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注重知识结构 引领深度学习
——以《三角形中的范围问题》为例

2020-11-30庞仕林

教学月刊(中学版) 2020年31期
关键词:本堂旧知代数

□庞仕林

(杭州第四中学,浙江杭州310002)

指向深度学习的数学课主要是优化知识结构,改善陈述性记忆系统效能,使知识结构化、系统化、简约化,让学生减少遗忘,加强知识联系,培养知识迁移和转化化归能力,进而在深度思考中培养学生的数学核心素养.下面以《三角形中的范围问题》复习课的教学设计为例,谈一谈教学过程和思考.

一、以题引入 回忆旧知

教师的课堂设计就像电影的剧本一样,要拍出吸引人的电影,剧本一定要有吸引力.什么是“好剧本”呢?

首先,要有逻辑性,不能上下没有任何联系就横空出世,这样就容易让观众(学生)云里雾里,搞不清方向.比如,本节复习课前面就是以旧知为基础,通过演绎推理来解决问题,这样的复习就不仅仅是回忆知识点,而且能对知识点加深认识并且灵活运用.在此过程中学生明晰运算对象,选择正确的算法,算出结果,从而培养学生的核心素养.

课堂开始,请学生独立完成下面6道小题:

(3)在△ABC中,A=,B=,则C=_____________.

(4)在△ABC中,b2+c2-a2=bc,则A=_____________.

(5)在△ABC中,A=,b=1,c=2,则S△ABC=__________.

(6)如图1,在△ABC中,a=1,A=,则△ABC外接圆的半径R=__________.

图1

【设计意图】教师应为提升学生的认知水平而设计教学.本堂课教师帮助学生预备和激活知识,用简单题唤醒学生在本节课所用到的旧知,为学生对知识的灵活应用铺下台阶,从而进入深度学习.

其次,要有趣味性.进入深度学习,问题要从情感上让学生愿意接受,进而有探究的欲望.本节课交代问题研究的背景,从而勾起学生研究的欲望.

师:根据图2,请同学们对下面两个问题进行思考.

图2

问题1:已知两角一边,三角形能否确定?

问题2:已知一边一角,三角形能否确定?

问题背景:不定三角形.

【设计意图】用熟悉的问题引出研究的问题,交代问题背景,引起学生探索的欲望,使学生能够尽快进入角色,为进入深度学习打下情感基础.

最后,要有梯度,注意铺设的台阶数和台阶的高度,这个主要取决于学生的实际水平.对于层次低一点的学生台阶数尽量多一点,台阶高度尽量低一点;对于层次高的学生,台阶数可以减少,台阶的高度也可以高一些.题目可以设置多问,让学生一步步解决,最终解决最后一问,这样学生能够非常专注而且积极地投入到解决更复杂的问题中去.而深度学习向更高认知水平迈进,这一点在本堂课接下来例题设置的小问上能够体现出来.

二、一题多解 认识本质

将解答例题的方法用来解决类似问题,是对学生真正理解该方法的评价标准之一,也是进入深度学习的评价标准之一.深度学习强调学习内容的有机整合,把多种知识和信息进行联系,通过学生的同化和顺应,与原有的知识结构进行深度融合[1].所以在课堂上,我们要将例题中学生所学到的方法,通过变式,引导学生深入分析出几种不同方法进行解答,真正理解该问题的本质,使知识方法能够发生迁移.例如,在本堂课中的例题先用常用的代数方法,然后再用几何方法解释代数方法,使其了解问题的本质,进而能够进行方法的迁移.为后面研究已知一边及邻边问题,提供解决的策略.学生能够通过例题的研究方法解决该变式问题,形成方法的迁移,进而对该方法有深度的理解,从而对该方法能够灵活运用.

例1如图3,在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,A=,a=,

(1)求角B的取值范围;

(2)求sinB+sinC的取值范围;

(3)求b+c的 取 值范围.

图3

生1:(1)0<B<.

师:同学们,从上面计算过程来看,这两边之和取得最值时∠B的大小是多少呢?

生2:当∠B为时取最大值,而且此时△ABC为等边三角形,当∠B接近0弧度时,就接近最小值.

师:这位同学回答很正确,我们借助几何画板,直观来观察一下.

(通过几何画板移动A点位置,观察b+c的大小变化)

【设计意图】要求学生深度学习,题目设置必须是促进式的、层次性的、阶梯式的.这道例题设置了3问,层层相扣,前一问为后一问搭桥,难度层层递进,由简单到复杂.这道例题除了用代数的方法解之外,还要求用几何的方法求解,利用几何画板演示,通过展示发现A点运动到BC弧的中点时达到最大,从而直观地解释代数方法,揭示问题的本质,为知识迁移打下基础.

例2如 图4,在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,,则△ABC面积的最大值是________.

图4

生3:BC边不变,当A点到BC边上的距离达到最大值时面积最大,且A在半径固定的外接圆上运动,面积达到最大值时△ABC恰好为等边三角形,

变式在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,AB=,C=,求△ABC面积的最大值(如图5).

图5

生4:由画图可知,当C点在圆上转到离AB距离最大时面积达到最大,此时AB=AC,高h就为C到AB的距离,所以Smax=|AB|h=.

【设计意图】通过对问题本质的认识,将上题的求周长问题改为求面积问题,让学生进入一个看似新的环境,促使学生对内容的有机整合,让知识之间建立联系,以达到记忆深刻及能够迁移应用.变式将角度变为钝角,通过改变一个小条件,检测学生对上述方法的掌握,从而达到灵活运用几何方法的目的.必要时还可引导学生进一步理解,使之达到拓展水平.

三、问题拓展 知识迁移

授鱼还是授渔,数学思想和方法是数学知识在更高层次上的抽象和概括,它蕴含在数学知识发生、发展和应用的过程中,是数学知识转化为能力的桥梁[2].所以我们要授之以渔,就必须渗透数学思想方法,让学生领悟,进而能够达到融会贯通,举一反三之功效,这是进入深度学习的前提条件.笔者在本节课中,有意识地渗透数学思想方法,在例题中用图形来解释代数问题,体现数形结合的数学思想.另外在解决问题的过程中,将不熟悉问题转化为熟悉问题,这又体现了转化与化归的数学思想方法.正是有了这些思想方法的渗透,才使得知识迁移成为可能.

例3如图6,在锐角△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,B=,c=1,

图6

(1)求角C的取值范围;

(3)求△ABC面积的取值范围.

生6:第(3)问,S=a,当越接近C角的最小值时,a边会越大.当越接近C角的最大值时,a边会越小,所以面积的取值范围为(,).

【设计意图】将问题条件由已知边及其对角迁移到已知一边及其邻角,求面积的最大值.学生通过前面的铺垫,已经具备解决该问题的方法,学生要解决这个新的问题需要将前面的知识和方法迁移过来,培养学生的创造能力,从而达到深度学习的最高认知水平.

四、总结提升 优化建构

深度学习着重学习过程的反思.所以一堂完整的课,总结是必不可少的.通过总结,可以使自身的知识建构得以圆满.

师:请同学们对本堂课的学习内容及解决问题策略进行总结.

生7:这节课主要针对的是三角形中的范围问题,并用几何法和代数法两种方法,从中我领悟到数形结合的解题策略和转化与化归的解题策略.

【设计意图】通过总结加深对方法的理解,同时也引导学生对知识建构反思,从而养成反思、调整、改造的良好习惯.

本堂课教学结构设计中的各板块联系紧密,先唤起本堂课所用到的旧知,再交代研究问题的背景,然后再对常见的定外接圆求角和边的范围问题求解,最后过渡到已知一角及邻边的不熟悉问题求解,实现知识的迁移.学生从熟悉问题向不熟悉问题探索,思维也逐步向高阶思维发展.发展学生的高阶思维,有助于实现深度学习.同样,深度学习也有助于高阶思维的发展.另外,教学提倡深度学习,要深挖教材内容的内涵,找出知识间的联系以及包含的数学思想方法,而且还需要根据学生的实际情况来安排内容.□◢

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