儲春琴
遞進式教學模式是指在一個遞進式的情境線索下,由淺入深地設計一個個問題情境,鼓勵學生在自主探究與合作交流中實現(xiàn)教學三維目標的一種教學方法.這種方法是引導學生深入思考與探究、提高學習效率、形成良好思維習慣的重要手段.筆者以“三垂線法”的教學為例,具體談談遞進式教學模式在高中數(shù)學課堂教學中的實踐與思考,共勉!
1 結(jié)合學情分析,確立遞進目標
不同的學生受其生活經(jīng)驗與認知水平的影響,思維上會存在一定的差異性.這種差異性導致他們在面對同一問題時,會產(chǎn)生不同的理解.新課標明確提出:“數(shù)學教學要使每個學生都能在學習中獲得不同程度的發(fā)展.”因此,教師應結(jié)合實際情況,根據(jù)學生的認知差異,確立遞進式的教學目標,為真正意義上實現(xiàn)教學的“三維目標”與“促進每個學生的發(fā)展”奠定基礎.
如圖1,教材中所呈現(xiàn)出的三垂線位置清晰,學生初次見到該圖,雖能認識“三垂線定理”,但因初次接觸,對該定理的本質(zhì)屬性尚不能完全理解,對于該定理的不同形態(tài),難以把握.
筆者認為可引導學生從不同的角度出發(fā),將“二面角”作為問題的背景,根據(jù)學情,由淺入深步步推進,讓教學活動具有內(nèi)在邏輯主線,讓學生充分了解“三垂線法”的核心,深化對知識本質(zhì)屬性的認識.
三垂線定理:如圖1所示,第1垂為直線AC⊥α;第2垂為a⊥BC;第3垂為a⊥AB.逆定理同理,在此不重復贅述.
若想用“三垂線法”解題,要關(guān)注以下幾個方面:①平面不一定是水平位置,要善于觀察參照面;②理清平面內(nèi)的直線、垂線、斜線以及射影四條線,且能找到或作出參照面的垂線.
三垂線定理與其逆定理常用來證明線線垂直、求二面角與求線面角等,是轉(zhuǎn)化線面垂直與線線垂直的主要手段.熟練掌握三垂線法,對立體幾何的學習具有深遠的影響.因此,三垂線法受到了廣大師生的關(guān)注.
從三垂線定理及其逆定理的內(nèi)容和它的重要性出發(fā),確立本節(jié)課的教學目標時,應根據(jù)學生實際認知水平逐層深入,具體為:
(1)理解并掌握三垂線定理及其逆定理;
(2)掌握線線垂直和線面垂直之間存在的辯證關(guān)系,滲透立體幾何證明過程中常用的轉(zhuǎn)化思想;
(3)初步掌握三垂線法的實際應用,尤其注重利用圖形位置的變化,訓練學生的空間想象力.
觀察這三個教學目標,不難發(fā)現(xiàn),各層次的目標呈遞進式逐漸深入.從不同的參照面出發(fā),問題的難度深淺不一,使得學生的思維螺旋式上升,目標也隨著思維的提升而達成.而問題的設置上,可參照水平位、豎直、傾斜以及應用性等,如此可訓練學生的空間想象力,達成既定目標,從真正意義上實現(xiàn)新課標所倡導的“三維目標”,為學生的終身可持續(xù)性發(fā)展奠定基礎.
2 遵循認知規(guī)律,確定遞進問題
教學不是簡單的“填灌”,而應遵循學生的認知發(fā)展的規(guī)律,找準新知的生長點,引導學生在原有的認知基礎上接納新知.本節(jié)課的教學,筆者從由簡單到復雜的認知發(fā)展規(guī)律著手,由淺入深地設置符合學生最近發(fā)展區(qū)的問題,以幫助學生更好地建構(gòu)新知.
例1如圖2所示,在三棱錐P-ABC中,PA與平面ABC垂直,已知△ABC是一個邊長為4的正三角形,且PA=BA,則二面角P-BC-A的正切值是多少?
解析:如圖3,過點A作線段BC的垂線,D為垂足,連接PD.
因為△ABC為正三角形,所以
AD⊥BC(第2垂).又PA⊥面ABC(第1垂),所以
BC⊥PD(第3垂),故∠PDA是二面角P-BC-A的平面角.因此tan ∠ADP=PAAD=423=233.
評析:例1中垂面呈水平放置狀態(tài),且條件中給出了垂線PA,通過觀察與分析,容易發(fā)現(xiàn)只要在平面ABC內(nèi)作出BC的垂線,就能達到三垂線法的要求,從而得出相應的結(jié)論.將此例作為起點問題,即第一個臺階,具有簡單、直觀、易理解的效果.這雖然是學生初次使用三垂線法,卻也順利.
設計意圖:此問的首要目的是引導學生順利使用三垂線法,初步感知三垂線定理的實際應用價值,從而對學習產(chǎn)生充足的信心;其次是以此例作為教學的墊腳石,讓學生從簡單的問題著手,逐漸過渡到有一定難度的問題.逐層深入的問題可燃起學生的探究熱情,為后期的深入教學奠定基礎.
新課標提出:“教師肩負的責任,不僅僅是單純呈現(xiàn)知識那么簡單,還應從學生的視角去看待與思考問題,根據(jù)學生的實際認知水平設計問題,秩化自己的思維,傾聽學生的意見,讓課堂成為學生建構(gòu)新知、發(fā)展思維的主要陣地.”由此可見,教師不僅要成為學生新知建構(gòu)與思維成長的引導者與幫助者,更有激發(fā)學生探究興趣、啟發(fā)學生學習動機的重要作用.因此,階梯狀的問題設計顯得尤為重要,符合學生認知發(fā)展規(guī)律的問題是聯(lián)系新知與舊知的橋梁,是遞進式教學的關(guān)鍵.
3 立足思維難點,實現(xiàn)遞進突破
受原有認知水平的影響,即使對同一個知識點的理解,學生也會存在一定的差異.面對學生思維的難點,該如何設計問題,幫助學生找到問題的本質(zhì)呢?“三垂線法”教學的重點與難點在圖形的翻轉(zhuǎn)與偏移上,這對學生空間想象力的要求較高,想要發(fā)現(xiàn)其中的本質(zhì),突破這個教學難點,就需要引導學生對幾何體位置擺放問題進行深入探究.
例2如圖4,在三棱錐P-ABC中,△ABC為邊長是4的正三角形,已知AP=AB,PA⊥面ABC,則二面角A-PC-B的正切值是多少?
解析:如圖5,過點B作BE⊥AC,E為垂足,根據(jù)PA⊥BE,可得BE⊥平面PAC.作直線EF⊥PC,F(xiàn)為垂足,連接BF.根據(jù)BE⊥平面PAC(第1垂),EF⊥PC(第2垂),可得BF⊥PC(第3垂).因此∠BFE為二面角A-PC-B的平面角.由△ABC的高BE=23,通過相似比得EF=EC·PAPC=2,所以tan ∠BFE=BEEF=6.
評析:例2對學生空間想象力的要求比較高,以平面PAC為參照面,圖5中它是豎直的平面,且平面PAC的垂線BE是由前往后作出的,這一步是學生理解的難點,因為大部分學生的對三垂線定理配圖印象較為深刻,不容易想到這種情況.例2成功地激發(fā)了學生的認知沖突,對空間想象力提出了新的挑戰(zhàn).在學生順利解決本例后,筆者又提出了新的問題,以深化學生對知識的理解與應用.
例3如圖6,四邊形B1C1CB是一個矩形,BB1垂直于平面ABC,且△ABC是等腰直角三角形,已知∠ACB=90°,AC=B1B=4,則二面角C-AB1-C1的正切值是多少?
解析:如圖7,過點C作直線AC1的垂線,D為垂足且為線段AC1的中點,再過點D作B1A的垂線,E為垂足,連接CE.
由C1B1⊥平面ACC1,得
C1B1⊥CD.又CD⊥AC1且C1B1∩AC1=C1,所以CD⊥平面AB1C1(第1垂).又DE⊥AB1(第2垂),所以CE⊥AB1(第3垂).
故∠DEC是二面角C-AB1-C1的平面角.
后續(xù)求解過程略.
評析:例3將參照面AB1C1傾斜放置,垂線也相應發(fā)生了變化,不再是直觀的從上而下的視覺效果.事實上,例2與例3的設置,最主要的目的在于突破學生思維定式對解題的影響,通過圖形位置的變化來激活學生的思維,幫助學生學會從不同角度分析與看待問題,從而提高對知識本質(zhì)的認知,達到舉一反三的成效.
實踐證明,不少學生遇到與三垂線定理相關(guān)的問題時,受思維定式的影響,習慣于平面處于水平放置的位置,當遇到平面豎直、傾斜位置等情況時,就手足無措.因此,筆者在本節(jié)課應用平面位置的變化來激發(fā)學生的探究欲,以突破學生思維的難點,為熟練應用三垂線法解決問題奠定基礎.
蘇霍姆林斯基認為:“有趣的課堂,是指學生帶著高漲的熱情進行探索與思考的課堂.”創(chuàng)設具有層次性、梯度性的問題是激發(fā)學生探究熱情的基礎,是遞進式教學模式的核心.由淺入深的問題能縮小學生思維的跨度,促進學生產(chǎn)生情感上的認同,形成積極的解決問題的心理傾向,從而更好地掌握知識的內(nèi)涵與外延,提升思維能力.