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关于极限思想中情境教学法的探究

2020-12-23黄晓悦

知识文库 2020年21期
关键词:曹冲称象石头教学法

黄晓悦

“极限思想”是一种重要的数学思想,是微积分的基本思想,但比较抽象,学生在学习时难度较大,理解不透彻,因此,在课堂教学中,教师可以借助合理的情境教学法,来帮助学生学习“极限思想”。

“极限思想”是一种重要的数学思想,是微积分的基本思想,如函数的连续性、导数、定积分等知识都蕴含了“极限思想”,因此,学生理解并掌握“极限思想”显得十分重要。但是,由于“极限思想”是比较抽象的概念,摸不着看不见,学生在学习时难度较大,理解不透彻,因此,在课堂教学中,教师可以借助合理的情境教学法,来帮助学生学习“极限思想”。

那么,什么是情境教学法呢?

情境教学,是在对社会和生活进一步提炼和加工后才影响于学生的。诸如榜样作用、生动形象的语言描绘、课内游戏、角色扮演、诗歌朗诵、绘画、体操、音乐欣赏、旅游观光等等,都是寓教学内容于具体形象的情境之中,其中也就必然存在着潜移默化的暗示作用。

在教学过程中,针对具体的教学内容,结合课程标准、教学目标、学情分析等,教师有计划的制定或创设带有一定情绪色彩、生动具体的形象的场景,来帮助学生理解教材、领会知识。学生在教师制定或创设的特定场景下,心理机能得到发展,情感得到升华。通常情况下,教师制定或创设的特定场景被称为情境,这种教学方法称为情境教学法。情境教学法作为培养与发展学生数学核心素养的重要途径,应当也必然会在数学教育领域受到广泛的关注与应用。

情境教学法的形式多种多样,不拘一格,常见的有以下几种:

(1)借助实物和图像创设的教学情境

(2)借助动作(活动)创设的教学情境

(3)借助语言创设的教学情境

(4)借助新旧知识和观念的关系和矛盾创设的教学情境

(5)借助“背景”创设的教学情境

(6)借助问题创设的教学情境

在课堂教学中,教师可以选择一种或多种方式来进行教学。

下面,以“极限思想”为例,谈谈情境教学法。

比如,教师可以选择“曹冲称象”的故事作为背景,创设数学情境。接下来,本人以实际课堂教学为例,将教學过程整理如下:

在课前,学生回顾“曹冲称象”的故事,为上课做准备。

在课堂上,本人在PPT上展示“曹冲称象”故事的图片,请学生回答问题1:曹冲如何称象?班级里有超过95%的学生能够顺利回答出曹冲称象的步骤和方法。此时,本人趁热打铁,继续提出问题2:请问哪位同学能够回答出曹冲所用石头的重量?面对这个问题,全班大多数学生都默不作声,仅有10%左右的学生回答不知道。由此可见,学生们只知道“曹冲称象”的大概过程,而对其中代替大象重量的石头分别有多重并不知情。在此,本人抛出问题3:每块石头的重量是50kg和每块石头的重量是10kg,请问哪一种石头称出大象的重量更接近于实际值?经过讨论和思考,大约80%的学生认为用10kg的石头称大象重量比50kg的石头结果更准确。本人将学生对这三个问题的回答情况做一个分析图(图一),从分析图中,可以很清楚的看到,有95%的学生知道“曹冲称象”的故事,因此,选用该故事作为背景比较合理,但几乎没有学生思考过故事中石头的大小和重量,当教师提出问题3时,经过思考,大约80%的学生能够理解小石头相对大石头而言,称重更准确。因此,教师可以引导学生思考:用5kg的石头称重,结果就更要准确,照此步骤,学生不难发现,石头越小,结果越准确,那么当石头非常小,小到不能再小时,结果也就会越来越准确,越来越接近于大象的实际重量。这个“越来越接近”就是“极限思想”的体现,学生也就对“极限思想”有了初步的认识。

在“曹冲称象”的数学情境中,教师采用了故事背景、图像、语言等方式创设情境,从学生已有的认知基础出发,通过思考石头重量对大象重量的影响,进而引出对“极限思想”的认识。

在此基础上,为了加深学生对“极限思想”的理解,本人再举出一例:“一尺之棰,日取其半,万世不竭。”,这句话出自哲学家庄周所著的《庄子天下篇》,学生在学习时,不但认识到我们祖先的智慧,克服崇洋媚外的心理,坚定理想信念,增强民族自豪感,还能体会“极限思想”。

“一尺之棰,日取其半,万世不竭。”的意思是:一根一尺的木棍,如果每天截取它的一半,永远也取不完(如图二),

由图二,学生很形象的能够看出木棍长度的变化趋势,最终木棍长度会无限接近于0,这个“无限接近”也体现了“极限思想”。

在这个数学情境中,借用古文创设情境,通过对古文的翻译和图二的观察,学生不仅能够认识到古人的智慧,升华爱国情感,还能体会到其中蕴含的道理和思想,一举多得。

另外,教师还可以选用刘徽“割圆术”的方法来创设数学情境。3世纪中期,魏晋时期的数学家刘徽首创割圆术,刘徽形容他的“割圆术”说:割之弥细,所失弥少,割之又割,以至于不可割,则与圆合体,而无所失矣。

将刘徽的“割圆术”翻译成现代文,就是:圆内接正多边形的边数无限增加的时候,它的周长无限接近于圆周长,它的面积无限接近于圆面积。教师在讲解时,可以开展随堂活动,请学生分别用做圆的内接正三边形、内接正六边形、内接正十二边形,学生在通过动手画图,直观的感受到正多边形的边数越多,其周长越接近于圆的周长,其面积也越接近于圆的面积,也就容易理解“割圆术”的含义,“无限接近”也就是“极限思想”。

在这个数学情境中,以刘徽“割圆术”作为素材和背景,包含随堂活动,带动了学生的积极性,活跃了课堂氛围,在古人智慧的引领下,学生通过自身画图,自主探寻和研究,切身体会到前人的伟大,也更好地理解“割圆术”中蕴含的“极限思想”。在课堂活动中,学生对相关问题的独立探究、独立思考、独立分析、独立解决问题的能力得到培养和锻炼。

通过以上几种数学情境的创设,学生能够将抽象的概念具体化,直观的感受“极限思想”。教师在创设情境时,要充分考虑到教学实际,应当创设独特有效地数学情境,否则千篇一律达不到预期效果。可以选用合适的知识背景、合理和课堂活动,采用生动的音乐、恰当的语言等形式创设情境,形式可以灵活变通、不拘一格。另外,教师还应当适时添加课程思政,坚持育人为本、德育为先,落实好立德树人根本任务。

(作者单位:遵义职业技术学院)

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