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核心素养视域下数学单元整体教学流程再造

2021-11-09陈国强

江西教育B 2021年10期
关键词:射线线段直线

陈国强

崔允漷教授曾说:“一个单元就是一个完整的学习故事,一种课程。”当下不少数学教师仍执着“一课一教案”,易造成学生“知识分离,素养剥离”。在核心素养视域下,数学单元整体教学呼唤我们要俯瞰“教什么”的本体性问题,再审视“为何教”的源头性问题,进而思辨“怎么教”的策略性问题,才能更好地对数学单元整体教学流程进行再造与重构。下面以苏教版数学教材四年级上册“认识射线、直线和角”一课为例,阐述核心素养视域下数学单元整体教学流程再造。

一、基于数学单元解读的横观纵览

数学单元的重组与调整,首先需要揣摩教材编者意图,厘清其编排思路,深究其内容,在“课”“序”“材”“高”四个维度对数学教材深度解读、深层思考。

(一)把握“课”:明晰“射线、直线和角”的功能定位

“认识射线、直线和角”是一节典型的图形与几何知识的概念课。本课时要让学生理解和掌握射线、直线和角三者的基本几何概念,为后续进一步学习量角、画角以及角的分类、认识相交与平行做铺垫。

(二)理解“序”:厘清“射线、直线和角”的编排结构

数学单元整体教学需读懂教材课时内容的前后联系,理解课时的循序渐进。如“认识射线、直线和角”编排结构的前沿后续见图1。

(三)类比“材”:梳理“射线、直线和角”的不同版本

课程的二度开发应该是建立在对比不同版本教材的基础上进行的“二次融合”。通过串联苏教版、人教版和北师大版教材中关于“射线、直线和角”概念的呈现方式,从表1中可以清晰地看出,虽然三种版本教材教学内容大体相同,但对射线、直线和角的概念呈现方式不尽相同。

(四)立意“高”:纵观“射线、直线和角”的中小学衔接

数学单元整体教学研读要有“高观点”视野,即教师要在高等数学、初等数学乃至数学发展史的视域下解读数学教材。从表2中可知,苏教版小学数学教材主要编排各自概念间的联系和区别,而初中数学教材则进一步系统编排三种线的表示方法以及线段的和、差、中点的推理意义,还有各种角的定义与运算推理。

二、基于儿童立场的数学单元学情透析

站在数学单元整体教学的视角,教师要从不同角度研究儿童如何观察、思考和学习数学。

(一)像儿童那样观察数学现象

在研读“认识射线、直线和角”一课中,学生从小听到的、看到的、摸到的线都是可以测量出长度的,这些生活原型并不具备射线和直线的数学本质特征。这些特性给学生的认知带来困扰。如何幫助学生克服认知障碍、掌握概念本质呢?这就要求我们在教材研读中基于儿童,源于生活,创设贴近学生最近发展区的生活情境,引导学生从“生活数学”走向“课本数学”,形成几何概念。

(二)像儿童那样思考数学本质

在本课的学生资源预设中,有学生会认为手电筒射出的光线不可以看作射线,理由是手电筒射出的光线无法无限延长。这时,教师应顺势引导:如果手电筒有无限的能量,且它射出的光线没有遇到障碍物,想象一下这条光线会射到哪里?学生自然而然地想象会射向宇宙的无限远方,从而突破了教学难点,加深了学生对射线“无限延长”概念的认知与理解。

(三)像儿童那样学习数学建构

在本课中可设置一道连点成线的练习(如图2),让学生通过实践操作发现连接两点间只有一条直线后,教师可追问这条直线中有没有射线,有几条射线,有几条线段?学生在同伴互学交流分享中发现线段、射线都是直线的一部分,从而突出了线段、射线和直线等概念的内在逻辑联系,学会从不同角度感受相关知识之间的联系和区别。

三、基于教学依据的数学单元设计呈现

在深度解读数学教材的基础上,教师需架设教学环节与学生之间的桥梁,让学生在教师的引导下突破认知障碍,使深度学习真正发生。

(一)活动线索:在数学活动中逐步形成“大概念”

1.根植经验,初步感悟概念

本课教学设计首先借助拉紧的线或绷紧的弦引出线段(如图3),回忆已有经验中线段是“直直的,有两个端点”的特征以及线段的画法,突出两个端点在数学上的作用:能固定线的长度。

2.异同对比,深化概念理解

研究表明,概念教学的关键是要使学生逐步建立起与概念有关的合理、简洁的知识结构。从线段入手,依次认识完射线和直线后,教师应及时追问这三种线有什么相同与不同之处,引导学生联系对三者的已有认识自主整理异同,侧重从两个角度帮助学生体会概念的内在联系(见表3)。

3.设置悬念,形成网络结构

为沟通射线、直线和角之间整体概念的联系,教师可以用一个信封遮住角的一个顶点和两条边(如图4),抛出“信封里可能藏着什么图形?”问题,学生回答可能是一条折线,或两条射线,还可能是一个角,进而得出由一个点引出的两条射线可以组成一个角。学生通过应用射线的特征巩固所学知识,进一步理解角的大小与边的关系,形成整体认识,内化认知结构。

(二)研究方式:在教学设计中构建方法模型

1.数形结合,从“有限”延伸“无限”

数学知识的内部原理与原因是数学学习的核心所在,射线在现实世界中是“虚拟”的,教师可以创设“线上找数”活动(如图5),通过在画好的4 cm线段上寻找5、6、7等更大的数,让学生逐步感知数与线的一一对应关系,再在头脑中发挥想象得出“数有无穷个,因而线有无限长”的结论。学生最终在“线上找数”的活动中观察、分析、对比和想象,归纳出“射线可以无限延长”的抽象特征,从而借助数形结合的思想方法深化对射线本质特征的认识。

2.化曲为直,从“难测”转到“可比”

爱因斯坦说过:“想象力比知识更重要。”可见想象是发展学生空间几何观念的重要思维活动。如图6,在解答连接AB两点哪一条线最短的问题时,学生在思辨、想象中发现只要将折线和曲线拉直就能比较三条线的长短,其中蕴含“化曲为直”的数学方法,能让学生自然得出连接两点的线段最短,因而连接两点线段的长度叫作这两点间的距离。

3.有序思考,从“无序”走向“有序”

教师在练习巩固环节中可设计数角的练习,学生对于四条射线组成的角可能会出现重复、遗漏的情况,这时可让数对的学生分享经验如何有序数角,先一个一个数,再两个两个数,最后三个一起数,进而发现可用3+2+1的算式表达,再类推到N条射线,可以用(N-1)个角依次减少一个相加的数学模型。

(三)资源整合:在拓展实践中培养学习品格

1.当数学遇上语文——品格渗透浑然天成

数学知识融汇人文学科知识,可以借鉴人文学科的语言特色来帮助数学教学,培养学生必备的数学品格和优秀的学习品质。在“认识射线、直线和角”一课的教学中,通过三个四字成语“有始有终”“有始无终”“无始无终”贯穿知识教学全程(如图7),结合语文学科的语言特点准确理解数学概念,让学生在填写成语的过程中学习。

2.当数学遇上美术——兴趣培养无缝对接

数学知识的教学离不开心理学理论的研究与应用,把握学生心理认知发展阶段特征对提升教学效果具有重要意义。比如,为了开阔学生视野,培养学生学习数学的兴趣,在课堂结束时,教师可让学生欣赏《简单几笔绘制3D图》微视频,结合美术的“视觉误差”让平面图形变成立体图形,激发学生的研究兴趣,让数学学习真实发生,从多方面促进学生数学素养提升。

在设计数学单元整体教学流程中,只有心中有学生,才能彰显“为何教”的旨归,只有眼里有世界方能体现“教什么”的要义,从而将学生引领到知识与思维的更深处。

(作者单位:江苏省常州市武进清英外国语学校)

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