摘"要:在中職教學(xué)中的弧度制一課中融入課程思政元素,借助信息技術(shù)展示我國科技創(chuàng)新、弧度制數(shù)學(xué)史發(fā)展過程,可以促進學(xué)生經(jīng)歷知識的再創(chuàng)造過程,增強民族自豪感和學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣.通過問題驅(qū)動法、啟發(fā)式的教學(xué)方法,培養(yǎng)了學(xué)生數(shù)學(xué)運算、邏輯推理等數(shù)學(xué)核心素養(yǎng).經(jīng)過多維評價、橫向縱向?qū)Ρ确治?,課程思政融入弧度制教學(xué)取得了較好的效果.
關(guān)鍵詞:課程思政;弧度制;中職數(shù)學(xué);核心素養(yǎng)
2018年,習(xí)近平總書記在全國教育大會上強調(diào):“要全面加強和改進學(xué)校美育,堅持以美育人、以文化人,提高學(xué)生審美和人文素養(yǎng).”教師是人類靈魂的工程師,是人類文明的傳承者,承載著傳播知識、思想、真理,塑造靈魂、生命、新人的時代重任.[1]數(shù)學(xué)教師要基于數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容,發(fā)揮數(shù)學(xué)課程的育人功能,挖掘其中涉及的課程思政元素,做好課程育人教學(xué)設(shè)計、創(chuàng)新教學(xué)方法,努力形成全員、全過程、全方位育人格局.
《中等職業(yè)學(xué)校數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2020年版)》指出:“中等職業(yè)學(xué)校數(shù)學(xué)課程是中等職業(yè)學(xué)校各專業(yè)學(xué)生必修的公共基礎(chǔ)課程,承載著落實立德樹人根本任務(wù)、發(fā)展素質(zhì)教育的功能.”
[2]
本文以中職教學(xué)中的弧度制一課為例,在弧度制教學(xué)中融入以下思政元素:①通過實例感受我國科技、軍事的強大,增強民族自豪感;②介紹1°的數(shù)學(xué)史,感受數(shù)學(xué)與生活的息息相關(guān);③通過弧度制概念的發(fā)展過程,體會數(shù)學(xué)的樂趣,學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)家刻苦鉆研的工匠精神;④通過小組合作探究弧度制下的弧長公式和扇形面積公式,加強合作交流的能力和學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的信心.
1"融入課程思政的弧度制教學(xué)設(shè)計思路
思政融入課程,需要充分發(fā)揮學(xué)科特色,以全面提高學(xué)生的能力和素養(yǎng)為出發(fā)點,從課程知識、能力、素養(yǎng)為出發(fā)點,提煉數(shù)學(xué)課程中的文化、歷史等內(nèi)涵,在開展弧度制這節(jié)課中,通過圖片、視頻、小組合作等形式,將文化素養(yǎng)、家國情懷、工匠精神等以“糖溶于水”的方式融入數(shù)學(xué)課程,在豐富學(xué)識和增長見識的同時,塑造學(xué)生的品格,培養(yǎng)他們成為全面發(fā)展的社會主義構(gòu)建者和接班人.融入課程思政的弧度制教學(xué)設(shè)計圖如圖1所示.
2"融入課程思政的弧度制教學(xué)設(shè)計
2.1"教學(xué)內(nèi)容
本文選自《江蘇省職業(yè)學(xué)校文化課教材數(shù)學(xué)(第一冊)》第五章第二節(jié).[3]前一節(jié)學(xué)習(xí)了角的概念推廣,將0°~360°的角推廣到了正角、負(fù)角和零角,初中時學(xué)習(xí)了角度制下的弧長和扇形面積公式,后續(xù)學(xué)習(xí)三角函數(shù)的概念需要將任意角轉(zhuǎn)化為任意實數(shù),故本節(jié)課起到了承前啟后的作用.通過弧度制的學(xué)習(xí),學(xué)生感受到弧度制下的弧長、扇形面積公式十分簡潔,體會弧度制的優(yōu)越性.通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),認(rèn)識到弧度制和角度制是度量角的不同單位,是辯證統(tǒng)一、相互聯(lián)系的,體會辯證統(tǒng)一思想.
2.2"學(xué)情分析
本節(jié)課的授課對象是中職一年級的學(xué)生,學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較為薄弱,對學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)有一定的興趣,需要教師多加引導(dǎo)和鼓勵.學(xué)生在之前已經(jīng)學(xué)習(xí)了角度制和角的概念推廣,也學(xué)習(xí)過角度制下的弧長、扇形面積公式,所以對本節(jié)課的學(xué)習(xí)具備一定的知識基礎(chǔ).同時,學(xué)生的數(shù)學(xué)思維不強、創(chuàng)造能力較弱,看待問題比較淺顯,在弧度制概念的探究中會存在一定難度.學(xué)生喜愛與生活相關(guān)的數(shù)學(xué)情境,所以本節(jié)課通過創(chuàng)設(shè)情境引入課題、數(shù)學(xué)史的滲透,有利于學(xué)生參與數(shù)學(xué)課堂,提升學(xué)習(xí)興趣.
2.3"教學(xué)目標(biāo)
本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)如下.
(1)了解1弧度的角和弧度制的概念,理解弧度與角度之間的換算,了解弧度制下的弧長公式和扇形面積公式.
(2)經(jīng)歷教師引導(dǎo)下探究弧度制概念的形成過程,體會弧度制引入的必要性,培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力,形成直觀想象、邏輯推理的核心素養(yǎng).
(3)通過小組合作推導(dǎo)弧度制下的弧長公式和扇形面積公式,培養(yǎng)化歸、數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想方法.
(4)通過了解弧度制的發(fā)展歷史,感受數(shù)學(xué)與生活生產(chǎn)的緊密聯(lián)系,學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)家刻苦鉆研的工匠精神.
2.4"教學(xué)重難點
本節(jié)課的教學(xué)重難點如下.
教學(xué)重點:1弧度的角和弧度制的概念,弧度制與角度制的互換,弧長與扇形面積公式.
教學(xué)難點:弧度制概念中用半徑度量弧長的數(shù)學(xué)思想.
2.5"教學(xué)過程
2.5.1"創(chuàng)設(shè)情境,激發(fā)興趣
課件展示:①中國高鐵長度約為4.2萬千米,位列世界第一;②2020年我國“奮斗者”號潛水艇成功坐底馬里亞納海溝,下潛10 058米,還進行了科研活動,打破美國紀(jì)錄,成功躋身世界第一梯隊;③2016年建立的“中國天眼”是世界上最大、最靈敏的射電望遠鏡,理論上能接收137億光年的電磁信號,這個距離相當(dāng)于宇宙邊緣;④華為海思公司研發(fā)出5納米厚度芯片,相當(dāng)于一根頭發(fā)絲直徑的兩萬分之一.
問題1"通過以上實例,你發(fā)現(xiàn)了什么?從數(shù)學(xué)角度看,出現(xiàn)的數(shù)據(jù)有什么共同點?
教師:中國科技領(lǐng)先世界之列,我們?yōu)樽鎳膹姶蟾械缴钌畹淖院?實例中的數(shù)據(jù)都是不同的長度單位,長度有不同的單位,生活中質(zhì)量、速度等都有不同的單位,在不同的情境中,我們會運用不同的單位,幫助我們更加科學(xué)、合理地描述現(xiàn)實世界.之前我們學(xué)習(xí)了角是用什么單位度量的?它會有其他度量方法嗎?
思政融入點:結(jié)合課件展示不同長度單位的實例,一方面感受中國科技在世界的領(lǐng)先位置,激發(fā)學(xué)生愛國情懷和民族自豪感;另一方面也鼓勵同學(xué)們努力學(xué)習(xí),今后為社會貢獻自己的價值.
2.5.2"提出問題,引入概念
問題2"大家還記得1°的角是如何定義的?度這個單位是多少進制?
教師:早在公元前300年,古巴比倫人認(rèn)為地球是宇宙的中心,太陽是繞著地球轉(zhuǎn),在天文觀測時發(fā)現(xiàn)“春秋分日,太陽劃過半個周天的軌跡,恰好等于180個太陽直徑”,因此把圓周分為360份,每一份為1°,角度的符號小圈最早就代表太陽.這種定義對當(dāng)時的航海、天文觀測等都非常有價值.所以最初的角度其實是度量弧長,圓周的1360是1°.
問題3"你能計算出30°+sin30°的值嗎?發(fā)現(xiàn)有什么問題?
學(xué)生:30°是六十進制,而sin30°=12是十進制數(shù),進制不同無法進一步計算.
教師:我們習(xí)慣十進制數(shù),能否將角也變成十進制數(shù)呢?
思政融入點:通過介紹1°角的數(shù)學(xué)史背景,使學(xué)生對1°的概念印象更加深刻,感受數(shù)學(xué)與生活的息息相關(guān),同時初步感受角度最初是來衡量弧長的,為后續(xù)弧度制的學(xué)習(xí)作了鋪墊.
2.5.3"教師引導(dǎo),形成概念
問題4"如圖2所示,在扇形OAB中,有哪些數(shù)學(xué)量?
教師引導(dǎo)角α的變化中,哪些量發(fā)生了改變,而哪些量不會改變?結(jié)合GeoGebra軟件(以下簡稱“GGB”)演示,引發(fā)學(xué)生猜想,發(fā)現(xiàn)和弦長AB,弧長AB,半徑r1三者單獨的大小沒有關(guān)系,而比值卻是一個定值.通過教師引導(dǎo),學(xué)生得到以下三種觀點.
學(xué)生1認(rèn)為,給定的角可以由弧弦比值一一對應(yīng),通過取60°的角,給定半徑為1、2的時候,求出此時的弧長和弦長,發(fā)現(xiàn)弧長和弦長的比值為定值.教師通過GGB演示證實了這一觀點并引入數(shù)學(xué)史內(nèi)容:歷史上,古希臘的數(shù)學(xué)家喜帕恰斯(Hipparchus)發(fā)現(xiàn),在給定半徑的圓中,弧和弦之間存在一一對應(yīng)關(guān)系,并繪制了世界上第一張弦表,喜帕恰斯原著已經(jīng)遺失,記載中最有影響力的是托勒密的弦表,弦表在航海天文的距離計算中,大大減少了計算量.喜帕恰斯的想法和學(xué)生1的想法不謀而合,但是由于弧弦比值不可能為1,而且要同時計算弦長和弧長,比較煩瑣,說明這種對應(yīng)關(guān)系存在一定缺陷.
學(xué)生2認(rèn)為,當(dāng)角度確定時,弦長與半徑的比值也是定值,對于固定的角度,取特殊值60°,取半徑分別為1、2時,只需求出弦長,發(fā)現(xiàn)弦長和半徑的比值始終是一個定值.教師及時給予鼓勵肯定并引入數(shù)學(xué)史:意大利數(shù)學(xué)家利提克斯(V.Riccati)推翻前人的想法,重新給出了正弦的定義,第一次用半弦與半徑的比值來刻畫角度,從此三角學(xué)就不再依附于圓而僅在一個直角三角形中存在了.利提克斯的想法與學(xué)生2的想法十分吻合,但是教師用GGB動態(tài)演示,發(fā)現(xiàn)當(dāng)角度超過180°時,此時的弦長無法同時變大,只能在0°~180°的范圍內(nèi)一一對應(yīng),所以這種觀點具有局限性.
學(xué)生3認(rèn)為,角度唯一時,此時弧長與半徑的比值也唯一確定,反之,當(dāng)弧長與半徑的比值唯一確定時,也有唯一的角度確定,所以二者是一一對應(yīng)的,即使角度超過180°、360°,弧長也會隨之變大.教師及時點評并引入教學(xué)史:著名英國數(shù)學(xué)家柯特斯(R.Cotes)在1714年正式提出用弧長與半徑之間的比例關(guān)系來定義角度,這使得三角函數(shù)的研究大為簡化.
三位學(xué)生闡述完自己的觀點后,教師補充:當(dāng)弧長與半徑相等時(GGB動態(tài)演示),此時它們的比值是1,這就是1弧度的角.嚴(yán)格的弧度制定義是由著名的瑞士數(shù)學(xué)家歐拉(L.Euler)定義的,弧度制單位rad是弧度英文radian的簡寫,單位可不寫.
弧度制:|α|=lr,角度和弧度存在一一對應(yīng)的關(guān)系,正角對應(yīng)的弧度數(shù)為正實數(shù),負(fù)角對應(yīng)的弧度數(shù)為負(fù)實數(shù),零角對應(yīng)的弧度數(shù)為0,完成了進制的統(tǒng)一.
問題5"1弧度的角等于多少角度呢?
完整的圓周長為2πr,2πrr=2π,即2π=360°.
學(xué)生發(fā)現(xiàn),π=180°,兩邊同時除以π,1rad=180°π,結(jié)合π≈3.14,所以1rad≈57.3°.
問題6"由|α|=lr,變形得到l=|α|r,回顧初中學(xué)習(xí)的弧長公式,你有什么體會?你能根據(jù)初中學(xué)習(xí)扇形的面積公式,嘗試推導(dǎo)弧度制下的扇形面積公式嗎?
思政融入點:著名的“學(xué)習(xí)金字塔”理論表明,學(xué)生通過討論、實踐等主動學(xué)習(xí)方式,其知識留存率是聽講、閱讀等被動學(xué)習(xí)方式的7倍.通過小組合作交流,教師層層遞進引導(dǎo)學(xué)生猜想三種不同的觀點,而這三種觀點與歷史上弧度制形成的三個階段非常相似.學(xué)生在此過程中經(jīng)歷了真實的數(shù)學(xué)概念再創(chuàng)造過程,體驗了發(fā)現(xiàn)新知的喜悅,他們的數(shù)學(xué)運算、邏輯推理等核心素養(yǎng)都有了很好的發(fā)展,也體會到數(shù)學(xué)家們刻苦鉆研的精神,這種精神與學(xué)生所需要的工匠精神有異曲同工之妙.
2.5.4"問題解決,鞏固新知
例1"把下列角度化為弧度.
(1)45°;""(2)-120°;""(3)270°.
例2"把下列弧度化為角度.
(1)35π;""(2)-56π;"(3)1;"(4) -2.
例3"將下列各角化為α+2kπ(0≤αlt;2π,k∈Z)的形式,并指出它們是第幾象限角.
(1)193π;"(2)-316π.
例4"在半徑為5 cm的圓中,求60°圓心角所對的弧長(精確到0.1cm).
【設(shè)計意圖】及時鞏固所學(xué),培養(yǎng)學(xué)生運用新知解決問題的能力,通過例題歸納總結(jié)出弧度制和角度值互相轉(zhuǎn)化的規(guī)律方法.
2.5.5"課堂小結(jié)
教師帶領(lǐng)學(xué)生總結(jié)本節(jié)課通過實例引出弧度制,通過三種猜想驗證了弧徑之比和角度之間的一一對應(yīng)關(guān)系,得到了1弧度角的概念,學(xué)習(xí)了弧度制下的弧長和扇形面積公式,感受到弧度制的優(yōu)越性,同時感受數(shù)形結(jié)合、分類討論、化歸的數(shù)學(xué)思想方法.
思政融入點:角度制和弧度制都是角的度量單位,本質(zhì)上是同一種事物的不同描述,二者是相互聯(lián)系、辯證統(tǒng)一的,引導(dǎo)學(xué)生運用辯證統(tǒng)一的眼光看待問題.
2.5.6"分層作業(yè),課外延伸
必做題:課本132頁練習(xí)1、2,學(xué)習(xí)指導(dǎo)用書A組.
選做題:學(xué)習(xí)指導(dǎo)用書B組.
興趣題:數(shù)學(xué)史“弧度制的由來”閱讀.
思政融入點:分層作業(yè)的布置有助于培養(yǎng)學(xué)生的個性,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提升作業(yè)的完成率,數(shù)學(xué)史的學(xué)習(xí)使學(xué)生感受前人對數(shù)學(xué)真理孜孜不倦的追求.
2.5.7"教學(xué)反思
經(jīng)過本節(jié)弧度制的學(xué)習(xí),調(diào)查結(jié)果顯示學(xué)生普遍喜歡課程思政融入的數(shù)學(xué)課堂,加強了他們對數(shù)學(xué)的興趣,也對數(shù)學(xué)文化、民族振興方面有了進一步體會.過程中,教師通過課堂觀察學(xué)生活躍度、學(xué)習(xí)專注度、合作討論等行為態(tài)度,發(fā)現(xiàn)課程思政的融入明顯提高了學(xué)生的專注度.通過兩個實踐班和兩個平行班的橫向?qū)Ρ?,結(jié)果顯示實踐班弧度制作業(yè)完成情況明顯優(yōu)于平行班.
3"結(jié)語
教師扮演著“傳道、授業(yè)、解惑”的角色,肩上背負(fù)著培養(yǎng)祖國下一代的重大使命.作為數(shù)學(xué)教師,不僅要傳授學(xué)生知識和技能,而且要將社會主義核心價值觀有機地融入數(shù)學(xué)課堂.課程思政有利于將思想政治教育元素有機融入教學(xué)體系和教學(xué)內(nèi)容中,通過循循善誘、春風(fēng)化雨的方式引導(dǎo)學(xué)生樹立更遠大的人生目標(biāo).為更好實現(xiàn)立德樹人的目標(biāo),每位教師都要努力實現(xiàn)從“教書匠”到“大先生”的升華.
參考文獻
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