形成系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)。這種知識(shí)結(jié)構(gòu)不僅有助于學(xué)生更好地理解和掌握數(shù)學(xué)知識(shí),還可以為其他學(xué)科的學(xué)習(xí)和未來(lái)的生活工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。而這種知識(shí)整合的過(guò)程,也需要學(xué)生具備較強(qiáng)的發(fā)散性思維能力,能夠?qū)⒉煌闹R(shí)點(diǎn)聯(lián)系起來(lái),形成新的認(rèn)識(shí)和理解。因此,對(duì)稱性問(wèn)題與發(fā)散性思維能力之間存在著相互促進(jìn)、相互依存的關(guān)系。通過(guò)對(duì)稱性問(wèn)題的教學(xué),可以培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維能力;而學(xué)生的發(fā)散性思維能力的提升,又可以反過(guò)來(lái)促進(jìn)其對(duì)對(duì)稱性問(wèn)題的深入理解和探究。這種良性的互動(dòng)關(guān)系,為我們進(jìn)一步探討如何通過(guò)對(duì)稱性問(wèn)題的教學(xué)來(lái)有效培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維能力提供了重要的啟示和指導(dǎo)。
1.研析教材。
為了讓學(xué)生更深入地理解對(duì)稱性,僅僅依賴教材是不夠的。教師需要對(duì)其進(jìn)行深入挖掘,并豐富教學(xué)內(nèi)容,以幫助學(xué)生更好地掌握這一概念。
首先,教師可以進(jìn)一步探索教材中與對(duì)稱性相關(guān)的內(nèi)容,并對(duì)其進(jìn)行整合和分類。如,在數(shù)學(xué)教材中,對(duì)稱性可能涉及幾何學(xué)、代數(shù)和函數(shù)等多個(gè)方面。教師可以將這些內(nèi)容進(jìn)行歸納和整理,形成一個(gè)系統(tǒng)化的知識(shí)體系,以便學(xué)生更好地理解和掌握。
其次,教師可以引入更多與對(duì)稱性相關(guān)的實(shí)際應(yīng)用例子。對(duì)稱性不僅存在于數(shù)學(xué)和物理學(xué)中,還廣泛地應(yīng)用于建筑、藝術(shù)、工程等領(lǐng)域。教師可以收集一些與對(duì)稱性相關(guān)的實(shí)際應(yīng)用例子,并將其融入教學(xué)中。例如,教師可以引導(dǎo)學(xué)生觀察自然界中的對(duì)稱現(xiàn)象,如雪花、蜂巢等;或者探索建筑設(shè)計(jì)中對(duì)稱性的應(yīng)用,如故宮、天壇等著名建筑的對(duì)稱美。通過(guò)這些實(shí)際應(yīng)用的例子,學(xué)生可以更加深入地理解對(duì)稱性的應(yīng)用價(jià)值,并提高他們的學(xué)習(xí)興趣和積極性。
最后,教師還可以將對(duì)稱性與其他學(xué)科領(lǐng)域相聯(lián)系,以拓展學(xué)生的知識(shí)面和思維方式。例如,在化學(xué)教學(xué)中,許多化學(xué)分子的結(jié)構(gòu)具有對(duì)稱性;在生物學(xué)中,許多生物體的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)也呈現(xiàn)出對(duì)稱性的特點(diǎn)。教師可以通過(guò)跨學(xué)科的案例分析,引導(dǎo)學(xué)生探索不同學(xué)科領(lǐng)域中對(duì)稱性的應(yīng)用和特點(diǎn),培養(yǎng)他們的跨學(xué)科思維能力和綜合分析能力。為了進(jìn)一步豐富教學(xué)內(nèi)容,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,教師還可以引入一些與對(duì)稱性相關(guān)的趣味性問(wèn)題或挑戰(zhàn)性問(wèn)題。例如,教師可以讓學(xué)生嘗試設(shè)計(jì)一個(gè)具有特定對(duì)稱性的圖案或物體,或者解決一個(gè)涉及對(duì)稱性的謎題或智力游戲。這些活動(dòng)可以讓學(xué)生更加積極地參與學(xué)習(xí)過(guò)程,并培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和解決問(wèn)題的能力。同時(shí),教師還可以利用信息技術(shù)和多媒體資源來(lái)輔助教學(xué),通過(guò)動(dòng)態(tài)的圖形變換演示、互動(dòng)課件、模擬實(shí)驗(yàn)等方式,幫助學(xué)生更加直觀地理解對(duì)稱性的概念和特點(diǎn)。
2.引入案例。
在中國(guó)的傳統(tǒng)藝術(shù)中,對(duì)稱性是一種重要的美學(xué)原則。無(wú)論是建筑、繪畫(huà)還是工藝品,對(duì)稱都被廣泛運(yùn)用,它給予人們一種平衡、穩(wěn)定和和諧的感覺(jué)。正因如此,對(duì)于對(duì)稱性的研究和理解,在數(shù)學(xué)教學(xué)中占據(jù)了重要的地位。通過(guò)深入挖掘教材中的對(duì)稱性問(wèn)題,教師可以豐富教學(xué)內(nèi)容,幫助學(xué)生更好地理解和掌握這一概念。
首先,深入挖掘教材中的對(duì)稱性問(wèn)題,需要教師對(duì)教材有深入的理解和研究。只有這樣,教師才能發(fā)現(xiàn)和提煉出更多有價(jià)值的對(duì)稱性問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入地思考和探究。例如,在幾何學(xué)中,教師可以進(jìn)一步探索軸對(duì)稱和中心對(duì)稱的性質(zhì)和特點(diǎn),以及它們?cè)诮鉀Q實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用。通過(guò)深入挖掘教材,教師可以幫助學(xué)生建立起對(duì)稱性的完整知識(shí)體系,培養(yǎng)他們的空間想象能力和邏輯思維能力。
其次,將對(duì)稱性與其他學(xué)科領(lǐng)域相聯(lián)系,可以豐富教學(xué)內(nèi)容,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如,在物理學(xué)中,許多基本定律都遵循對(duì)稱性原理,如牛頓第三定律和能量守恒定律。教師可以引導(dǎo)學(xué)生探索這些定律背后的對(duì)稱性,讓他們了解對(duì)稱性在物理學(xué)中的重要性和應(yīng)用。
同時(shí),教師還可以引入建筑、藝術(shù)等領(lǐng)域中的對(duì)稱性現(xiàn)象,讓學(xué)生感受到對(duì)稱性在現(xiàn)實(shí)生活中的廣泛應(yīng)用。通過(guò)跨學(xué)科的學(xué)習(xí),學(xué)生可以拓寬視野,培養(yǎng)他們的綜合思維能力和創(chuàng)新能力。
最后,通過(guò)具體習(xí)題的練習(xí)和實(shí)踐,學(xué)生可以加深對(duì)對(duì)稱性的理解和掌握。例如,教師可以讓學(xué)生判斷一個(gè)給定的圖形是否是軸對(duì)稱圖形或中心對(duì)稱圖形,如果是,則找出其對(duì)稱軸或?qū)ΨQ中心。通過(guò)這樣的練習(xí),學(xué)生可以鞏固所學(xué)的對(duì)稱性知識(shí),提高他們的觀察力和判斷力。
此外,教師還可以設(shè)計(jì)一些具有挑戰(zhàn)性的習(xí)題,讓學(xué)生嘗試解決一些涉及對(duì)稱性的實(shí)際問(wèn)題或謎題。這樣的練習(xí)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲,培養(yǎng)他們解決問(wèn)題的能力。深入挖掘教材中的對(duì)稱性問(wèn)題、將對(duì)稱性與其他學(xué)科領(lǐng)域相聯(lián)系、通過(guò)具體習(xí)題的練習(xí)和實(shí)踐等方法都可以豐富教學(xué)內(nèi)容。這有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)他們的觀察力、判斷力、思維能力和解決問(wèn)題的能力。為了達(dá)到更好的教學(xué)效果,教師應(yīng)該深入研究教材和學(xué)生特點(diǎn),精心設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容和方法,讓學(xué)生在探究對(duì)稱性的過(guò)程中獲得更多的收獲和成長(zhǎng)。
1.探究式教學(xué)法與情境教學(xué)法的應(yīng)用。
探究式教學(xué)法是一種以學(xué)生為主體,通過(guò)教師的引導(dǎo),讓學(xué)生通過(guò)探究的方式獲取知識(shí)和解決問(wèn)題的教學(xué)方法。在運(yùn)用這種教學(xué)方法中,教師的作用主要是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究,而不是直接給出答案。這樣可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性,培養(yǎng)他們的自主學(xué)習(xí)能力和問(wèn)題解決能力。例如,在探究對(duì)稱性時(shí),教師可以引導(dǎo)學(xué)生觀察不同的圖形,如正方形、圓形、三角形等,讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)它們之間的對(duì)稱性關(guān)系。然后,教師可以進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生探究對(duì)稱性的本質(zhì)特征和變換規(guī)律,讓他們自己總結(jié)出對(duì)稱性的定義和性質(zhì)。
情境教學(xué)法是一種通過(guò)創(chuàng)設(shè)實(shí)際情境來(lái)幫助學(xué)生理解和掌握知識(shí)的教學(xué)方法。在運(yùn)用這種教學(xué)方法中,教師可以通過(guò)創(chuàng)設(shè)與對(duì)稱性問(wèn)題相關(guān)的實(shí)際情境,讓學(xué)生在情境中理解和掌握對(duì)稱性的概念和性質(zhì)。例如,教師可以創(chuàng)設(shè)一個(gè)建筑設(shè)計(jì)的問(wèn)題情境,讓學(xué)生在實(shí)際的建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中理解和掌握對(duì)稱性的概念和性質(zhì)。具體來(lái)說(shuō),教師可以給出建筑設(shè)計(jì)任務(wù),讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)稱的建筑外觀或者內(nèi)部布局,讓他們?cè)趯?shí)際的操作中理解和掌握對(duì)稱性的概念和性質(zhì)。
2.開(kāi)放性問(wèn)題與一題多解的應(yīng)用。
開(kāi)放性問(wèn)題是一種答案不唯一的問(wèn)題,它可以引導(dǎo)學(xué)生從不同的角度思考問(wèn)題,培養(yǎng)他們的發(fā)散性思維能力。例如,教師可以提出這樣的問(wèn)題:“在平面幾何中,你如何定義一個(gè)圖形的對(duì)稱性?”這個(gè)問(wèn)題沒(méi)有唯一的答案,學(xué)生可以從不同的角度來(lái)回答,如從圖形的變換、對(duì)稱軸、對(duì)稱中心等方面來(lái)考慮。通過(guò)回答這樣的問(wèn)題,學(xué)生可以培養(yǎng)自己的發(fā)散性思維能力。
一題多解是指對(duì)于一個(gè)問(wèn)題,可以從多個(gè)角度來(lái)思考和解決。這種方法可以引導(dǎo)學(xué)生從不同的角度思考問(wèn)題,培養(yǎng)他們的思維靈活性和創(chuàng)造性。例如,“如何證明一個(gè)三角形是等腰三角形?”這個(gè)問(wèn)題可以從多個(gè)角度來(lái)證明,如利用等邊三角形的性質(zhì)、利用三角形的角平分線性質(zhì)等。通過(guò)一題多解的訓(xùn)練,學(xué)生可以培養(yǎng)自己的思維靈活性和創(chuàng)造性。
初中數(shù)學(xué)對(duì)稱性問(wèn)題不僅僅存在于課本和考試中,在實(shí)際生活中也有著廣泛應(yīng)用。從自然界的花草樹(shù)木、動(dòng)物的形態(tài),到建筑藝術(shù)、工藝設(shè)計(jì),甚至日常用品的設(shè)計(jì),對(duì)稱性都無(wú)處不在。因此,加強(qiáng)對(duì)稱性問(wèn)題的實(shí)踐應(yīng)用,對(duì)于提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力至關(guān)重要。以建筑藝術(shù)為例,許多古建筑都體現(xiàn)了對(duì)稱之美。比如,中國(guó)的故宮,其整體布局沿中軸線對(duì)稱,宮殿建筑也是左右對(duì)稱,給人一種穩(wěn)重、莊嚴(yán)的感覺(jué)。在教學(xué)中,教師可以引入這樣的實(shí)際例子,讓學(xué)生分析故宮的對(duì)稱性特點(diǎn),并思考這種設(shè)計(jì)背后的數(shù)學(xué)原理。通過(guò)這樣的活動(dòng),學(xué)生不僅能夠深入理解對(duì)稱性的概念,還能體會(huì)到數(shù)學(xué)與藝術(shù)的緊密聯(lián)系。再比如,在自然界中,蝴蝶的翅膀、雪花的結(jié)晶等都展示了對(duì)稱性的奇妙。教師可以鼓勵(lì)學(xué)生觀察這些自然現(xiàn)象,嘗試用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述它們的對(duì)稱性特征。這樣的觀察活動(dòng)不僅能培養(yǎng)學(xué)生的觀察力和想象力,還能激發(fā)他們對(duì)自然科學(xué)的興趣。除了這些宏觀的例子,對(duì)稱性在微觀世界中也有著廣泛的應(yīng)用。
在化學(xué)領(lǐng)域,分子的對(duì)稱性決定了其化學(xué)性質(zhì);在物理學(xué)中,對(duì)稱性原理是許多物理定律的基礎(chǔ)。當(dāng)然,在初中階段不需要學(xué)生深入理解這些高級(jí)概念,但教師可以通過(guò)簡(jiǎn)單的例子和模擬實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生感受到對(duì)稱性在科學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的重要性。為了讓學(xué)生更好地將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題的解決中,教師應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)實(shí)踐應(yīng)用環(huán)節(jié)的教學(xué)。例如,可以組織數(shù)學(xué)建模比賽,讓學(xué)生以小組的形式解決實(shí)際問(wèn)題,如設(shè)計(jì)一座對(duì)稱的橋梁、制定一個(gè)公平的游戲規(guī)則等。在這樣的活動(dòng)中,學(xué)生需要綜合運(yùn)用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí),通過(guò)建模、分析、求解等步驟解決問(wèn)題。這樣的實(shí)踐經(jīng)歷不僅能提高學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力,還能培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)合作精神和創(chuàng)新能力。
此外,教師還可以利用數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)加強(qiáng)對(duì)對(duì)稱性問(wèn)題的實(shí)踐應(yīng)用。例如,利用幾何畫(huà)板等數(shù)學(xué)軟件,讓學(xué)生親手繪制對(duì)稱圖形、探索圖形的對(duì)稱性質(zhì)。通過(guò)實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以更加直觀地理解對(duì)稱性的概念和性質(zhì),同時(shí)也能提高他們的動(dòng)手能力和實(shí)踐能力。加強(qiáng)實(shí)踐應(yīng)用是提高學(xué)生解決問(wèn)題能力的重要途徑。通過(guò)引入實(shí)際例子、組織數(shù)學(xué)建模比賽和數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)等活動(dòng),教師可以引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題的解決中,讓他們?cè)趯?shí)踐中體驗(yàn)數(shù)學(xué)的魅力,提高其運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。這樣的教學(xué)方式不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力,還能培養(yǎng)他們的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力,為他們未來(lái)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
通過(guò)對(duì)初中數(shù)學(xué)對(duì)稱性問(wèn)題的教學(xué)策略進(jìn)行研究與實(shí)踐,我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生的發(fā)散性思維能力得到了明顯提高。他們能夠更加靈活地運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題,具有更強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。展望未來(lái),我們將繼續(xù)深入研究初中數(shù)學(xué)對(duì)稱性問(wèn)題的教學(xué)策略,不斷完善和優(yōu)化教學(xué)方法和手段,為學(xué)生的全面發(fā)展提供更加優(yōu)質(zhì)的教學(xué)服務(wù)。同時(shí),我們也希望廣大教育工作者能夠積極參與到這一研究領(lǐng)域中來(lái),共同推動(dòng)初中數(shù)學(xué)教學(xué)的改革與發(fā)展。