基于教育學(xué)立場的“旋轉(zhuǎn)變換”教學(xué)探索及點評
發(fā)布時間:2019-08-08 來源: 散文精選 點擊:
摘 要:數(shù)學(xué)教學(xué)在改革與反思中確立了以數(shù)學(xué)知識為資源和手段來“育”人的教育學(xué)立場. 基于教育學(xué)立場的數(shù)學(xué)教學(xué)怎樣操作?本文以“旋轉(zhuǎn)變換”為載體并采用研究性變革實踐的方式進(jìn)行了探索. 初步的理論求證與實踐驗證表明,探索中形成的教學(xué)操作方法對貫徹數(shù)學(xué)教學(xué)的教育學(xué)立場有積極的作用.
關(guān)鍵詞:初中數(shù)學(xué);教育學(xué)立場;旋轉(zhuǎn)變換;教學(xué)操作
引言
數(shù)學(xué)教學(xué)在改革與反思中確立了以數(shù)學(xué)知識為資源和手段來“育”人的教育學(xué)立場. 顯然,基于教育學(xué)立場的數(shù)學(xué)教學(xué)需要合適的“過程”(如概念的形成過程、原理的生成過程、用數(shù)學(xué)方法和理論解決問題及問題解決后的反思過程等).但目前課堂教學(xué)普遍存在“過程”短暫甚至缺失的問題,這不利于學(xué)生在“過程”中理解知識、體會和運用數(shù)學(xué)思想與方法及發(fā)展能力和個性. 基于教育學(xué)立場的數(shù)學(xué)教學(xué)怎樣操作?筆者以浙教版《義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書?數(shù)學(xué)》七年級下冊“2.4旋轉(zhuǎn)變換”為載體,并采用研究性變革實踐的方式進(jìn)行了探索. 初步的理論求證和實踐驗證表明,探索中形成的教學(xué)操作方法對貫徹數(shù)學(xué)教學(xué)的教育學(xué)立場有積極的作用. 本文簡錄用教育學(xué)立場指導(dǎo)其教學(xué)的過程并進(jìn)行點評,供讀者參考、研究.
教學(xué)過程簡錄及點評
第1階段:旨在“資源生成”的“有向開放”——預(yù)習(xí)基礎(chǔ)上的交互反饋
第1步:課前預(yù)習(xí)——自主探索
課前,教師設(shè)計如下的“先行組織者”,供學(xué)生課前預(yù)習(xí)(允許合作研討).
。保 先觀察物體的運動過程,再回答問題.
(1)如圖1,這些物體的運動有何共同特點?
(2)它們在轉(zhuǎn)動過程中,其形狀、大小、位置是否發(fā)生改變?
。玻 你是怎樣發(fā)現(xiàn)上述物體運動具有這樣的特點?能否用數(shù)學(xué)的思維方法來加以說明?如果回答這個問題有困難,請你先思考下列問題:
。ǎ保⿺(shù)學(xué)地看物體運動應(yīng)該先把物體看成什么?
。ǎ玻﹫D形是由點組成的,圖形運動能否看成是圖形上點的運動?
。ǎ常┛疾靾D形上點運動特征的策略是什么?
。. 通過觀察物體旋轉(zhuǎn)運動的特征,你對圖形旋轉(zhuǎn)運動有何感觸?
第2步:匯報交流——交互反饋
上課一開始,教師出示課前布置的問題,并要求學(xué)生匯報預(yù)習(xí)成果. 同時教師傾聽學(xué)生的匯報、交流,必要時,教師進(jìn)行追問、激勵、評析. 在此基礎(chǔ)上教師進(jìn)行總結(jié):
。ǎ保⿴缀窝芯康膶ο笫菆D形,數(shù)學(xué)地看物體運動應(yīng)將物體抽象成圖形;圖形是由點組成的,圖形運動實際上就是圖形上點的運動,而考察點運動的特征可從考察特殊點運動的特征著手.
(2)這樣我們用抽象方法(物體→圖形)、一般到特殊思想(圖形運動→點運動→特殊點運動)和一般問題特殊化的認(rèn)知策略,發(fā)現(xiàn)了物體旋轉(zhuǎn)運動的特征:各部分繞定點按同一個方向旋轉(zhuǎn)相同的角度. 其實,我們用抽象問題具體化的認(rèn)知策略,還可以發(fā)現(xiàn)物體對應(yīng)的圖形旋轉(zhuǎn)運動也具有這樣的特征:圖形上所有點繞定點按同一個方向旋轉(zhuǎn)相同的角度.
。ǎ常┥钪行D(zhuǎn)現(xiàn)象具有廣泛的存在性;圖形旋轉(zhuǎn)是物體旋轉(zhuǎn)運動的數(shù)學(xué)抽象;圖形旋轉(zhuǎn)能使局部的圖形變成整體的圖形,能使分散的圖形集中起來,能使分散的條件相互溝通.
點評:這個“先行組織者”引導(dǎo)下的導(dǎo)入性學(xué)習(xí)活動具有典型性和定向指導(dǎo)性. 提前思考基礎(chǔ)上的交流合作,有利于實現(xiàn)“導(dǎo)富濟(jì)貧”,能使不同層次的學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識之前達(dá)到大致同一水平;有利于資源生成,可能會產(chǎn)生個性化的想法;同時交流也能滿足學(xué)生表現(xiàn)自我、發(fā)展自我、學(xué)會傾聽的需要.
第2階段:旨在“提升思維”的“互動生成”——研討基礎(chǔ)上生成數(shù)學(xué)方法和理論
第3步:引導(dǎo)探究——合作研討
正因為這樣的圖形改變(旋轉(zhuǎn))有豐富的現(xiàn)實情景和廣泛的應(yīng)用價值,就決定了從數(shù)學(xué)角度研究這樣的圖形改變的必要性.這節(jié)課的研究對象就是這樣的圖形改變(旋轉(zhuǎn)). (揭示課題)
接著,教師依次提出以下2個挑戰(zhàn)性的問題,要求學(xué)生合作研討并發(fā)表自己的觀點.
問題1:怎樣確定圖形改變后的新圖形?如圖2,O是△ABC外的一點.怎樣作△ABC繞定點O按逆時針方向旋轉(zhuǎn)60°后的圖形?(提示:可分別依據(jù)圖形旋轉(zhuǎn)的含義和圖形旋轉(zhuǎn)的特征來進(jìn)行作圖)
學(xué)生獨立學(xué)習(xí)(允許合作研討),教師巡視指導(dǎo),約3分鐘后進(jìn)行交流、示范.
問題2:①指出圖3改變前后兩個圖形的對應(yīng)點、對應(yīng)邊、對應(yīng)角?②問:改變前后兩個圖形有哪些不變關(guān)系(位置關(guān)系或數(shù)量關(guān)系)?(提示:可從整體(著眼于圖形)和局部(著眼于邊、角、點)多個視角進(jìn)行觀察)
學(xué)生獨立學(xué)習(xí)(允許合作研討),教師巡視指導(dǎo),約3分鐘后進(jìn)行交流、評析.
第4步:建構(gòu)理論——綜合概括
在此基礎(chǔ)上,教師引導(dǎo)學(xué)生概括得出旋轉(zhuǎn)變換的概念、確定旋轉(zhuǎn)變換后象的方法、旋轉(zhuǎn)變換的性質(zhì)、旋轉(zhuǎn)變換蘊涵的思維方法和思想方法及“三種幾何變換”的異同.
。1)旋轉(zhuǎn)變換的概念:由一個圖形改變?yōu)榱硪粋圖形,在改變的過程中,原圖形上的所有點都繞一個固定的點,按同一個方向(按順時針或逆時針),轉(zhuǎn)動(做圓周運動)同一個角度,這樣的圖形改變叫做圖形的旋轉(zhuǎn)變換,簡稱旋轉(zhuǎn). 這個固定點叫做旋轉(zhuǎn)中心,旋轉(zhuǎn)的角度叫做旋轉(zhuǎn)角,經(jīng)變換所得的新圖形叫做原圖形的象.
(2)確定旋轉(zhuǎn)變換后象的方法:①操作法——圖形整體旋轉(zhuǎn)(依據(jù)是旋轉(zhuǎn)的含義). 這種方法的優(yōu)點是:直觀;缺點是:操作不方便. ②作圖法——圖形旋轉(zhuǎn)化歸為點旋轉(zhuǎn)(依據(jù)是旋轉(zhuǎn)的特征). 這種方法的優(yōu)點是:操作方便(更有“數(shù)學(xué)味”);缺點是:抽象. 但兩種思想方法都有應(yīng)用價值,不可偏廢.
(3)旋轉(zhuǎn)變換的性質(zhì):旋轉(zhuǎn)變換不改變圖形的形狀和大小——旋轉(zhuǎn)前后的兩個圖形的對應(yīng)邊相等、對應(yīng)角相等;對應(yīng)點到旋轉(zhuǎn)中心的距離相等;對應(yīng)點與旋轉(zhuǎn)中心連線所成的角度等于旋轉(zhuǎn)的角度. 旋轉(zhuǎn)變換前后的兩個圖形的不變關(guān)系是進(jìn)一步認(rèn)識幾何的理論基礎(chǔ).
。4)旋轉(zhuǎn)變換蘊涵的思維方法:一般到特殊(圖形運動→點運動→特殊點運動)和特殊到一般(特殊點運動→點運動→圖形運動);旋轉(zhuǎn)變換蘊涵的思想方法:通過圖形旋轉(zhuǎn)運動將局部的圖形變成整體的圖形,將分散的圖形集中起來,將分散的條件相互溝通. 這些思維方法和思想方法具有廣泛的應(yīng)用價值.
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