數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)要求:教師應(yīng)當(dāng)充分利用日常生活中與數(shù)學(xué)有關(guān)的信息,將其開發(fā)成為教學(xué)資源;教師應(yīng)當(dāng)努力開發(fā)制作簡便實(shí)用的教具,有條件的學(xué)??梢越ⅰ皵?shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室”供學(xué)生使用,以拓寬他們的學(xué)習(xí)領(lǐng)域,培養(yǎng)他們的實(shí)踐能力,發(fā)展個(gè)性品質(zhì)與創(chuàng)新精神,促進(jìn)不同的學(xué)生在數(shù)學(xué)上得到不同的發(fā)展.下面筆者以自己教學(xué)中開展項(xiàng)目式教學(xué)的一個(gè)實(shí)例,說明如何具體落實(shí)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求.
1數(shù)學(xué)實(shí)踐活動項(xiàng)目的確定
初中階段綜合與實(shí)踐領(lǐng)域可采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方式,以問題解決為導(dǎo)向,關(guān)鍵是發(fā)掘合適的項(xiàng)目.開展數(shù)學(xué)實(shí)踐活動項(xiàng)目,確定項(xiàng)目的特定主題的項(xiàng)目.根據(jù)初中學(xué)生首先要掌握的數(shù)學(xué)知識,能開展的實(shí)踐活動項(xiàng)目可以是識別自然環(huán)境中的平面圖形、立體圖形,畫平面鑲嵌圖,測量拱形橋面所在圓的半徑,觀賞、體驗(yàn)水池噴出的水柱所形成的拋物線的形狀和特性,測量特定斜坡的坡比,測量不可達(dá)到其頂端的物體的高度,計(jì)算簡單的等可能事件發(fā)生的概率,評判某種游戲的公平性和合理性,畫實(shí)物的三視圖,統(tǒng)計(jì)某些事件,等等.
筆者本次組織的數(shù)學(xué)實(shí)踐活動項(xiàng)目是:構(gòu)造相似三角形,根據(jù)相似三角形對應(yīng)邊成比例求建筑物的高度.
2因地制宜選取切合數(shù)學(xué)實(shí)踐活動的場所
確定實(shí)踐活動項(xiàng)目后,根據(jù)項(xiàng)目的主題,去現(xiàn)實(shí)生活中尋找與活動主題相吻合的場所,并且要安全可操作.本次實(shí)踐活動筆者選取學(xué)校附近的文化廣場,廣場上有許多新建的特殊造型的建筑物,場地開闊、安全,具備開展數(shù)學(xué)實(shí)踐活動的各項(xiàng)條件.
3開展實(shí)踐活動前的準(zhǔn)備
3.1教師對活動過程的精心設(shè)計(jì)與構(gòu)思
開展數(shù)學(xué)實(shí)踐活動項(xiàng)目之前,教師對實(shí)踐活動項(xiàng)目的具體操作必須要有構(gòu)想,能考慮到學(xué)生開展實(shí)踐活動項(xiàng)目中要采取哪些步驟,以及實(shí)踐活動項(xiàng)目要用到哪些器材.因此在實(shí)踐活動項(xiàng)目開展之前,教師對開展活動項(xiàng)目的步驟要有構(gòu)想.
3.2學(xué)生的分組、分工及要求
依據(jù)實(shí)踐活動項(xiàng)目的主題和構(gòu)想情景,告訴全體學(xué)生實(shí)踐活動項(xiàng)目的開展步驟.如果實(shí)踐活動項(xiàng)目需要合作完成就需要給學(xué)生分組,首先指定每個(gè)小組的組長,再指導(dǎo)組長對小組同學(xué)做出明確合理的分工,準(zhǔn)備好需要用到的器材、測量工具,實(shí)踐過程中負(fù)責(zé)測量的、記錄的、根據(jù)場景作幾何圖形的,以及計(jì)算結(jié)果的學(xué)生.針對存在應(yīng)用數(shù)學(xué)知識能力的差異,指定實(shí)踐活動項(xiàng)目中的指導(dǎo)成員.有了明確的分工才能在實(shí)踐中更好地合作,也為全體學(xué)生的參與提供機(jī)會,實(shí)現(xiàn)人人參與的數(shù)學(xué)實(shí)踐活動,促進(jìn)不同學(xué)生的在活動的開展中得到不同的發(fā)展.
4數(shù)學(xué)實(shí)踐活動的具體開展過程
經(jīng)過以上的各項(xiàng)精心準(zhǔn)備,在一個(gè)陽光明媚的下午,同學(xué)們帶著筆記本和測量工具,來到了離學(xué)校二百多米的文化廣場.文化廣場是一個(gè)新建的美麗公園.文化廣場包含多元的數(shù)學(xué)文化元素,位于廣場中心的是城市標(biāo)志性建筑,其著裝鮮紅,造型高大,呈螺旋式上升,頂端直指蒼穹,象征著這座現(xiàn)代之城蒸蒸日上的景象.面對廣場上頂端無法達(dá)到的物體,如何通過測量來算出它的實(shí)際高度?這是本次九級學(xué)生要開展數(shù)學(xué)實(shí)踐活動項(xiàng)目的主題目標(biāo).
4.1小組1的活動過程
問題解決方案:眼睛,身體,建筑物,視線構(gòu)成相似三角形.
此時(shí)該標(biāo)志性建筑雖有影子落在地上.太陽西斜,它的影子向東而去占據(jù)了半個(gè)多廣場的長度,有部分影子還落到了邊上的花壇里.測量起來比較繁瑣.看到建筑物前有一片空地,甲組的吳迪同學(xué)說:如果有人與我配合,我就能測量出建筑物的高度.看他是如何實(shí)現(xiàn)的?
如圖1所示,吳迪先讓本組的葉成同學(xué)躺在這高大的建筑物前面十多米遠(yuǎn)的平地上,然后頭朝建筑物眼睛盯著建筑物的頂端,他站在葉成的前面朝著建筑物走去,起初擋住了葉成的視線,隨著吳迪繼續(xù)往前走,突然葉成又看到了這個(gè)建筑物的頂端,當(dāng)葉成喊了一聲“又看到了頂端”,吳迪立刻停下來,叫負(fù)責(zé)測量的同學(xué)測量出他離建筑物的距離和他離葉成的距離,以及他的身高,同時(shí)負(fù)責(zé)記錄的同學(xué)作了記錄,并且依據(jù)葉成、吳迪和建筑物的相對位置以及葉成的視線畫出了幾何圖形,然后把圖形展示給其他同學(xué).同組的其他同學(xué)紛紛開始計(jì)算建筑物的高度.
4.2小組2的活動過程
問題解決方案:身體,燈柱,陽光,影子構(gòu)成相似三角形.
甲小組的同學(xué)解決了標(biāo)志性建筑物的高度的測算,乙小組的同學(xué)也在紛紛躍試.
他們來到建筑物附近一根高大美觀的燈柱旁,雖然它沒有標(biāo)志性建筑物那么高,但同樣拖著長長的影子立在那,如圖3所示.
乙組的王洋同學(xué)站在燈柱的邊上,同樣在地上留下了與燈柱平行但比較短的影子.乙小組帶尺子的張偉測量出了王洋的影長,以及燈柱的影長和王洋的身高,記錄的同學(xué)記下了這組數(shù)據(jù),并且根據(jù)王洋的站位和他在地面上的影子,以及燈柱和燈柱在地面上的影子畫出了如圖4所示的圖形,然后把圖形展示給其他同學(xué),其他同學(xué)各自去計(jì)算燈柱的高.
負(fù)責(zé)記錄的同學(xué)畫了如圖4所示的圖形,用 A B 表示燈柱, B C 表示它的影長, E F 表示王洋的身體,F(xiàn) G 表示王洋的影長, A C,E G 表示平行的太陽光,B C=1180cm,F(xiàn) G=500cm,E F=153cm,A B⊥ B C,E F⊥ F G , A C / E G , ∠ C=∠ G , Δ A B C~ Δ E F G ,根據(jù)相似三角形對應(yīng)邊成比例,得 即
則有 A B×500=153×11 80,解得
,即 A B 約 3.6m
經(jīng)過乙小組同學(xué)的測量與計(jì)算,算出了燈柱的高度為 3.6m ,從“量”上對廣場燈柱有了更具體的認(rèn)識.
4.3小組3的活動過程
問題解決方案:身體,燈柱、影子、陽光重疊成相似三角形.
此時(shí)丙小組的同學(xué)選擇邊上的另一燈柱,鐘佳同學(xué)在走動,他的身影也隨著移動,如圖5所示.
他從燈柱的影子的頂端朝著燈柱走,他的影子從長出燈柱的影子一截,慢慢縮短,某時(shí)刻他的頭的影子與燈柱頂端的影子重合了.此時(shí)同組的王勝同學(xué)叫他別動,叫帶尺子的李可馬上進(jìn)行測量,量出了表示鐘佳站立點(diǎn)到影子頂端的距離 D C= 5.7m ,鐘佳離燈柱底部的距離 B D=7.7m ,鐘佳身高
D E=1.55m 負(fù)責(zé)記錄的同學(xué)記下了這組數(shù)據(jù),同時(shí)依據(jù)鐘佳與燈柱的站位、影子、太陽光線畫出了如圖6所示的圖形,并給其他同學(xué)作了展示,同組同學(xué)開始求燈柱 A B 的高度
由于周圍這些燈柱是等高的,因此甲、乙兩組算出的結(jié)果(人工測量存在誤差)印證了這個(gè)事實(shí).
4.4小組4的活動過程
問題解決方案:矮個(gè)子身高,高個(gè)子身高,旗桿、視線排列成梯形.
還有另外的幾個(gè)小組同學(xué)此時(shí)在高大的旗桿下忙著測量旗桿的高度.
如圖7所示,丁組的同學(xué)面對廣場中心這高大莊嚴(yán)的旗桿,沒有哪位同學(xué)愿意躺在地上.組長揭書強(qiáng)叫組里身材矮小的同學(xué)李雨萍站在旗桿面前十多米的平地上,面對旗桿仰望其頂端,讓高大的劉思文站在她的面前擋住李雨萍的視線,然后叫劉思文往旗桿方向走,李雨萍一直仰著頭朝旗桿的頂端看,突然李雨萍又看到了旗桿的頂端,揭書強(qiáng)馬上叫劉思文站住別動,讓負(fù)責(zé)測量的同學(xué)開始測量.
測量得到李雨萍身高 82cm ,劉思文的身高 178cm ,劉思文與李雨萍之間的距離 916cm ,劉思文離旗桿的距離 1233cm .畫出梯形A B C D ,如圖8所示, C D 表示李雨萍的身高, E F 表示劉思文的身高.
負(fù)責(zé)計(jì)算的葉可琪說:圖8中沒有相似三角形怎么求旗桿的高?
她與陳張科一起探討,陳張科說:過點(diǎn) D 作 D N⊥ A B 于點(diǎn)N ,交 E F 于點(diǎn) M ,如圖9,這樣就有 Δ E M D~Δ A N D 了,如果求出 A N ,那么可得到 A B=A N+ N B=A N+D C.
所以AB=AN+NB=2 252+82=2334(cm).
經(jīng)過測算,得到旗桿AB的高度為23.34 m.
開展這次數(shù)學(xué)實(shí)踐活動項(xiàng)目一—構(gòu)造相似三角形求物體的高度,重在構(gòu)造出相似三角形,有的方案學(xué)生要委曲求全,有的方案易于操作,有的方案要妙筆生花,花了近一個(gè)小時(shí).同學(xué)們參與的熱情很高,但也反映出有些同學(xué)動手能力很差,有的同學(xué)測量不是很嫻熟.
5數(shù)學(xué)實(shí)踐活動總結(jié)及反思
一次特定主題的數(shù)學(xué)實(shí)踐活動項(xiàng)目的開展,讓學(xué)生經(jīng)歷了有自的、有設(shè)計(jì)、有步驟、有合作的具體實(shí)踐,在給定的主題下感受針對具體問題提出設(shè)計(jì)思路,制定簡單方案解決問題的過程.學(xué)生在實(shí)踐活動中應(yīng)用了所學(xué)的數(shù)學(xué)知識,加深了對數(shù)學(xué)知識的理解,提高了應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力,是一次理論與實(shí)際相結(jié)合的過程;積累了開展數(shù)學(xué)活動項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn),體會到了數(shù)學(xué)的科學(xué)價(jià)值,發(fā)展了應(yīng)用意識、創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力.有了數(shù)學(xué)實(shí)踐活動的體驗(yàn),學(xué)生進(jìn)一步樹立了相信數(shù)學(xué)、熱愛數(shù)學(xué)的觀念.