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探究性教学是以探究为主的教学,是指教学过程在教师的启发诱导下,以学生独立学习和合作讨论为前提,以现行教材为基本探究内容,为学生提供充分自由表达、质疑、探究、讨论问题的机会,让学生通过个人、小组、集体等多种解难释疑尝试活动,将自己所学知识应用于解决问题的一种教学形式。其实质就是指促进学生获取知识、领悟科学家的思想观念、领悟科学家研究自然所用的方法而进行的种种活动。下面,例举课本中3个例习题的教学片段,从一题多变与一题多解两方面,进行例习题课探究性教学策略的探讨。
一、例习题课探究性教学的策略
1、一题多变,发散思维。通过一题多变,引导学生个性化发展,善于表达自己的想法,并能与同伴交流。一题多变,让学生体会思维的多向性、广阔性、灵活性和创造性。有利于培养学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力,有利于发展学生的创新意识和探究精神。
(1)改变题目条件,探究问题结论。为学生提供广阔的思维空间,提高学习的内驱力,培养学生推理意识,发展推理论证能力。
片段1:
北师大版八年级下册数学P214,如图1所示,四边形ABCD四边的中点分别为E,F,G,H,度量四边形EFGH的边和角,你能发现什么结论?改变四边形ABCD的形状,还能得 到类似的结论吗?你能肯定这个结论对所有的四边形ABCD都成立吗?与同伴交流。
我是这样展开教学过程的:观察猜想——度量——猜想——推理论证——变式发散——归纳总结。
师:凭经验观察图1并猜想四边形EFGH的形状?
生(众):平行四边形。
师:请用有关工具度量验证一下。
生(陆续答):是。
师:结论可靠吗?
……
生: 如图2,连接BD,可证HE∥BD,HE=BD,同理,FG∥BD=FG=BD
∴HE∥FG,HE=FG。
∴四边形EFGH是平行四边形。
师:改变四边形ABCD的形状,变为平行四边形、矩形、菱形、正方形、等腰梯形,还能得到同样的结论吗?
生:能(有些学生开始怀疑)……
师:能肯定这个结论对所有的四边形ABCD都成立吗?
生(齐):能
师:刚才你们的推理论证,关键抓住了什么?
生(齐):连接对角线,把四边形问题转化为三角形问题来解决。(抓对角线)
师生(归纳):连接任意四边形各边中点所得的四边形是平行四边形。(板书:结论1)。
点评:以上是第一层次的探究。在平时教学中,只要充分利用好一道题目,发挥它的辐射功能,就会收到很好的效果,对培养学生的发散思维,毋庸置疑。
师:接下来,我们进一步探究,连接矩形ABCD各边中点所得的四边形EFGH是何种平行四边形?
生1:如图3,由前面的推理可得四边形EFGH是平行四边形,又因为矩形ABCD的对角线相等,可得四边形EFGH的邻边相等,所以四边形EFGH是菱形。
师:如图4,菱形ABCD呢?
生2:因为菱形ABCD的对角线互相垂直,可得四边形EFGH的邻边垂直,所以四边形EFGH是矩形。
师:如图5,正方形ABCD呢?如图6,等腰梯形ABCD呢?……
生3:四边形EFGH是正方形。
生4:四边形EFGH是菱形。
师: 刚才你们的推理论证,关键抓住了什么?
生(齐):还是连接对角线,把四边形问题转化为三角形问题来解决。(抓对角线)
师:能说得具体些吗?……
师生(归纳):抓住“外”四边形的两条对角线之间的关系来研究“内”四边形的形状。即:若“外”四边形的两条对角线相等(垂直),则“内”四边形的邻边就相等(垂直)。
师生(归纳):连接矩形(菱形、正方形、等腰梯形)各边中点所得的四边形是菱形(矩形。正方形、菱形)。(板书:结论2、3、4、5)。
点评:以上是第二层次的探究。把特殊四边形的判定和性质作了全面的复习,学生的积极性得到了调动,思维还很活跃,趁热打铁,培养学生的逆向思维。
师:下面,我们放开条件探究,连接何种四边形ABCD各边中点所得的四边形EFGH是平行四边形?
生1:简单,任意四边形ABCD。
师:所得的四边形EFGH是矩形呢?
生2:菱形ABCD。因为矩形EFGH的对角线相等。
师:同学们有不同的看法吗?(学生沉默了几十秒,渐渐议论开了)
生3:不一定是菱形ABCD,应该是对角线互相垂直的四边形ABCD。因为矩形EFGH的邻边垂直,所以“外”四边形ABCD的对角线互相垂直。(掌声响起)
师:所得的四边形EFGH是菱形、正方形、等腰梯形呢?
生4:……四边形EFGH不可能是等腰梯形……
师生(归纳):抓住“内”四边形的邻边与“外”四边形的对角线的对应关系。
点评:以上是第三层次的探究。课堂气氛达到高潮,学生积极参与,思维也越敏捷。
(2)改变图形形状,激起探究欲望。留给学生较大的探索余地,充分肯定和鼓励学生的探索精神,培养学生发散思维。
片段2:
北师大版八年级下册数学p2454,如图7,求证:(2)∠BDC=∠B+∠C+∠A
证明思路:如图8,延长BD交AC于点E,∵∠BEC是△ABE的外角,∴∠BEC=∠A+∠B,同理,∠BDC=∠C+∠BEC ,……(其余思路略)
师:把图7的“点A”一分为二,使直线AB∥EC,变为图9,这时点A消失了,请探究的数量关系,并证明之。(结论仍成立,证明略)(*)
师:请同学们张开思维的翅膀,探究并画出图9中,点D运动到不同的位置时,图形的各种变化情况。……
师生(归纳):至少可以分成以下三类。……
师(整理):在(*)的基础上,点D运动到平行线的外边,其它条件不变,请探究会有什么结果?(如图10、11、12、13)……
师(整理):在(*)的基础上,点D运动到点B、C的右侧且在两平行线间,其它条件不变,请探究会有什么结果?(如图14、15)……
师(整理):在(*)的基础上,如果点D不止一个,其它条件不变,请探究会有什么结果?(如图16)……
师:以上所有情形,在寻找∠B,∠D,∠C之间的数量关系时,抓住的关键是什么?
生(归纳):添加辅助线(有的不用),创造两条直线被第三条直线所截,利用“三线八角”来转化。
点评:任何事物都是运动、变化和发展的。事物的相互联系构成运动,没有联系也就没有发展。而事物的联系和发展有着自身固有的规律。列宁说:“规律就是关系……”。以上从运动变化的观点揭示各种不同情况之间的关系,抓住变化的规律,教育学生学数学要善于抓住不变的根本,又要善于灵活地在变化中认识、处理和解决问题。
2、一题多解,发散思维。一道数学题,从多方向、多角度、多手段、多途径入手,可得到多种不同的思路,广阔寻求多种解法,有利于调动学生的积极性,有利于提高学生的解题能力,有利于培养学生的思维品质。
片段3:
北师大版八年级下册数学P237,如图17,三角形内角和定理的证明。
师:还记得过去撕纸实验得出“三角形内角和等于180°”的结论吗?
师:如图17,当时我们把∠A移到∠1的位置,∠B移到∠2的位置,∠C不动。
请问,根据什么得出上述结论的?实验方法的思路是什么?
生:依据平角的定义。把分散的三个角“搬”到一起,从而构成一个平角。……
师:实验的方法可靠吗?……从撕纸实验的探索过程,你得到什么启示?不实际移动∠A、∠B行吗?证明的思路是什么?
生(众):…… 证明的思路是把分散的三个角“搬”到一起,从而构成一个平角。而添加合适的平行线则是将角“搬”到一起的基本途径。
点评:让学生从感性认识上升到理性认识,体会证明的必要性,树立推理意识。人们从来就是用自己的聪明才智创造条件解决问题的。当问题的条件不够时,添加辅助线,构造新图形,形成新关系,建立已知、未知间的桥梁,把问题转化成自己已经会解的情况,这是解决问题常用的策略之一。
生1:如图18,延长BC到D,过点C作射线CE∥BA,则∠1=∠A,∠2=∠B。
∵∠1+∠2+∠ACB=180°
∴∠A+∠B+∠ACB=180°
生2:如图18,延长BC到D,平移∠B,作∠ECD=∠B,则CE∥BA……
生3:如图19,过点A作直线PQ∥BC, 则∠1=∠B,∠2=∠C……
师:以上三种证明方法有什么共同特点?
生(归纳):都抓住“把三个角‘搬’到一起,让三个顶点重合在一个顶点处,两条边形成一条直线,以便利用平角定义”这一基本思想。
生4:如图20,延长BC到D,过点C作射线CE∥BA,则 ∠1=∠A……
生5:如图21,将△ABC绕AC的中点旋转180°,得△B′AC……
生6: 如图22,分别过点A、B、C作AD⊥BC,BE⊥BC, CF⊥BC……
师:以上三种证明方法又有什么共同特点?
生(归纳):都抓住“把二个角‘搬’到一起,让三个顶点同在一条直线上,以便利用两直线平行,同旁内角互补这一性质”。
师:同学们还有什么大胆的想法与大家分享?
生7:如图23,我把三个角‘搬’到一起,让三个顶点重合在三角形一边上的某点处,同样利用平角定义。平移△ABC至△DEF处,交AC边于点G,过点G作MN∥BC,分别交AB、DF于点M、N,则 ∠B=∠1,∠C=∠2,∠A=∠3……
生8:如图24,把△ABC的顶点A沿AB、AC的中点连线DE对折,则点A落在BC边上的点F处。
生(众):为什么?
生8:由三角形中位线定理知,△ADE的高是△ABC的高的一半,所以点A 必落在BC边上的点F处。所以AD=DB=DF,∠A=∠3,所以∠B=∠1,同理……
生(齐):掌声热烈(但又有学生嘀咕:太繁杂)
师:那好,请同学们把刚才生8的想法改进一下!
生9:如图25,使四边形ADFE为平行四边形,而不论点D、E为中点。……
生10:如图26,我把三个角‘搬’到一起,让三个顶点重合在三角形内部的某点处,利用平角定义。……
师:生10的解法可以转化为生9的解法,相当于把边BC“提升”到MN的位置。体现特殊与一般的关系。……
生11:如图27,我把三个角‘搬’到一起,让三个顶点重合在三角形外部的某点处,利用平角定义。(水到渠成)……
点评:课本例习题都是经过专家挑选的,如果我们对其进行挖掘、变式、延伸和拓广,就会得到一些综合性较强,符合创新精神的新命题,这样不仅能激发学生的学习兴趣,而且符合中考题源于课本的命题思想,是新课标中数学探究性学习的一种行之有效的方法。
二、例习题课探究性教学的反思
回顾以上三个片段的教学过程,都给学生充分创造探究活动的机会,让学生积极主动地进行数学探索,发展学生的思维,拓宽学生的视野。但对例习题进行探究教学时,存在几个问题值得思考:
1.素质教育与应试教育的矛盾。例习题课探究性教学,花费大量的时间。虽说培养学生发散思维的能力,但有时教学任务无法完成,影响学生眼前的应试。
2.面向全体与部分参与的矛盾。例习题课探究性教学,往往只有部分学生积极参与,深入思考,相当部分学生却“冷场”,无法做到面向全体。
3.课堂调控“度”与“量”的矛盾。例习题课探究性教学,放开到什么程度,放开多长时间,多少学生在参与,“玩”的学生怎么调动,探究方向怎么调控,课堂效率怎么提高。有时难于把握好“度”与“量”。
4.思维多样性与批判性的矛盾。例习题课探究性教学,从多角度、全方位去思考时,倘若探究方向正确,可能顺利得出结论,有时不正确,产生错误的结论,还要从头开始,“浪费”大量的时间。
参考文献:
[1]北师大版.义务教育课程标准实验教科书[S].数学教师教学用书八年级下册
[2]贾宏英.创设问题情境,实施探究性教学[J].数学教学通讯,2006.2
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
一、例习题课探究性教学的策略
1、一题多变,发散思维。通过一题多变,引导学生个性化发展,善于表达自己的想法,并能与同伴交流。一题多变,让学生体会思维的多向性、广阔性、灵活性和创造性。有利于培养学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力,有利于发展学生的创新意识和探究精神。
(1)改变题目条件,探究问题结论。为学生提供广阔的思维空间,提高学习的内驱力,培养学生推理意识,发展推理论证能力。
片段1:
北师大版八年级下册数学P214,如图1所示,四边形ABCD四边的中点分别为E,F,G,H,度量四边形EFGH的边和角,你能发现什么结论?改变四边形ABCD的形状,还能得 到类似的结论吗?你能肯定这个结论对所有的四边形ABCD都成立吗?与同伴交流。
我是这样展开教学过程的:观察猜想——度量——猜想——推理论证——变式发散——归纳总结。
师:凭经验观察图1并猜想四边形EFGH的形状?
生(众):平行四边形。
师:请用有关工具度量验证一下。
生(陆续答):是。
师:结论可靠吗?
……
生: 如图2,连接BD,可证HE∥BD,HE=BD,同理,FG∥BD=FG=BD
∴HE∥FG,HE=FG。
∴四边形EFGH是平行四边形。
师:改变四边形ABCD的形状,变为平行四边形、矩形、菱形、正方形、等腰梯形,还能得到同样的结论吗?
生:能(有些学生开始怀疑)……
师:能肯定这个结论对所有的四边形ABCD都成立吗?
生(齐):能
师:刚才你们的推理论证,关键抓住了什么?
生(齐):连接对角线,把四边形问题转化为三角形问题来解决。(抓对角线)
师生(归纳):连接任意四边形各边中点所得的四边形是平行四边形。(板书:结论1)。
点评:以上是第一层次的探究。在平时教学中,只要充分利用好一道题目,发挥它的辐射功能,就会收到很好的效果,对培养学生的发散思维,毋庸置疑。
师:接下来,我们进一步探究,连接矩形ABCD各边中点所得的四边形EFGH是何种平行四边形?
生1:如图3,由前面的推理可得四边形EFGH是平行四边形,又因为矩形ABCD的对角线相等,可得四边形EFGH的邻边相等,所以四边形EFGH是菱形。
师:如图4,菱形ABCD呢?
生2:因为菱形ABCD的对角线互相垂直,可得四边形EFGH的邻边垂直,所以四边形EFGH是矩形。
师:如图5,正方形ABCD呢?如图6,等腰梯形ABCD呢?……
生3:四边形EFGH是正方形。
生4:四边形EFGH是菱形。
师: 刚才你们的推理论证,关键抓住了什么?
生(齐):还是连接对角线,把四边形问题转化为三角形问题来解决。(抓对角线)
师:能说得具体些吗?……
师生(归纳):抓住“外”四边形的两条对角线之间的关系来研究“内”四边形的形状。即:若“外”四边形的两条对角线相等(垂直),则“内”四边形的邻边就相等(垂直)。
师生(归纳):连接矩形(菱形、正方形、等腰梯形)各边中点所得的四边形是菱形(矩形。正方形、菱形)。(板书:结论2、3、4、5)。
点评:以上是第二层次的探究。把特殊四边形的判定和性质作了全面的复习,学生的积极性得到了调动,思维还很活跃,趁热打铁,培养学生的逆向思维。
师:下面,我们放开条件探究,连接何种四边形ABCD各边中点所得的四边形EFGH是平行四边形?
生1:简单,任意四边形ABCD。
师:所得的四边形EFGH是矩形呢?
生2:菱形ABCD。因为矩形EFGH的对角线相等。
师:同学们有不同的看法吗?(学生沉默了几十秒,渐渐议论开了)
生3:不一定是菱形ABCD,应该是对角线互相垂直的四边形ABCD。因为矩形EFGH的邻边垂直,所以“外”四边形ABCD的对角线互相垂直。(掌声响起)
师:所得的四边形EFGH是菱形、正方形、等腰梯形呢?
生4:……四边形EFGH不可能是等腰梯形……
师生(归纳):抓住“内”四边形的邻边与“外”四边形的对角线的对应关系。
点评:以上是第三层次的探究。课堂气氛达到高潮,学生积极参与,思维也越敏捷。
(2)改变图形形状,激起探究欲望。留给学生较大的探索余地,充分肯定和鼓励学生的探索精神,培养学生发散思维。
片段2:
北师大版八年级下册数学p2454,如图7,求证:(2)∠BDC=∠B+∠C+∠A
证明思路:如图8,延长BD交AC于点E,∵∠BEC是△ABE的外角,∴∠BEC=∠A+∠B,同理,∠BDC=∠C+∠BEC ,……(其余思路略)
师:把图7的“点A”一分为二,使直线AB∥EC,变为图9,这时点A消失了,请探究的数量关系,并证明之。(结论仍成立,证明略)(*)
师:请同学们张开思维的翅膀,探究并画出图9中,点D运动到不同的位置时,图形的各种变化情况。……
师生(归纳):至少可以分成以下三类。……
师(整理):在(*)的基础上,点D运动到平行线的外边,其它条件不变,请探究会有什么结果?(如图10、11、12、13)……
师(整理):在(*)的基础上,点D运动到点B、C的右侧且在两平行线间,其它条件不变,请探究会有什么结果?(如图14、15)……
师(整理):在(*)的基础上,如果点D不止一个,其它条件不变,请探究会有什么结果?(如图16)……
师:以上所有情形,在寻找∠B,∠D,∠C之间的数量关系时,抓住的关键是什么?
生(归纳):添加辅助线(有的不用),创造两条直线被第三条直线所截,利用“三线八角”来转化。
点评:任何事物都是运动、变化和发展的。事物的相互联系构成运动,没有联系也就没有发展。而事物的联系和发展有着自身固有的规律。列宁说:“规律就是关系……”。以上从运动变化的观点揭示各种不同情况之间的关系,抓住变化的规律,教育学生学数学要善于抓住不变的根本,又要善于灵活地在变化中认识、处理和解决问题。
2、一题多解,发散思维。一道数学题,从多方向、多角度、多手段、多途径入手,可得到多种不同的思路,广阔寻求多种解法,有利于调动学生的积极性,有利于提高学生的解题能力,有利于培养学生的思维品质。
片段3:
北师大版八年级下册数学P237,如图17,三角形内角和定理的证明。
师:还记得过去撕纸实验得出“三角形内角和等于180°”的结论吗?
师:如图17,当时我们把∠A移到∠1的位置,∠B移到∠2的位置,∠C不动。
请问,根据什么得出上述结论的?实验方法的思路是什么?
生:依据平角的定义。把分散的三个角“搬”到一起,从而构成一个平角。……
师:实验的方法可靠吗?……从撕纸实验的探索过程,你得到什么启示?不实际移动∠A、∠B行吗?证明的思路是什么?
生(众):…… 证明的思路是把分散的三个角“搬”到一起,从而构成一个平角。而添加合适的平行线则是将角“搬”到一起的基本途径。
点评:让学生从感性认识上升到理性认识,体会证明的必要性,树立推理意识。人们从来就是用自己的聪明才智创造条件解决问题的。当问题的条件不够时,添加辅助线,构造新图形,形成新关系,建立已知、未知间的桥梁,把问题转化成自己已经会解的情况,这是解决问题常用的策略之一。
生1:如图18,延长BC到D,过点C作射线CE∥BA,则∠1=∠A,∠2=∠B。
∵∠1+∠2+∠ACB=180°
∴∠A+∠B+∠ACB=180°
生2:如图18,延长BC到D,平移∠B,作∠ECD=∠B,则CE∥BA……
生3:如图19,过点A作直线PQ∥BC, 则∠1=∠B,∠2=∠C……
师:以上三种证明方法有什么共同特点?
生(归纳):都抓住“把三个角‘搬’到一起,让三个顶点重合在一个顶点处,两条边形成一条直线,以便利用平角定义”这一基本思想。
生4:如图20,延长BC到D,过点C作射线CE∥BA,则 ∠1=∠A……
生5:如图21,将△ABC绕AC的中点旋转180°,得△B′AC……
生6: 如图22,分别过点A、B、C作AD⊥BC,BE⊥BC, CF⊥BC……
师:以上三种证明方法又有什么共同特点?
生(归纳):都抓住“把二个角‘搬’到一起,让三个顶点同在一条直线上,以便利用两直线平行,同旁内角互补这一性质”。
师:同学们还有什么大胆的想法与大家分享?
生7:如图23,我把三个角‘搬’到一起,让三个顶点重合在三角形一边上的某点处,同样利用平角定义。平移△ABC至△DEF处,交AC边于点G,过点G作MN∥BC,分别交AB、DF于点M、N,则 ∠B=∠1,∠C=∠2,∠A=∠3……
生8:如图24,把△ABC的顶点A沿AB、AC的中点连线DE对折,则点A落在BC边上的点F处。
生(众):为什么?
生8:由三角形中位线定理知,△ADE的高是△ABC的高的一半,所以点A 必落在BC边上的点F处。所以AD=DB=DF,∠A=∠3,所以∠B=∠1,同理……
生(齐):掌声热烈(但又有学生嘀咕:太繁杂)
师:那好,请同学们把刚才生8的想法改进一下!
生9:如图25,使四边形ADFE为平行四边形,而不论点D、E为中点。……
生10:如图26,我把三个角‘搬’到一起,让三个顶点重合在三角形内部的某点处,利用平角定义。……
师:生10的解法可以转化为生9的解法,相当于把边BC“提升”到MN的位置。体现特殊与一般的关系。……
生11:如图27,我把三个角‘搬’到一起,让三个顶点重合在三角形外部的某点处,利用平角定义。(水到渠成)……
点评:课本例习题都是经过专家挑选的,如果我们对其进行挖掘、变式、延伸和拓广,就会得到一些综合性较强,符合创新精神的新命题,这样不仅能激发学生的学习兴趣,而且符合中考题源于课本的命题思想,是新课标中数学探究性学习的一种行之有效的方法。
二、例习题课探究性教学的反思
回顾以上三个片段的教学过程,都给学生充分创造探究活动的机会,让学生积极主动地进行数学探索,发展学生的思维,拓宽学生的视野。但对例习题进行探究教学时,存在几个问题值得思考:
1.素质教育与应试教育的矛盾。例习题课探究性教学,花费大量的时间。虽说培养学生发散思维的能力,但有时教学任务无法完成,影响学生眼前的应试。
2.面向全体与部分参与的矛盾。例习题课探究性教学,往往只有部分学生积极参与,深入思考,相当部分学生却“冷场”,无法做到面向全体。
3.课堂调控“度”与“量”的矛盾。例习题课探究性教学,放开到什么程度,放开多长时间,多少学生在参与,“玩”的学生怎么调动,探究方向怎么调控,课堂效率怎么提高。有时难于把握好“度”与“量”。
4.思维多样性与批判性的矛盾。例习题课探究性教学,从多角度、全方位去思考时,倘若探究方向正确,可能顺利得出结论,有时不正确,产生错误的结论,还要从头开始,“浪费”大量的时间。
参考文献:
[1]北师大版.义务教育课程标准实验教科书[S].数学教师教学用书八年级下册
[2]贾宏英.创设问题情境,实施探究性教学[J].数学教学通讯,2006.2
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文