強(qiáng)化學(xué)科的育人功能是落實(shí)“立德樹人”目標(biāo)的基礎(chǔ),立足“四基”,凸顯“四能”的數(shù)學(xué)課堂教學(xué)可有效地豐富學(xué)生的活動體驗(yàn),使學(xué)生通過數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)成長為一個(gè)理性、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)娜?數(shù)學(xué)學(xué)科的“四基”是指數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識、基本技能、基本思想與基本活動經(jīng)驗(yàn),“四能”是指學(xué)生通過個(gè)性化學(xué)習(xí)獲得發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題與解決問題的能力[1].兩者均為培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的重要載體,其中“四基”的發(fā)展離不開師生的積極互動與教師引導(dǎo)的適當(dāng),而“四能”的形成則更加依賴于學(xué)生的主動觀察、探索、思考與反思.筆者以“圓周角”教學(xué)為例,探討如何培養(yǎng)學(xué)生的“四基與四能”,
教學(xué)過程設(shè)計(jì)
1.揭示概念發(fā)生過程,滲透 數(shù)學(xué)思想
教材關(guān)于圓周角的解讀,是以概念的形式呈現(xiàn)的.不少教師在授課時(shí),直接將圓周角的概念以PPT形式呈現(xiàn)出來,盡管這種教學(xué)方法也可以讓學(xué)生記住何為圓周角,但很難做到讓學(xué)生“知其所以然”.欲從真正意義上發(fā)展“四基”,就要讓學(xué)生經(jīng)歷概念的形成與發(fā)展過程,主動抽象概念,發(fā)現(xiàn)其本質(zhì).
師:眾所周知,圓心角是頂點(diǎn)處于圓心位置的角,現(xiàn)在請大家自主在草稿紙上畫圓心角∠AOB,確保角的兩條邊和圓的交點(diǎn)位置不發(fā)生改變,只改變角的頂點(diǎn),看看會形成怎樣的角?
如圖1,學(xué)生自主畫圖,發(fā)現(xiàn)改變角的頂點(diǎn)位置之后,形成了各種各樣的圖形.教師利用多媒體將學(xué)生自主繪制的圖形進(jìn)行投影展示,并要求學(xué)生對不同圖形進(jìn)行觀察,提煉它們的共同特征.
生1:在與圓交點(diǎn)不變的情況下,角的頂點(diǎn)位置可以落在圓的內(nèi)部、外部或剛好在圓上.
師:不錯(cuò).不管這一類角的頂點(diǎn)處于圓的什么位置,均可獲得無數(shù)個(gè)角.本節(jié)課我們將重點(diǎn)探索一種特殊的角,即頂點(diǎn)恰好處于圓周上的情況,類似于圖1中∠ADB之類的角.現(xiàn)在,請大家重點(diǎn)觀察 ∠ADB 嘗試總結(jié)圓周角的概念.
設(shè)計(jì)意圖以“圓心角”作為學(xué)生思維的起點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生自主發(fā)揮想象畫圖、觀察,為揭示圓周角的概念奠定基礎(chǔ).鼓勵(lì)學(xué)生類比圓心角的概念自主抽象圓周角的概念,這既是推動學(xué)生數(shù)學(xué)思維發(fā)展的手段,又是引導(dǎo)學(xué)生對概念進(jìn)行拓展延伸的“源頭”,讓學(xué)生深刻體會“圓周角”具有的特點(diǎn).如此設(shè)計(jì),不僅滲透了數(shù)學(xué)類比思想,還有效地增加了學(xué)生對一般到特殊思想的認(rèn)識,此為發(fā)展“四基”的基礎(chǔ).
2.逐層遞進(jìn)探索新知,獲得 探究體驗(yàn)
同弧所對的圓心角與圓周角之間具有怎樣的聯(lián)系呢?此為本節(jié)課教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn),教師不應(yīng)簡單地直接給出結(jié)論,而應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生抽絲剝繭、層層遞進(jìn)地探索與思考,讓學(xué)生親歷觀察、對比與分析的過程,主動發(fā)現(xiàn)、提出、分析問題并獲得豐富的活動體驗(yàn),進(jìn)而真正發(fā)展“四基與四能”.為此,教師可設(shè)計(jì)以下活動:
活動1探索同弧所對圓心角與圓周角的關(guān)系
該活動的目的在于引導(dǎo)學(xué)生探索圓周角定理.為了夯實(shí)學(xué)生的基礎(chǔ)知識,讓學(xué)生能夠由淺入深地掌握數(shù)學(xué)知識的本質(zhì),教師可設(shè)計(jì)下列活動:
畫一畫要求學(xué)生自主畫出同一段圓弧所對應(yīng)的圓心角與圓周角.如圖2,學(xué)生根據(jù)自己的喜好,分別畫出不一樣的圖形.
量一量分別測量處于不同位置的圓心角以及圓周角的度數(shù),猜一猜圓心角與圓周角之間有著怎樣的聯(lián)系.
猜一猜經(jīng)過測量,學(xué)生通過對各組數(shù)據(jù)的觀察與思考,初步形成以下猜想:同弧所對圓周角度數(shù)為圓心角度數(shù)的
師:這一結(jié)論是否正確呢?
生:我們只測量了少數(shù)的幾個(gè)圓弧所對應(yīng)的圓周角與圓心角,而且手工測量難免存在誤差.因此,想要驗(yàn)證這一猜想是否正確,還需借助其他手段.
師:不錯(cuò).但凡手工測量,受觀察角度等因素的影響,難免會出現(xiàn)誤差.為了驗(yàn)證以上猜想是否準(zhǔn)確,我們可以借助什么工具?
生(眾):幾何畫板.
教師帶領(lǐng)學(xué)生一起操作幾何畫板,通過演示,大家發(fā)現(xiàn)不論圓周角與圓心角的位置在哪里,同一段圓弧所對應(yīng)的圓周角度數(shù)一定等于這段弧所對應(yīng)圓心角度數(shù)的一半(見圖3).
∠AOB=115.32°
∠APB=57.66°
∠APB=0.50
∠AOB
師:根據(jù)以往探索數(shù)學(xué)問題的習(xí)慣,當(dāng)我們獲得某個(gè)猜想時(shí),除了進(jìn)行直觀演示,還需進(jìn)行怎樣驗(yàn)證?
生:還需要通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖C明來驗(yàn)證其正確性.
師:不錯(cuò).關(guān)于同弧所對的圓周角與圓心角,大家已經(jīng)親歷了畫圖、觀察、猜想、演示等過程,相信大家對結(jié)論已經(jīng)深信不疑.那么,這一結(jié)論又該應(yīng)用哪種數(shù)學(xué)語言來規(guī)范書寫呢?
在這個(gè)問題的提示下,學(xué)生自主閱讀教材并思考,并以圖2(1)為例,在草稿紙上書寫證明過程,證明過程中涉及符號 \"?' ,教師則引導(dǎo)學(xué)生回到教材,探尋此符號所代表的意義, \"?' 讀作推出,如A?B 則表示根據(jù)條件A推導(dǎo)出條件B.關(guān)于圖2(2)與圖2(3)的證明過程,則由學(xué)生分組討論,同時(shí)邀請兩名學(xué)生到講臺上板書演示證明過程.
由淺入深的教學(xué)活動,不僅有效地滲透了分類討論、轉(zhuǎn)化與化歸及數(shù)形結(jié)合等思想方法,還引導(dǎo)學(xué)生在探索問題時(shí)應(yīng)遵循解決問題的一般流程.此外,探索與圓相關(guān)的問題時(shí),半徑或直徑為常用已知條件,應(yīng)優(yōu)先考慮作輔助線.
設(shè)計(jì)意圖數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)遵循學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律.當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生探索問題時(shí),可采取循序漸進(jìn)的方式逐步啟迪學(xué)生的思維,讓學(xué)生在“慢節(jié)奏”的探究中夯實(shí)“四基”,為發(fā)展“四能”創(chuàng)造條件.此環(huán)節(jié)涉及圓周角與圓心角的位置與數(shù)量關(guān)系,教師并未直接給出結(jié)論,而是鼓勵(lì)學(xué)生自主操作、觀察、體驗(yàn)與思考,并借助多媒體技術(shù),讓學(xué)生經(jīng)歷結(jié)論的形成過程,在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖C明過程中完善認(rèn)知,逐步養(yǎng)成填密的思維習(xí)慣.對學(xué)生的證明過程,教師應(yīng)進(jìn)行規(guī)范化的指導(dǎo)與思想方法的滲透,逐步提升學(xué)生的學(xué)力,完善學(xué)生的認(rèn)知,發(fā)展學(xué)生的“四基與四能”:
活動2探索同?。ɑ虻然。┧鶎A周角大小關(guān)系
此環(huán)節(jié)的教學(xué)目標(biāo)在于探索圓周角定理的推論1,要求學(xué)生在上一環(huán)節(jié)的探索基礎(chǔ)上,結(jié)合圓弧、弦以及圓心角之間的關(guān)系探索相應(yīng)的結(jié)論.為了真正發(fā)展學(xué)生的“四能”,教師在此環(huán)節(jié)應(yīng)將探索的主動權(quán)交給學(xué)生.學(xué)生在獨(dú)立思考與合作交流的過程中,發(fā)現(xiàn)在弧相等的情況下,容易獲得圓心角相等的結(jié)論,結(jié)合活動1的結(jié)論“同弧所對圓周角度數(shù)為圓心角度數(shù)的 (20 推導(dǎo)出“同弧所對的圓周角度數(shù)相等”.至此,學(xué)生的思維越來越清晰,為了進(jìn)一步夯實(shí)“四基”,教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生自主梳理圓中弦、弧、圓心角、圓周角之間的關(guān)系.
在教師的引導(dǎo)下,學(xué)生通過自主思考與合作交流形成圖4.
設(shè)計(jì)意圖根據(jù)弧相等的條件獲得圓周角相等的結(jié)論比較容易,但教師并未讓學(xué)生的思維止步于此,而是引導(dǎo)學(xué)生做進(jìn)一步的探索,發(fā)現(xiàn)圓周角與其他因素之間的相互聯(lián)系,使學(xué)生經(jīng)歷探究過程,獲得更多知識之間的相互聯(lián)系,既實(shí)現(xiàn)了知識的融會貫通,又完善了知識體系,還發(fā)展了“四基與四能”.
活動3探索一個(gè)圓的直徑或半圓所對應(yīng)的圓周角的度數(shù).
為了進(jìn)一步夯實(shí)學(xué)生的基礎(chǔ)知識與基本技能,教師并未作過多的表述,而鼓勵(lì)學(xué)生自主探索圓周角的取值范圍.學(xué)生在自主畫圖、觀察、分析的基礎(chǔ)上,發(fā)現(xiàn) 0° lt;圓周角 lt;180° .這一結(jié)論是否正確?于是,教師引導(dǎo)學(xué)生利用幾何畫板在黑板上進(jìn)行演示分析,并作如下引導(dǎo).
師:通過以上探索,大家已經(jīng)明確了圓周角的取值范圍,在這個(gè)范圍內(nèi),最特殊的一個(gè)角是多少度?
生(眾): 90° :
師:不錯(cuò).那么,在什么條件下圓周角恰好為直角?
生:圓弧恰好與半圓重合,與之相對應(yīng)的圓周角為直角.
師:不錯(cuò).由此可以獲得什么結(jié)論?
生:半圓或直徑所對應(yīng)的圓周角為直角.
師:關(guān)于這個(gè)結(jié)論的逆命題是否成立?
學(xué)生經(jīng)過思考與分析,一致認(rèn)為逆命題也成立.
設(shè)計(jì)意圖根據(jù)圓周角的取值范圍以及 90° 圓周角的特殊性,進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識和基本技能的理解,也讓學(xué)生逐漸積累基本活動經(jīng)驗(yàn),體會數(shù)學(xué)從一般到特殊思想方法的重要性,發(fā)展“四基與四能”.
3.利用課堂拓展機(jī)會,發(fā)展數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)
例1如圖5(1), AB 是 ?o 的直徑,且 ∠A=30°,AB=10 ,點(diǎn) C 位于圓上.
(1)弦BC的長是多少?
(2)圖5(2)中∠ACB的角平分線是 cD ,且與直徑 AB 交于點(diǎn) E 與圓周交于點(diǎn) D ,那么弦 BD 的長是多少?
(3)觀察圖5(3),將 oD 連接起來,那么∠CD0的度數(shù)是多少?
(4)請同學(xué)們提出新的問題,并自主解決.
前三個(gè)問題的解題過程略.最后一個(gè)開放性問題,目的是激發(fā)學(xué)生的興趣,大家根據(jù)自身的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)與興趣,提出了不少問題.現(xiàn)將這些問題進(jìn)行梳理,總結(jié)為三類:
第一類關(guān)于求角度的問題,比如求∠AEC,∠ACD,∠CEB的度數(shù).
第二類關(guān)于求線段長的問題,比如求線段 CE , OE , AE 的長度.
第三類關(guān)于求三角形面積的問題,比如求 ΔDEB,ΔODE,ΔCEB 的面積.
分析上述三類問題的解題方法:第一類問題相對簡單,只需從圓周角與圓心角的性質(zhì)著手,再結(jié)合三角形的內(nèi)外角度數(shù)即可解決問題;第二類問題稍有難度,需從勾股定理、角平分線等角度著手;第三類問題與第二類問題的解題思路高度一致,同樣需要先獲得長度,然后獲得面積.
師:現(xiàn)在,請大家以求線段“AE”的長度為例,說說具體的解題過程.
生:如圖6(1),過點(diǎn) E 作EH⊥BC ,點(diǎn) H 為垂足;作EG⊥AC ,點(diǎn) G 為垂足.根據(jù)角平分線的性質(zhì),可得結(jié)論 EG=EH
根據(jù) 可知0
同時(shí) AE+ BE=10 ,所以
生:關(guān)于 AE 的長度,還可以借助直角三角形來分析.
如圖6(2),過點(diǎn) E 作 EG⊥AC 點(diǎn) G 為垂足.根據(jù)題意,不難發(fā)現(xiàn)∠A=30° , ∠ECG=45° : ΔAEG 與ΔCEG 都屬于直角三角形,那么,CG=EG=AE,AG=√3 ,同時(shí) ,那么
,所以
設(shè)計(jì)意圖基于培養(yǎng)“四基與四能”的課堂拓展,并非單純地提升問題的難度系數(shù),更重要的是融合知識與方法.在此環(huán)節(jié),前三個(gè)問題由淺入深,起著鞏固學(xué)生“四基”的作用,第四個(gè)開放性問題起著發(fā)展學(xué)生“四能”的作用.如此設(shè)計(jì),既兼顧了本節(jié)課的知識要點(diǎn)、思想方法與活動經(jīng)驗(yàn)的積累等,還讓學(xué)生學(xué)會了自主觀察,獲得了發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題與解決問題的能力,實(shí)現(xiàn)了真正的深度學(xué)習(xí),為培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)奠定了基礎(chǔ).
教學(xué)思考與感悟
縱觀本節(jié)課的教學(xué)過程,教師自始至終都將培養(yǎng)學(xué)生的“四基與四能”放在首位,任何活動的開展以及問題的探索,都緊緊圍繞教學(xué)主題.在整個(gè)教學(xué)過程中,教師尤為關(guān)注學(xué)生對基礎(chǔ)知識、基本技能、基本思想以及基本活動經(jīng)驗(yàn)的積累,并為學(xué)生創(chuàng)造了自主發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題與解決問題的機(jī)會,使深度學(xué)習(xí)真正發(fā)生,發(fā)展學(xué)生的“四基與四能”.
總之,立足“四基”,發(fā)展“四能”是核心素養(yǎng)導(dǎo)向下初中數(shù)學(xué)教學(xué)的重要任務(wù)之一.教師要在理解數(shù)學(xué)、理解教材、理解學(xué)生等方面狠下功夫,多思考、多探索、多實(shí)踐,課堂教學(xué)才能在發(fā)展學(xué)生“四基與四能”方面有新的收獲[2].
參考文獻(xiàn):
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[2]王四寶,王磊.立足“四基”凸顯“四能”—“二次函數(shù)的圖象與性質(zhì)(3)”教學(xué)實(shí)錄與思考[J].初中數(shù)學(xué)教與學(xué),2017(17):4-7.