紀(jì)華山
[摘? 要] 學(xué)生經(jīng)歷數(shù)學(xué)化的活動(dòng)可習(xí)得數(shù)學(xué)思維、獲得數(shù)學(xué)品格、提升數(shù)學(xué)核心素養(yǎng). 文章認(rèn)為初中數(shù)學(xué)綜合實(shí)踐課程的實(shí)施需遵循“以學(xué)生為主體的原則”“以問(wèn)題為載體的原則”“以活動(dòng)為形式的原則”“過(guò)程化教育的原則”,并以“分割三角形”的綜合實(shí)踐教學(xué)為例,具體談?wù)勗凇皢?wèn)題”的引領(lǐng)下數(shù)學(xué)綜合實(shí)踐教學(xué)的具體措施.
[關(guān)鍵詞] 數(shù)學(xué)綜合實(shí)踐;問(wèn)題;教學(xué);原則
數(shù)學(xué)綜合實(shí)踐課是對(duì)數(shù)學(xué)常規(guī)授課模式的必要補(bǔ)充,對(duì)發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)思維,提煉數(shù)學(xué)思想方法以及培養(yǎng)思維品質(zhì)與創(chuàng)新意識(shí)等具有重要促進(jìn)作用. 調(diào)查發(fā)現(xiàn),當(dāng)前仍有不少教師在實(shí)施綜合實(shí)踐教學(xué)時(shí),缺少操作性的課程開發(fā),只是流于形式地走個(gè)過(guò)場(chǎng),喪失了培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的重要契機(jī). 為此,筆者對(duì)初中數(shù)學(xué)綜合實(shí)踐活動(dòng)課程的實(shí)施展開了大量研究.
實(shí)施原則
1. 堅(jiān)持以學(xué)生為主體的原則
《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》在原有的基礎(chǔ)上,再次強(qiáng)調(diào)了學(xué)生是課堂的主人,課堂教學(xué)應(yīng)建立在“以生為本”的原則上,充分尊重學(xué)生的個(gè)體差異性,讓每個(gè)學(xué)生都能在學(xué)習(xí)中獲得發(fā)展[1]. 綜合實(shí)踐活動(dòng)的開展雖說(shuō)著重在實(shí)踐與綜合上,但實(shí)踐與綜合的主體必須是學(xué)生,只有認(rèn)清這個(gè)事實(shí),才能讓課程教學(xué)效益最大化.
學(xué)生在活動(dòng)過(guò)程中應(yīng)積極、主動(dòng)、全程參與,并通過(guò)手腦并用的方式啟發(fā)思維、挖掘潛能,充分認(rèn)識(shí)到生活與數(shù)學(xué)、其他學(xué)科與數(shù)學(xué)學(xué)科以及數(shù)學(xué)內(nèi)部各知識(shí)間的聯(lián)系. 實(shí)施綜合實(shí)踐教學(xué)時(shí),教師作為課堂的組織者與引導(dǎo)者,需在充分尊重學(xué)生的基礎(chǔ)上帶領(lǐng)學(xué)生親歷實(shí)踐活動(dòng)過(guò)程,讓學(xué)生自發(fā)地促進(jìn)自身數(shù)學(xué)意識(shí)的發(fā)展.
2. 秉承以問(wèn)題為載體的原則
問(wèn)題是數(shù)學(xué)的核心,是思維的起點(diǎn),創(chuàng)新的起點(diǎn)是一問(wèn). 沒(méi)有問(wèn)題的數(shù)學(xué)教學(xué)稱不上教學(xué),有了問(wèn)題的驅(qū)動(dòng)與引導(dǎo),數(shù)學(xué)教學(xué)與學(xué)生的思維才有明確的方向[2]. 由此可見(jiàn),問(wèn)題在數(shù)學(xué)領(lǐng)域乃至其他學(xué)科的教學(xué)中,都占有舉足輕重的地位. 數(shù)學(xué)綜合實(shí)踐活動(dòng)的開展,應(yīng)秉承以問(wèn)題為載體的原則,讓學(xué)生的思維在問(wèn)題的引導(dǎo)下不斷得以突破與提升.
設(shè)置綜合實(shí)踐活動(dòng)內(nèi)容時(shí),應(yīng)從培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識(shí)、問(wèn)題意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)出發(fā),讓學(xué)生在活動(dòng)中不斷積累經(jīng)驗(yàn),獲得發(fā)現(xiàn)、提出、分析與解決問(wèn)題的能力. 任何實(shí)踐活動(dòng)的開展都應(yīng)圍繞核心問(wèn)題而展開,如此才能幫助學(xué)生建構(gòu)完整的知識(shí)脈絡(luò),提升學(xué)生的“四基與四能”.
3. 落實(shí)以活動(dòng)為形式的原則
綜合實(shí)踐屬于一種活動(dòng)形式的教學(xué),是基于核心問(wèn)題的引導(dǎo)下,學(xué)生積極主動(dòng)地全程參與實(shí)踐的過(guò)程. 學(xué)生在活動(dòng)中感知完整的學(xué)習(xí)活動(dòng),獲得相應(yīng)的學(xué)習(xí)體驗(yàn). 綜合實(shí)踐課程的特點(diǎn)是以活動(dòng)的形式進(jìn)行思維的啟發(fā),學(xué)生在活動(dòng)過(guò)程中獲得感知、體驗(yàn)與領(lǐng)悟,實(shí)現(xiàn)從“要我學(xué)—我要學(xué)—我會(huì)學(xué)”的轉(zhuǎn)變.
數(shù)學(xué)活動(dòng)是實(shí)施“做中學(xué)”理念的根本. 豐富的活動(dòng),能有效地激起學(xué)生的探究欲,助推學(xué)生的自我發(fā)展意識(shí),讓學(xué)生在多維度的嘗試、思考與發(fā)現(xiàn)中不斷完善認(rèn)知,建構(gòu)綜合實(shí)踐課程的新樣態(tài).
4. 立足于過(guò)程化教育的原則
新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)教學(xué)要注重“過(guò)程性的教學(xué)”. 綜合實(shí)踐活動(dòng)的開展是師生、生生互動(dòng)與交流的過(guò)程,是教學(xué)相長(zhǎng)的過(guò)程,亦是讓學(xué)生感知知識(shí)形成與發(fā)展的過(guò)程. 綜合實(shí)踐雖然不強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)的掌握與理解程度,但對(duì)學(xué)生參與活動(dòng)過(guò)程中的表現(xiàn)、體驗(yàn)、領(lǐng)悟與反思等尤為關(guān)注.
綜合實(shí)踐著重強(qiáng)調(diào)學(xué)生活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)的積累情況、應(yīng)用意識(shí)以及數(shù)學(xué)思想發(fā)展情況等. 而這一切并不是教師手把手地“傳授”給學(xué)生,而是學(xué)生通過(guò)參與活動(dòng)自主感受、體驗(yàn)而來(lái)的. 這些經(jīng)驗(yàn)與能力,學(xué)生唯有主動(dòng)參與活動(dòng)才能獲得. 因此,綜合實(shí)踐活動(dòng)需立足于過(guò)程化教育的原則.
實(shí)施策略
(一)選擇問(wèn)題,明確主題
綜合實(shí)踐活動(dòng)的開展都有一個(gè)明確的主題,恰當(dāng)?shù)剡x擇課堂切入問(wèn)題,常能讓學(xué)生明確活動(dòng)的方向. 高質(zhì)量的問(wèn)題,往往取決于它是否具有數(shù)學(xué)性、生活性、綜合性與實(shí)踐性等特征. 只有綜合性強(qiáng),具有可實(shí)踐性的問(wèn)題才能有效指引學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐活動(dòng),并學(xué)會(huì)綜合應(yīng)用“圖形與幾何”“數(shù)與代數(shù)”“統(tǒng)計(jì)與概率”三大領(lǐng)域的知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題.
實(shí)踐證明,實(shí)踐性強(qiáng)的問(wèn)題能有效驅(qū)動(dòng)學(xué)生的思維,讓學(xué)生進(jìn)入手、腦、口協(xié)調(diào)的狀態(tài),并積極、主動(dòng)地綜合應(yīng)用相應(yīng)的知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題;充滿“數(shù)學(xué)味”的問(wèn)題能讓學(xué)生在實(shí)踐的基礎(chǔ)上從數(shù)學(xué)的角度進(jìn)行思考,學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)的眼光看待世界、用數(shù)學(xué)的思維思考世界;具有“現(xiàn)實(shí)”意義的問(wèn)題與學(xué)生的實(shí)際認(rèn)知水平和生活經(jīng)驗(yàn)相契合,能讓學(xué)生積極、主動(dòng)、全程地參與到活動(dòng)的探索中來(lái),讓綜合實(shí)踐活動(dòng)發(fā)揮其教學(xué)價(jià)值與意義.
綜上幾類明確活動(dòng)主題的數(shù)學(xué)問(wèn)題是開展綜合實(shí)踐活動(dòng)的核心問(wèn)題,而這些核心問(wèn)題又可以從教學(xué)實(shí)踐中由師生自主開發(fā)而來(lái),也可以從教材中提煉而來(lái). 值得注意的是,這些核心問(wèn)題與教材或教輔資料中的練習(xí)題有著本質(zhì)上的區(qū)別.
(二)圍繞主題,設(shè)計(jì)活動(dòng)
綜合實(shí)踐活動(dòng)的開展與實(shí)施需建立在核心問(wèn)題的基礎(chǔ)上,讓學(xué)生明確活動(dòng)主題. 學(xué)生的探索從核心問(wèn)題出發(fā),遵循由淺入深、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由感性到理性的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律. 教師在此過(guò)程中可設(shè)計(jì)一些層次分明的問(wèn)題串,讓學(xué)生在低起點(diǎn)、小跨度、高密度的問(wèn)題中實(shí)現(xiàn)思維循序漸進(jìn)的螺旋式上升.
在此,筆者以“分割三角形”的綜合實(shí)踐活動(dòng)教學(xué)為例,從核心問(wèn)題和分層問(wèn)題串的設(shè)計(jì)出發(fā),具體談?wù)劸C合實(shí)踐活動(dòng)的實(shí)施與開展過(guò)程.
1. 設(shè)計(jì)核心問(wèn)題,讓學(xué)生感知數(shù)學(xué)
問(wèn)題1?搖 若在一個(gè)三角形的內(nèi)部任意取2020個(gè)點(diǎn),加上三角形本身的3個(gè)頂點(diǎn),則有2023個(gè)點(diǎn),若將這2023個(gè)點(diǎn)進(jìn)行兩兩相連,同時(shí)讓這些連接而成的線段除了端點(diǎn)不存在其他公共點(diǎn),這樣的圖形容易畫出來(lái)嗎?為什么?
設(shè)計(jì)意圖?搖 此問(wèn)是對(duì)本節(jié)課核心知識(shí)點(diǎn)的分解,為探索分割三角形的數(shù)量服務(wù),引導(dǎo)學(xué)生從能否畫出圖形著手,進(jìn)入探究狀態(tài). 此問(wèn)的設(shè)置,意在讓學(xué)生感知這樣的圖形不好畫的原因是從三角形內(nèi)部可以任意取的點(diǎn)太多了.
追問(wèn)1?搖 經(jīng)探索,大家發(fā)現(xiàn)想從三角形的內(nèi)部任意取2020個(gè)點(diǎn),確實(shí)比較困難. 那么我們可以怎么理解兩兩相連的線段將原三角形分割成多少個(gè)小三角形呢?
活動(dòng)1?搖 試一試、畫一畫,小組交流畫法與體驗(yàn).
設(shè)計(jì)意圖?搖 追問(wèn)與活動(dòng)的開展,意在點(diǎn)撥學(xué)生從簡(jiǎn)單的圖形著手進(jìn)行分析,引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)取三角形內(nèi)部1、2、3個(gè)點(diǎn)進(jìn)行畫圖分析.
2. 設(shè)計(jì)分層問(wèn)題,讓學(xué)生體驗(yàn)數(shù)學(xué)
問(wèn)題2?搖 通過(guò)以上活動(dòng)的開展,大家畫出了從三角形內(nèi)部分別任取1、2、3個(gè)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的圖形,這種畫法對(duì)研究本節(jié)課的主題(分割三角形)有什么幫助?
設(shè)計(jì)意圖?搖 讓學(xué)生思考并形成解決數(shù)學(xué)問(wèn)題常用的策略“特殊—一般—特殊”. 學(xué)生在對(duì)三個(gè)最簡(jiǎn)單的特例研究中自主歸納出三角形內(nèi)部任意取點(diǎn)的數(shù)量和連線可將原三角形分割成小三角形的數(shù)量之間存在著怎樣的一般性關(guān)系,并應(yīng)用這個(gè)一般性關(guān)系來(lái)解決問(wèn)題1. 同時(shí),也滲透了特殊到一般、猜想與歸納等數(shù)學(xué)思想方法,為促進(jìn)學(xué)生思維的發(fā)展奠定基礎(chǔ).
追問(wèn)2?搖 說(shuō)一說(shuō)三角形內(nèi)部任意取點(diǎn)的數(shù)量和連線可將原三角形分割成小三角形的數(shù)量之間存在怎樣的一般性關(guān)系(簡(jiǎn)稱一般性關(guān)系)?
活動(dòng)2?搖 猜想并歸納出這種一般性關(guān)系.
追問(wèn)3?搖 這種一般性關(guān)系的探索,可以從哪些角度進(jìn)行?
活動(dòng)3?搖 分別從“數(shù)”與“形”的角度來(lái)探索這種一般性的關(guān)系.
追問(wèn)4?搖 以上探索、歸納與猜想出的結(jié)論是否一定是正確的?
活動(dòng)4?搖 該怎樣應(yīng)用更具一般性的合情推理,獲取以上一般性的關(guān)系呢?
設(shè)計(jì)意圖?搖 追問(wèn)與活動(dòng)的應(yīng)用,促使每個(gè)學(xué)生都進(jìn)入獨(dú)立思考與探索之中,并通過(guò)與同伴的交流,對(duì)這種“一般性的關(guān)系”產(chǎn)生了更深層次的理解與認(rèn)識(shí). 學(xué)生在交流過(guò)程中,感知、歸納、提煉出相應(yīng)的數(shù)學(xué)思想方法,并獲得嘗試從不同的角度來(lái)分析數(shù)學(xué)問(wèn)題的策略,如:
策略1?搖 將在三角形內(nèi)部分別任意取1、2、3個(gè)點(diǎn)的情況整理成表格形式(見(jiàn)表1).
學(xué)生嘗試從“數(shù)”的角度進(jìn)行猜想,獲得結(jié)論:在三角形的內(nèi)部任意取n個(gè)點(diǎn),再加上原三角形的三個(gè)頂點(diǎn),共存在“n+3”個(gè)點(diǎn),將n+3個(gè)點(diǎn)進(jìn)行兩兩相連,且讓所連線段除了端點(diǎn)不存在其他公共點(diǎn),可把原三角形分割出(2n+1)個(gè)小三角形.
策略2?搖 嘗試從“形”的角度來(lái)剖析.
如圖1,在三角形的內(nèi)部取一個(gè)點(diǎn),按照要求可獲得3個(gè)三角形;若增加1個(gè)點(diǎn),則分成以下兩種情況:①如圖2,所增加的點(diǎn)位于分割而來(lái)的三角形的內(nèi)部,按照要求分割而成的三角形總數(shù)比取一個(gè)點(diǎn)時(shí)增加了2個(gè);②如圖3,若增加的點(diǎn)恰巧位于分割線上,則此時(shí)分割而成的三角形總數(shù)比取一個(gè)點(diǎn)時(shí)也增加了2個(gè).
經(jīng)過(guò)分析,獲得猜想:于一個(gè)三角形的內(nèi)部任意取n個(gè)點(diǎn),再加上原三角形的3個(gè)點(diǎn),將所有點(diǎn)兩兩相連,使得所連線段除了端點(diǎn)不存在其他公共點(diǎn),可將原三角形分割成3+2(n-1)=2n+1個(gè)小三角形.
策略3?搖 進(jìn)行一般推理,假設(shè)在一個(gè)三角形的內(nèi)部任意取n個(gè)點(diǎn),加上原三角形的3個(gè)頂點(diǎn),一共有“n+3”個(gè)點(diǎn),把這n+3個(gè)點(diǎn)按照以上要求連接,可將原三角形分成x個(gè)小三角形,那么這些分割而來(lái)的小三角形的所有內(nèi)角和就是180°·x.
這些分割而來(lái)的小三角形的內(nèi)角又存在兩種情況,一種是頂點(diǎn)為原來(lái)三個(gè)大三角形的頂點(diǎn),它們的和是180°;還有一種情況就是小三角形的頂點(diǎn)是在三角形內(nèi)部任取的n個(gè)點(diǎn)中的一個(gè),那么以該點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形內(nèi)角恰好拼成了周角,因此以n個(gè)點(diǎn)中的一個(gè)點(diǎn)為頂點(diǎn)的小三角形的內(nèi)角拼接在一起就形成一個(gè)周角,和為360°·n.
基于以上分析,不難獲得:180°·x=360·n+180°,解得x=2n+1.
3. 設(shè)計(jì)拓展問(wèn)題,讓學(xué)生感悟數(shù)學(xué)
眾所周知,數(shù)學(xué)綜合實(shí)踐以問(wèn)題引領(lǐng)整個(gè)活動(dòng)過(guò)程. 當(dāng)學(xué)生解決了核心問(wèn)題后,課堂是否就此終止了呢?答案是否定的. 當(dāng)學(xué)生獲得相應(yīng)的結(jié)論后,需要通過(guò)問(wèn)題的縱橫延伸來(lái)深化學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解程度,為發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)奠定基礎(chǔ)■[3].
為了夯實(shí)學(xué)生對(duì)此類問(wèn)題的研究經(jīng)驗(yàn),讓學(xué)生在后續(xù)學(xué)習(xí)中遇到類似問(wèn)題能快速想出解決辦法,在學(xué)生已經(jīng)解決了取點(diǎn)連三角形問(wèn)題的基礎(chǔ)上,教師可提出拓展性的問(wèn)題供學(xué)生思考與探索,以增強(qiáng)學(xué)生的領(lǐng)悟能力.
問(wèn)題3?搖 將問(wèn)題1中的三角形替換成四邊形,取2020個(gè)點(diǎn)加四邊形原來(lái)的4個(gè)頂點(diǎn)后,求兩兩連線將原四邊形分割成的小三角形數(shù)量,同樣要求所有的連線段除了端點(diǎn)不可以有其他公共點(diǎn).
活動(dòng)5?搖 合作交流問(wèn)題3,思考解決這個(gè)問(wèn)題的方案,并設(shè)法提出其他拓展性的問(wèn)題.
設(shè)計(jì)意圖?搖 問(wèn)題拓展環(huán)節(jié),意在讓學(xué)生在原有活動(dòng)探究的基礎(chǔ)上,更進(jìn)一步地認(rèn)識(shí)由淺入深、類比歸納、從特殊到一般以及從一般到特殊的數(shù)學(xué)思想方法等,為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)以及科學(xué)的鉆研精神奠定基礎(chǔ).
總之,綜合實(shí)踐活動(dòng)的關(guān)鍵在于問(wèn)題的擇取是否恰到好處. 在核心問(wèn)題的驅(qū)動(dòng)下,教師組織學(xué)生積極主動(dòng)地參與數(shù)學(xué)探究活動(dòng)是實(shí)施綜合實(shí)踐教學(xué)的重中之重. 教師應(yīng)從思想上重視綜合實(shí)踐活動(dòng)課程,通過(guò)逐層遞進(jìn)問(wèn)題的設(shè)置,引導(dǎo)學(xué)生感知數(shù)學(xué)知識(shí),體悟數(shù)學(xué)思想方法,發(fā)展數(shù)學(xué)核心素養(yǎng).
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