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后建构课堂的章尾复习课设计
——以“中心对称图形——平行四边形”为例

2021-06-03钟鸣张泉

初中生世界 2021年16期
关键词:中心对称四边形平行四边形

■钟鸣 张泉

一、比赛之后的思考

2017年11月,江苏省青年教师优秀课(初中数学)从“前建构”视角确定赛题;2018年11月,江苏省青年教师教学基本功大赛(初中数学)从“后建构”视角确定赛题。赛后总结会上,董林伟先生介绍:学习的一般规律是,先进行“前建构”,再局部深入,最后通过反思进行“后建构”,形成整体认识。

他认为,“前建构”要解决三个问题:为什么学(知识的重要性与必要性),学什么(知识技能、思想方法),怎么学(提供学习基本线索、基本支架)。相应地,笔者认为,“后建构”也要解决三个问题:知识之间有何实质性联系(基础知识结构),这些知识如何运用(思想方法结构),知识运用的智慧在哪里(能力素养立意)。

事实上,章尾课通常包括数学活动、数学实验、综合实践、章复习课等课型。本文以“中心对称图形——平行四边形”的复习为例,具体阐述后建构课堂的章尾复习课的设计方法。

二、后建构课堂的设计

从“后建构课堂”的视角来看章尾复习课,首先要“建构基础知识结构”,其次要“建构思想方法结构”,最后要“聚焦能力素养立意”。

1.建构基础知识结构。

在此之前,学生已学习了“图形的平移”“轴对称和轴对称图形”,积累了一定的图形运动变化的学习经验,在此基础上,本章继续发展了学生的空间观念、几何直观、分析推理等数学素养。

在本章的章首课和章中课中,教师从生动的现实情境出发,通过操作、实验、观察、思考、交流等数学活动,引导学生经历合情推理和演绎推理的探索过程,学生初步具备了探寻知识之间内在联系的基本能力、运用单个知识的能力以及对一些简单问题进行抽象、推理、探究的活动经验。但是,知识体系在学生头脑中还未形成,存在模糊不清的地方(如四种特殊四边形之间的关系)、似是而非的地方(如判定和性质的混淆)、记忆不深的地方(如中点四边形的形状等),有些方法(如中点的联想、模型的迁移等)还不够熟练,有些能力(如运用运动变换解决问题)比较薄弱。复习前,孤立、分离的知识和模糊的认识,有必要整理,串线,连片,结网,纵横联系形成系统,分析并建立整章的系统知识结构。

例如,本章内容由三块组成:探索图形的旋转、中心对称与中心对称图形的性质;平行四边形、矩形、菱形及正方形的性质与判定;利用图形的旋转研究三角形的中位线。教材以中心对称为主线,展开对平行四边形和三角形中位线这两个方面的研究,其中将平行四边形特殊化,分别研究了矩形、菱形、正方形的性质与判定,还将三角形的中位线进行拓展,研究了特殊四边形的中点四边形的形状。教师分析并建立整章的系统知识结构(如图1),有助于全面考虑教学内容,有针对性地设计复习环节,促进学生把握知识之间的内在联系,对一章内容形成整体而系统的认知。如此,就把握了本章的整体知识结构。

图1

2.建构思想方法结构。

加强数学思想方法的培养,是全面提高学生数学素质的重要途径。在关注知识整体建构的同时,更要关注知识结构赖以形成的思想方法。

数学学习不仅包括知识结果,更包括结果形成过程中的思想方法。在一章学习中,学生既经历了知识的形成过程,也经历了知识的运用过程,体会一章的主导思想方法在“获取数学知识、运用数学知识、解决问题”中的作用,是“温故知新”的“新”之所在。在章尾课中建构思想方法结构,更能引导学生“用数学的方式理解世界”,感受数学学习的内在魅力。

图2

本章中,借助旋转探究图形的性质,理解旋转运动,需要空间想象;探索特殊四边形的判定、理清特殊四边形之间的关系,需要观察操作、归纳猜想和推理;分析复杂的图形,往往需要从中剥离基本图形,需要模型思想;运用性质判定进行问题的解决,往往需要借助图形的运动、条件的转化、模型的迁移等方法。对这些思想方法的揭示(如图2),有利于知识与能力的巩固和提升,使其内化为学生的解题经验与思维习惯。

3.聚焦能力素养。

2011年版《义务教育数学课程标准》(以下简称“课标”)指出:“数学是人类文化的重要组成部分,数学素养是现代社会每一个公民应该具备的基本素养。”后建构课堂强调对学习过程的反思和对应用过程的体悟,重视对知识的综合贯通、灵活组合和创新应用,教学立意更关注知识的应用价值以及知识运用中蕴含的思想方法,训练高阶思维,增强创新能力和实践能力。

本章突出了图形的旋转运动。一方面作为知识的起点,串联了中心对称的性质、特殊四边形的性质、中位线的性质;另一方面作为解题思路的起点,利用旋转,转移边或角的位置,体现了转化的思想。这两方面对落实“几何直观”“推理能力”“模型思想”等数学核心素养有重要价值。

4.课堂教学环节设计。

基于上述分析,本章章尾复习课的教学目标确定如下:(1)回顾本章所学内容,能从旋转的角度梳理几种平行四边形之间的关系,对本章知识有全面、系统的认识;(2)以旋转运动为突破口,进一步掌握分析、推理的思考方法,熟练掌握综合法的书写格式;(3)经历图形运动变换的过程,积累解决问题的经验,进一步发展空间观念。其中,目标(1)为重点,目标(2)为难点。设计简案如下。

环节1 建构系统知识结构

问题1 观察图3-1中△AOB的运动,你能找到哪些等量关系?

问题2 若将旋转角度定为180°,如图3-2,你能找到哪些其他的关系?

问题3 你能以文字的形式归纳旋转、中心对称的性质吗?

图3-1

图3-2

【说明】通过几何直观,在观察的基础上唤起记忆,回顾并梳理旋转及中心对称的定义、性质,培养学生的归纳概括能力。

问题4 利用中心对称的性质,我们是如何研究特殊四边形的性质的呢?阅读教材八年级下册第64—65页,以探究平行四边形的性质为例,用你自己的话说说研究的思路。

【说明】重读教材,既体会数学研究方法,建构中心对称与平行四边形的联系,又引导学生重视教材学习的基础作用。

问题5 填表——梳理平行四边形与矩形、菱形、正方形的性质。

平行四边形矩形菱形正方形边的关系 角的关系 对角线关系 对称性

【说明】表格能更直观地做对比。通过四个方面的比较,梳理四类特殊四边形的性质的异同点,帮助学生理清模糊点和混淆点。

问题6 如图4,利用中心对称的性质,我们还研究了三角形的什么问题?

图4

问题7画一些不同形状的四边形,分别连接它们四边的中点构成四边形(叫作中点四边形),说说中点四边形分别是什么形状,并说明理由。

【说明】通过中心对称回顾中位线的性质,并运用中位线的性质拓展中点四边形的知识,完善整章知识结构。

环节2建构思想方法结构

例1如图5,将△ABC绕点B逆时针旋转60°得到△DBE,再将△ABC绕点C顺时针旋转60°得到△FEC,连接DA、EF。求证:四边形ADEF是平行四边形。

变式1如果AB=AC,四边形ADEF是何特殊四边形?

变式2如果∠BAC=150°,四边形ADEF是何特殊四边形?

变式3△ABC满足什么条件,四边形ADEF会是正方形?

问题:平行四边形与矩形、菱形、正方形有何关系?

图5

图6

图7

【说明】在问题解决过程中领悟四类特殊四边形之间的联系,挖掘解决问题的基本方法,积累旋转问题的解决经验,渗透从特殊到一般的数学归纳思想,达成学习目标(1)。

例2如图6,在正方形ABCD中,点P、Q分别在边AB、AD上,且CQ平分∠DCP。求证:CP=BP+DQ。

问题:有其他方法解决问题吗?

【说明】指向目标(2),鼓励学生大胆想象、大胆尝试,从旋转运动的角度寻找解决问题的突破口,积累解题经验,感悟图形运动中的不变量,体悟“图形运动是演绎推理思路的源”,同时与等腰三角形知识相关联,打通数学内部不同章节知识之间的内在联系,培养综合运用的能力。

例3如图7,四边形ABCD为正方形,△CEF为等腰直角三角形,连接AE、AF,M是AE的中点,DM的延长线交AF于点N,求证:DN⊥AF。

问题1你能用思维导图的形式表达你对“中点”的联想思路吗?

问题2对于“中点”,你还能联想到什么?有其他方法解决此题吗?

【说明】例3是本节课的难点——题目条件、结论看似零散,它们之间如何建立联系?引导学生经历联想与转化的有序思维串是突破问题的关键,例如中点→中位线→平行线→角关系→互余→垂直。引导学生在交流中碰撞思维,加深对运用旋转理解图形、解决问题的认识。教师还可以提炼△BFC与△DCE构成的“手拉手模型”,培养模型思想,为以后解题积累经验。

环节3建构能力素养结构

经过本节课的复习,你对旋转或本章知识有了哪些新的认识?对于今天的解题,你有何感受?

【说明】知识再认识、方法再提炼、思想再升华、能力再提高是复习课中最重要的方面。引导学生对课堂学习进行小结,反思数学学习过程,体悟应用过程,帮助学生积累基本活动经验,感悟基本数学思想,提升数学情感,丰富和完善能力素养结构。

三、课例设计说明

“后建构课堂”的章尾复习课强调在整体把握整章知识的基础上,遵循学生的认知规律,将点状知识纵横联系,形成结构。深入挖掘知识形成和应用过程中所蕴含的思想方法,建立思想方法结构,发展能力素养,提高单元复习效益。

本节课以旋转为切入点,利用现代信息技术手段,呈现出生动活泼的动态画面,丰富了学生的几何直观,为梳理几类特殊四边形的性质,建构系统知识结构提供了有利条件;以旋转为演绎推理之源对典型例题进行剖析,并通过追问和变式的方式,引领学生再发现、再创造,体悟知识的本质,延伸思维和方法,自然建构思想方法结构;通过小结交流,引导学生表达自己的学习感受,深化方法内涵,丰富情感体验,发展能力素养,体现教学立意。

四、后继研究展望

从李庾南老师“学材再建构”开始,“单元教学”逐渐进入了研究者的视野。笔者认为章、单元、节都是用于“分段叙事”的“叙事”段群,它们共同构成了教材编写的三级结构。一章可以划分为若干单元,一个单元由若干节组成,有必要分别从“前建构”“中建构”“后建构”的视角研究章首课、章中课和章尾课的设计。

专题复习作为一类复习课,旨在构建同类异形问题的解决通法,是一种“后建构”;“综合与实践”注重数学与生活实际、数学与其他学科、数学内部知识之间的联系和综合应用,也是一种“后建构”。综合三类课型的特征,笔者认为:后建构课堂是指在后建构主义理论指导下,在新知识教学结束后,帮助学生建构系统知识结构、思想方法结构、能力素养结构的课堂。其内涵的发展也是需要继续深入研究的重要方面。

章建跃先生为前建构的章首教学指明了方向:构建“先行组织者”,明确一章主线;突出课时重点,掌握关键内容;落实知识发生发展的过程教学,强化研究方法指导,潜移默化地引导学生学会“数学地认识问题和解决问题的方法”。本文则为章尾教学提供了一个抛砖引玉的样例。但是,本课直接进入知识梳理,开始全章复习,没有设计教学情境。实践中,没有情境的复习课,极易成为知识的简单罗列、题目的盲目堆砌,“悟”的过程太短甚至没有,“知识”量大但缺乏联系性、灵活性、变通性,杂乱的知识堆砌成为解决问题的包袱,后果是学生为了考试不得不学,缺乏独自面对问题的勇气和能力。有专家提出后建构课也需要设计教学情境。如果需要,那么什么样的情境既能凸现全章价值、统领回顾全章,又能自然过渡到知识梳理?这也是需要研究者继续深入思考的地方。

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