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基于主体现实的适度超越-以“图形的对称''''的教学为例

 长青马圆圆191 2017-12-09

基于主体现实的数学学习,并非自然状态下的放任自流,而是根据学生的数学现实展开教学,选择恰当时机,进行拓展和提升,使教学达到高效率、好效果、优效益。第二学段教学“图形的对称”时,教师能顺应学生的主体经验现实,展现学生的原初认识和资源准备,凭借折纸、测量、绘制等探索活动,在辨析和答疑过程中,构建较为完整的轴对称图形知识体系,实现已有数学知识、思想和方法的适度超越。

一、依赖经验,又不囿于经验

布鲁纳认为:教学过程首先应从直接经验入手(动作表征),然后是经验的映像性表象(表象表征),再过渡到经验的符号性表象(符号表征)。这样的历程符合学生的认知规律,能有效提高学生的学习效率。

激活已有经验。学生对轴对称图形并不陌生,他们接触过对称现象和轴对称图形,并初步体验到了对称美。基于此,教师精心设计如下备学问题:(1)怎样的图形是轴对称图形?(2)我们学过的图形中,哪些是轴对称图形?剪出几个图形进行操作,试着写出你的验证方法。(3)提出关于图形对称的3个问题。通过备学问题,激活学生有关轴对称图形的经验。同时,学生对轴对称图形的个性化理解以及所提出的问题,使教师能更好地了解学生的数学现实,据此进行教学流程的二度设计,教学更贴近学生实际。

获取直接经验。在备学过程中,很多学生认为“长方形和正方形是轴对称图形”,教师顺势组织学生验证,得出:长方形和正方形一定是轴对称图形。还有学生认为“三角形、梯形是轴对称图形”,这些观点虽不够准确,但却是研究的切入点。教师设问:“三角形、梯形、平行四边形等图形的轴对称情况究竟怎样呢?在这些问题引领下,学生小组合作,共同研究。教师提供不同类型的图形,学生有重点地进行研究,具体要求如下:(1)先判断哪几个图形是轴对称图形。(2)再画出轴对称图形的所有对称轴。在研究中,学生进一步获取了图形轴对称情况的直接经验,完善了其认知结构。

形成抽象经验。为促使经验发生质变,须进行适度的抽象和概括。学生研究了常见图形的轴对称情况并辨析了错误观点后,教师追问:研究了这些平面图形的轴对称情况,你有什么发现呢?学生发现:轴对称图形至少有一条对称轴。有学生指出:长方形和正方形一定是轴对称图形,而三角形、平行四边形等图形要分不同情况看,不一定是轴对称图形。持续的追问,使学生获取了经验的符号性表象。

二、基于直观,又超越直观

操作从层次上可分为实物操作、表象操作、符号操作,这是一个从具体到抽象的历程。图形教学从具体实物开始,到抽象符号结束,有助于培养学生的空间观念。

在操作中体验。实物操作能获得最为直接的认识,学生最初借助对折研究图形的轴对称情况,获得了直觉体验。每个小组选择一种图形(纸片)重点研究,三角形、梯形等图形都有不同类型,学生通过对折判断这些图形是否是轴对称图形,如果是轴对称图形,就循着折痕画出对称轴。这种依托实物的操作,为学生提供了丰富的感性经验。

在表征中领悟。把剪的图形画在纸上,就抽象出了图形的表象。此时,再用对折的方法确定对称轴显然不太适合,于是,教师引导学生借助方格图,采用找线段中点的方法确定对称轴。譬如,先找到等边三角形一条边的中点,再连接中点和对应的顶点,就能画出一条对称轴。借助图形表象的特征确定对称轴,这是更为数学化的活动,其抽象水平已提高了一个层次,对学生领悟轴对称图形的特征大有裨益。

在想象中超越。直观图形的学习,不能仅停留于可视图形,要凭借想象进行拓展。画等边三角形、正方形、正五边形等图形的对称轴后,教师问:在画对称轴的过程中,你发现了什么?通过交流补充,师生形成共识:正几边形就有几条对称轴。教师继续追问:正八边形的对称轴有多少条?正十边形的对称轴有多少条?……想象一下,如果正多边形的边无限增多下去,这个图形就会越来越接近什么图形?圆的对称轴有多少条?探索活动由具体图形、有限边数,逐渐向无限边数变化,巧妙渗透了极限思想。

图形教学基于直观,但不能受限于直观,而应超越直观,展开空间想象。

三、源自问题,又提升问题

备学中,学生会产生各种问题,对于这些问题,教师要了然于胸,并引导学生整理和分类,对不同层次的问题采用不同的处理方式。

展现和理答。备学中提出的一些简单问题,学生小组讨论就能解答。譬如,圆是轴对称图形吗?什么叫轴对称图形?……还有些问题通过合作研究,学生也能自主解决。譬如,是不是所有梯形都是轴对称图形?平行四边形是轴对称图形吗?五边形是轴对称图形吗?轴对称图形有什么共同点?……教师需为展现和理答做好服务。

分析和研究。学生提出的问题有时会涉及数学本质,课堂上要聚焦研究这些核心问题。譬如:“如果不对折,还有其他确定对称轴的方法吗?”教师通过呈现正多边形,让学生借助理性思考,最终发现:找中点的方式也能确定对称轴。之后,教师呈现不规则的花状图形,引导学生凭借观察和直觉,试着确定图形的对称轴。因为整个图形的外轮廓像正多边形,考虑它们的对称轴情况时,可借助正多边形对称轴情况来思考。学生意识到:观察图形特征,有时也能很快找到对称轴。这些核心问题的研究,加深了学生对知识的理解。

拓展和提升。学生带着问题走进课堂,教师再基于这些问题进行拓展,能将思维向更深处拓展。譬如,学生总结了平面图形的轴对称情况征后,教师追问:“图形的对称轴条数可能跟什么有关呢?”有学生说,轴对称情况跟边数有关,还跟边的长度有关。教师引导:“三边形最多有几条对称轴?四边形呢?五边形呢?”进而得出:对称轴的条数跟边数,以及边的相等情况有关,相等的边越多,对称轴可能就越多,对称轴越多,图形就显得更匀称。又如,课结束时,教师追问:“一般的平行四边形和有方向的风车图不是轴对称图形,那么,如果变换一种运动方式,它们会不会以某种方式重合呢?”通过直观演示,将轴对称向中心对称拓展,为学生打开一扇新的思维窗口。

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