中圖分類號(hào):G633.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1673-8284(2025)08-0037-05
單元復(fù)習(xí)的主要目的不是對(duì)單元知識(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)單羅列,而是在單元大概念的統(tǒng)攝下,對(duì)整個(gè)單元內(nèi)容進(jìn)行分析、重組,設(shè)計(jì)體現(xiàn)結(jié)構(gòu)化特征的課程內(nèi)容,進(jìn)行結(jié)構(gòu)化整合,形成新的單元知識(shí)體系.那么,什么是結(jié)構(gòu)化?體現(xiàn)結(jié)構(gòu)化特征的課程內(nèi)容具有什么特點(diǎn)?如何通過單元復(fù)習(xí)幫助學(xué)生整合知識(shí)、形成新的結(jié)構(gòu)?下面以“圓的基本性質(zhì)”單元復(fù)習(xí)為例,談?wù)剬?duì)上面幾個(gè)問題的一些淺見.
一、主線式結(jié)構(gòu)化單元復(fù)習(xí)
1.結(jié)構(gòu)化、結(jié)構(gòu)化教學(xué)與教學(xué)主線的含義
英國(guó)社會(huì)學(xué)家吉登斯的結(jié)構(gòu)化理論包含三個(gè)核心概念,即結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)二重性.他認(rèn)為,在大多數(shù)社會(huì)研究者眼里,“結(jié)構(gòu)”被理解為社會(huì)關(guān)系或社會(huì)現(xiàn)象中的某種模式化;但在結(jié)構(gòu)主義的概念闡述中,結(jié)構(gòu)的特性是從表面現(xiàn)象推斷潛在符碼.前者強(qiáng)調(diào)社會(huì)關(guān)系在時(shí)空里的模式化,包含處于具體情境中的實(shí)踐再生產(chǎn);后者則是指不斷重復(fù)體現(xiàn)在這種再生產(chǎn)中的某種結(jié)構(gòu)化方式的虛擬秩序.因此,“結(jié)構(gòu)”的兩重含義:一是模式;二是促成模式持續(xù)發(fā)展的秩序(即潛在符碼).這兩重含義賦予結(jié)構(gòu)系統(tǒng)性的形式.結(jié)構(gòu)化的過程,包括把相對(duì)模糊的、零散的、不系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),經(jīng)過對(duì)概念的理解和建立要素之間的內(nèi)在聯(lián)系,使之變成清晰的、完整的、系統(tǒng)化的結(jié)構(gòu)的過程.
教育教學(xué)是社會(huì)構(gòu)成的一個(gè)細(xì)分領(lǐng)域.有研究者認(rèn)為,結(jié)構(gòu)化教學(xué)是指基于學(xué)科的知識(shí)結(jié)構(gòu)和學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu),焦點(diǎn)定位于課堂時(shí)空結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)化.結(jié)構(gòu)化教學(xué)的二重性:一是知識(shí)系統(tǒng),包含大概念的理解,關(guān)鍵要素間的聯(lián)系與邏輯等;二是在教學(xué)過程中領(lǐng)悟?qū)W習(xí)知識(shí)的一般方法與思路(虛擬秩序).其首要任務(wù)是讓學(xué)生理解概念,建立要素之間的內(nèi)在聯(lián)系;其次是讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中逐步領(lǐng)悟課本知識(shí)中的一般觀念,并嘗試舉一反三,將規(guī)則遷移到各類不同內(nèi)容的學(xué)習(xí)中.
教學(xué)主線,泛指教學(xué)活動(dòng)中依托的主要線索或思路,其可以是課程內(nèi)容中的某個(gè)關(guān)鍵要素,也可以是某個(gè)知識(shí)的自然生長(zhǎng),或者是研究的一般路徑等,對(duì)教學(xué)活動(dòng)起著統(tǒng)領(lǐng)、協(xié)調(diào)的作用.借助教學(xué)主線,可以將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行串聯(lián)、取舍,從而更好地厘清數(shù)學(xué)知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系,明晰數(shù)學(xué)方法之間的相互關(guān)聯(lián),建立數(shù)學(xué)思想之間的層次關(guān)系.因此,依托主線進(jìn)行教學(xué),既有利于數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)的形成,又有利于達(dá)成教材內(nèi)容的整體性與一致性;主線式結(jié)構(gòu)化教學(xué),是落實(shí)結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)理念的重要途徑.
2.以關(guān)鍵要素為主線的結(jié)構(gòu)化單元復(fù)習(xí)
在教學(xué)中,教師或多或少地會(huì)把單元看成一個(gè)整體,在大概念的統(tǒng)攝下進(jìn)行整體教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生形成整體觀下的單元結(jié)構(gòu).單元復(fù)習(xí)時(shí),如果只是對(duì)課程中的知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行羅列再現(xiàn),課堂氛圍將枯燥乏味,因此,單元復(fù)習(xí)的主要任務(wù),不是體現(xiàn)對(duì)大概念的理解及其統(tǒng)攝性,而是建立要素之間的內(nèi)在聯(lián)系.因此,在理解概念的基礎(chǔ)上,找到各要素之間的關(guān)聯(lián),重建以要素為主體的關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu),是單元復(fù)習(xí)的重點(diǎn),提取單元內(nèi)部的關(guān)鍵要素,以關(guān)鍵要素為主線,可以讓要素之間的關(guān)系更加清晰,讓授課流程更加有序,更能促進(jìn)學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)及對(duì)大概念的深度理解,培養(yǎng)學(xué)生結(jié)構(gòu)化的思考方式.
如何設(shè)計(jì)以關(guān)鍵要素為主線的結(jié)構(gòu)化單元復(fù)習(xí)呢?
第一,要找準(zhǔn)學(xué)科單元起始結(jié)構(gòu)及學(xué)生對(duì)單元內(nèi)容的初始認(rèn)知結(jié)構(gòu),課時(shí)教學(xué)中形成的知識(shí)結(jié)構(gòu)不一定完整、清晰,但能大致包含單元內(nèi)的基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能、基本思想和基本活動(dòng)經(jīng)驗(yàn),是單元復(fù)習(xí)的起始結(jié)構(gòu)第二,要找準(zhǔn)單元內(nèi)容的關(guān)鍵要素,用關(guān)鍵要素作為教學(xué)主線貫穿整個(gè)課堂教學(xué),從而有序、清晰地揭示要素間的關(guān)聯(lián).第三,要揭示本單元內(nèi)容蘊(yùn)含的基本數(shù)學(xué)思想與規(guī)律,幫助學(xué)生感悟結(jié)構(gòu)化思考的方式,發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),其設(shè)計(jì)思路如圖1所示.
二、“圓的基本性質(zhì)”結(jié)構(gòu)化單元復(fù)習(xí)構(gòu)思
“圓的基本性質(zhì)”是浙教版《義務(wù)教育教科書·數(shù)學(xué)》(以下統(tǒng)稱“教材”)九年級(jí)上冊(cè)的一個(gè)單元,該單元內(nèi)容在初中幾何中相對(duì)獨(dú)立,具備一定的復(fù)雜性.筆者對(duì)該單元內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化復(fù)習(xí)構(gòu)思如下.
1.初始結(jié)構(gòu)
從單元整體的角度來看,“圓的基本性質(zhì)”單元以圓的定義為起點(diǎn),衍生了弧、弦、圓心角、圓周角等相關(guān)概念,揭示了點(diǎn)與圓的位置關(guān)系;從圓具有軸對(duì)稱性出發(fā),概括了垂徑定理;從圓具有旋轉(zhuǎn)不變性出發(fā),歸納了圓心角定理、圓周角定理、圓內(nèi)接四邊形的性質(zhì)等;從周長(zhǎng)與面積的角度出發(fā),得出了弧長(zhǎng)及扇形的面積計(jì)算公式;等等.通過單元整體教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生以圓的軸對(duì)稱性和旋轉(zhuǎn)不變性為主干,以其他定理、定義、公式等為枝干,建構(gòu)單元初始結(jié)構(gòu).
2.關(guān)鍵要素
初中階段的幾何內(nèi)容中,圓區(qū)別于其他平面圖形的最大差異,是圓由曲的線構(gòu)成,其他圖形由直的線構(gòu)成,如角、三角形等.最能體現(xiàn)圓的曲線特征的要素是弧,所以圓中最關(guān)鍵、核心的要素就是?。【哂虚L(zhǎng)度和度數(shù)的雙重屬性,與弦、圓心角、圓周角、弦心距等圓中其他要素有著千絲萬縷的聯(lián)系,如同圓或等圓中,“當(dāng)直徑平分弧時(shí),也會(huì)平分弧所對(duì)的弦”“等弧所對(duì)的圓周角都相等”“弧的度數(shù)等于相對(duì)應(yīng)圓心角的度數(shù)”等.
因此,“圓的基本性質(zhì)”單元復(fù)習(xí)中,可以選擇以關(guān)鍵要素弧為主線,以探尋各要素之間的關(guān)聯(lián)為第一目標(biāo),進(jìn)行結(jié)構(gòu)化教學(xué).
三、以弧為主線的結(jié)構(gòu)化單元復(fù)習(xí)設(shè)計(jì)
1.以弧為起點(diǎn),重組知識(shí)結(jié)構(gòu)
問題1:已知一段圓弧 AB 若""的長(zhǎng)度是 3π 度數(shù)是 90°",你能確定"
"所在圓的哪些要素?
預(yù)設(shè):圓心,半徑,圓的周長(zhǎng)和面積,弧對(duì)應(yīng)的扇形的面積,弧所對(duì)的圓心角的度數(shù),弧所對(duì)的圓周角的度數(shù),對(duì)應(yīng)優(yōu)弧所對(duì)圓心角、圓周角的度數(shù),弦AB及其弦心距的長(zhǎng)度.
追問1:這些要素是通過什么知識(shí)確定的?
預(yù)設(shè):過不在同一直線上的三點(diǎn)作圓,弧長(zhǎng)、扇形面積公式,垂徑定理,同圓或等圓中圓心角的度數(shù)等于所對(duì)弧的度數(shù),同圓或等圓中圓周角的度數(shù)是所對(duì)弧度數(shù)的一半,
追問2:如果把該弧的度數(shù)改為 180° ,可以得到哪些新的結(jié)論?
預(yù)設(shè):直徑所對(duì)的圓周角是 90° , 90° 的圓周角所對(duì)的弦是直徑.
追問3:綜上,如果一條弧的長(zhǎng)度和度數(shù)都確定了,你能確定圓中的哪些要素,是通過哪些知識(shí)確定的?
預(yù)設(shè):可以確定的要素有弦、圓心角、圓周角、扇形等.通過“不在同一直線上的三點(diǎn)確定一個(gè)圓”垂徑定理及其推論、圓心角定理及其推論、圓周角定理及其推論等進(jìn)行確定.
【設(shè)計(jì)意圖】弧有長(zhǎng)度和度數(shù)的雙重屬性,其長(zhǎng)度與扇形面積、弦長(zhǎng)、垂徑定理等知識(shí)聯(lián)系緊密,其度數(shù)與相關(guān)的圓心角、圓周角、圓內(nèi)接四邊形的內(nèi)角的度數(shù)等直接相關(guān).兩者共同確定了弧所在圓的位置及大小,問題1以開放式提問的形式引導(dǎo)學(xué)生對(duì)與弧相關(guān)的要素及知識(shí)進(jìn)行整體回顧,梳理這些要素間的聯(lián)系;追問1引導(dǎo)學(xué)生追本溯源,找到聯(lián)系弧、弦、角之間的相關(guān)定理和定義,為這些聯(lián)系提供理論依據(jù);追問2從特殊數(shù)據(jù)得出特殊結(jié)論,完善學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu);追問3引導(dǎo)學(xué)生從弧的長(zhǎng)度和度數(shù)兩個(gè)方面進(jìn)行思考,將與之相關(guān)的要素進(jìn)行重組,并思考相互之間的聯(lián)系,建立以弧為核心、以定理為紐帶的單元知識(shí)結(jié)構(gòu).在此環(huán)節(jié),可以通過邊畫邊答的形式幫助學(xué)生建立如圖2所示的知識(shí)結(jié)構(gòu).
過不在同一 長(zhǎng)度直線上的三 弦位置(圓心) 點(diǎn)作圓 垂徑定理大小 (半徑) 弧 度數(shù) 圓心角、圓周角、圓內(nèi)弧長(zhǎng)及扇形面積公式 圓心角定理及推論 接四邊形扇形圓周角定理及推論面積
2.以孤為核心,深挖要素間的關(guān)聯(lián)
題目1已知 CD 是 所在 ?o 的直徑,CD⊥AB ,交于點(diǎn) E ,點(diǎn) M , N 在
上.
(1)如圖3,若 ,連接 AM ,BN,求證:AM=BN.
(2)如圖4,連接 BD , ND ,求證: ∠BND=∠ABD
圖3
圖4
解:(1)如圖3,因?yàn)?CD⊥AB ,由垂徑定理,得 .又因?yàn)?
,所以
,由圓心角定理,得 AM=BN.
(2)如圖4,由垂徑定理,得 .再由圓周 角定理的推論,得 ∠BND=∠ABD
問題2:證明這兩道小題的關(guān)鍵依據(jù)是什么?
預(yù)設(shè):關(guān)鍵依據(jù)是垂徑定理、圓心角定理、圓周 角定理及其推論.
追問:定理中涉及哪些要素?關(guān)鍵要素是什么?與其他要素有怎樣的聯(lián)系?
預(yù)設(shè):主要涉及弧、弦、角(圓心角和圓周角)、弦心距這些要素.關(guān)鍵要素是弧,弧與另外三個(gè)要素都有聯(lián)系,分別用垂徑定理、圓心角定理、圓周角定理進(jìn)行聯(lián)系.
【設(shè)計(jì)意圖】弧、弦、角(圓心角和圓周角)、弦心距是圓中重要的要素.這幾個(gè)要素相互依存,聯(lián)系緊密,如弧與弦通過垂徑定理產(chǎn)生關(guān)聯(lián),圓心角和圓周角除了本身直接相關(guān)外,還和弧聯(lián)系在一起.該題改編自浙教版教材九年級(jí)上冊(cè)第93頁第6題.該題難度不大,旨在讓學(xué)生鞏固垂徑定理、圓心角定理、圓周角定理,以低起點(diǎn)問題體會(huì)弧、弦、角(圓心角和圓周角)、弦心距之間的緊密聯(lián)系,感悟新的要素關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu).
題目2對(duì)于“如圖5,已知 CD 是 所在 ?o 的直徑,連接 AC , AB , OB , BD ,若 OB//AC ,求證:AB=BD ”你有幾種方法進(jìn)行證明?證明的關(guān)鍵依據(jù)分別是什么?
圖5
方法1:如圖6,連接 OA ,因?yàn)?OB//AC ,所以∠OAC=∠BOA , ∠ACO=∠BOD. 又因?yàn)?∠OCA=∠OAC 所以 ∠AOB=∠BOD ,由圓心角定理,得 AB=BD
此法證明的關(guān)鍵依據(jù)是“平行線 + 角平分線 + 等腰三角形”圖形結(jié)構(gòu)(以下統(tǒng)稱“雙平等腰”)和圓心角定理.
圖6
圖7
方法2:如圖7,連接 BC ,因?yàn)?OB//AC ,所以∠ACB=∠OBC. ,又因?yàn)?∠OCB=∠OBC ,所以 ∠ACB= ∠OCB 由圓周角定理的推論得 .再由圓心角定理,得 AB=BD
此法證明的關(guān)鍵依據(jù)同方法1.
方法3:如圖8,連接 AD ,因?yàn)?cD 是 ?o 的直徑,由圓周角定理的推論,得 ∠CAD=90° .又因?yàn)镺B//AC ,所以 OB⊥AD :由垂徑定理,得 .再由圓心角定理得 AB=BD
圖8
此法證明的關(guān)鍵依據(jù)是垂徑定理、圓周角定理、 圓心角定理.
方法4:如圖9,延長(zhǎng) BO 交 ?o 于點(diǎn) E? ,因?yàn)镺B//AC ,所以 .又因?yàn)?∠COE=∠BOD ,所以
,即
.由圓心角定理,得 AB=BD
圖9
此法證明的關(guān)鍵依據(jù)是平行弦所夾的弧相等、圓 心角定理.
問題3:還可以得到哪些結(jié)論?如果已知 AB= BD ,能得到 OB//AC 嗎?根據(jù)這些解題過程,你是否對(duì)弧、弦、角(圓心角和圓周角)、弦心距之間的聯(lián)系有了更深的認(rèn)識(shí)?試將自己的想法表述出來.
【設(shè)計(jì)意圖】該題改編自浙教版教材九年級(jí)上冊(cè)第93頁第2題,綜合應(yīng)用了垂徑定理、圓心角定理、圓周角定理,以及半徑相等、平行弦所夾的弧相等、雙平等腰圖形結(jié)構(gòu)等知識(shí),將“弧等”“弦等”“圓心角等”“圓周角等”相互結(jié)合,幫助學(xué)生體會(huì)以弧為核心的各要素間的關(guān)聯(lián).同時(shí),幫助學(xué)生梳理了部分解決圓中有關(guān)問題的方法,如“可以通過弧相等、角相等來證明弦相等”“若已知直徑,則可以連接弦構(gòu)造直角三角形”“已知或求證弧的中點(diǎn),可以連接直徑”等.因此,此環(huán)節(jié)旨在幫助學(xué)生感受結(jié)構(gòu)化的思考方式,建立如圖10所示的要素關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu).
圖10
3.以弧為突破,感受方法結(jié)構(gòu)
題目3如圖11,已知 CD , BE 是 所在 ?o 的直徑,連接 AC , AB , BD , BE//AC ,作 AF⊥CD 交 ?o 于點(diǎn) F ,連接 BF 交 CD 于點(diǎn) G ,連接 DF
(1)求證: ∠DBF=2∠AFB 業(yè)(2)若 AB=AF ,求證: BG=BD
圖11
證明:(1)由 AF⊥CD 及垂徑定理,得 ·又由題目2的證明可得
所以
所以 ∠DBF=2∠AFB (2)因?yàn)?AB=AF ,所以
所以 ∠DFG=36°,∠GDF=18°. 可得 ∠BGD=54° ,
所以 ∠BGD=∠BDG 所以 BG=BD 問題4:該題主要考查了圓中的哪些要素?包含什么基本圖形?預(yù)設(shè):主要考查弧和角之間的轉(zhuǎn)化,包含垂徑定理的基本圖形結(jié)構(gòu),圓中平行弦的基本圖形結(jié)構(gòu),雙平等腰圖形結(jié)構(gòu).師:第(2)小題中,除了需要求證的結(jié)論以外,還有很多等量關(guān)系.如果給定直徑長(zhǎng)度,可以求解出其他線段長(zhǎng)度,有興趣的學(xué)生可以課后討論.
【設(shè)計(jì)意圖】此題是題目1和題目2的結(jié)合,主要圖形結(jié)構(gòu)是垂徑定理和雙平等腰,需要經(jīng)過弧、弦、角的多次轉(zhuǎn)化才能得以證明.題目3的線索繁多.第(1)小題中,從結(jié)論著手分析,需要求證角之間的倍數(shù)關(guān)系,經(jīng)過要素關(guān)聯(lián)分析,學(xué)生選擇將角度問題轉(zhuǎn)化為弧度問題,從弧入手考慮,以弧為突破口,結(jié)合垂徑定理和雙平等腰這兩個(gè)圖形結(jié)構(gòu)解決問題,第(2)小題中,給定弦相等的條件,需要求證圓中其他線段相等,而其他線段的相等需要用角的相等去論證,所以解決問題的關(guān)鍵在于弦向角的轉(zhuǎn)變,而轉(zhuǎn)變的媒介就是?。虼耍祟}依然是以弧為突破口,考查弧、弦、角的要素關(guān)聯(lián),該題旨在讓學(xué)生進(jìn)一步熟悉以弧為主線的知識(shí)結(jié)構(gòu)與要素關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu),同時(shí)體會(huì)基本圖形結(jié)構(gòu)在解決問題中的重要性,進(jìn)而形成解決問題的方法結(jié)構(gòu).
4.課堂小結(jié),體會(huì)經(jīng)驗(yàn)結(jié)構(gòu)
問題5:本節(jié)課圍繞什么關(guān)鍵要素回顧了圓的基本性質(zhì)?復(fù)習(xí)的順序是什么?你有什么獨(dú)特的體會(huì)嗎?如果復(fù)習(xí)有理數(shù)的運(yùn)算,你認(rèn)為可以圍繞什么要素復(fù)習(xí)?
預(yù)設(shè):本節(jié)課從弧出發(fā),回顧了圓的基本性質(zhì)的相關(guān)知識(shí),講了弧、弦、角、弦心距的關(guān)系.復(fù)習(xí)順序是先回顧知識(shí),再總結(jié)關(guān)系,最后運(yùn)用關(guān)系解決問題.有理數(shù)的運(yùn)算可以圍繞含負(fù)數(shù)參與的運(yùn)算展開復(fù)習(xí).
【設(shè)計(jì)意圖】引導(dǎo)學(xué)生對(duì)本節(jié)課的內(nèi)容進(jìn)行小結(jié),回顧以弧為起點(diǎn)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)、以弧為主線的關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)、以弧為突破口的方法結(jié)構(gòu),以及一些常見的基本圖形結(jié)構(gòu),讓學(xué)生體會(huì)由表及里、逐步深入的研究過程,并從中感悟、體會(huì)研究的一般路徑與方法,引導(dǎo)學(xué)生類比、遷移、應(yīng)用到其他單元復(fù)習(xí)和生活場(chǎng)景,期望引導(dǎo)學(xué)生感悟如圖12所示的經(jīng)驗(yàn)結(jié)構(gòu).
四、結(jié)束語
單元復(fù)習(xí)教學(xué)時(shí),如果教師能摒棄對(duì)原有知識(shí)的重復(fù)操練,改變成以“關(guān)鍵要素”為抓手、以“結(jié)構(gòu)化”為目標(biāo)的教學(xué),課堂將會(huì)大不一樣,既會(huì)讓學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)得到填補(bǔ)、擴(kuò)充、重組,又會(huì)讓學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)得到生長(zhǎng).如果能將研究方式進(jìn)一步升華,幫助學(xué)生總結(jié)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)結(jié)構(gòu),那么有助于發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),增強(qiáng)其思考問題和解決問題的能力.
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