通过一堂教学实录,解析初中生数学学科核心素养的培养
摘要
关键词
实践探索、数学思想(分类讨论思想、解方程思想和化归思想)
正文
一:在动手操作中初步感悟等腰三角形的性质,达成数学核心素养中的实践思想
《数学课程标准》中要求“注重培养学生探究、交流、创新能力”,凸显“以学生为主体,教师为主导”的以学生为本的教育理念。让学生在动手操作、独立思考中激发学生的求知欲,从而产生学习数学的兴趣。下面以《等腰三角形》一课的教学实录,来解析数学核心素养的培养。
(一)体验探究,大胆猜想
师:小学我们学过三角形,同学们都知道哪些特殊的三角形?
生:直角三角形、钝角三角形……
师:今天我们来学习其中的一种特殊的三角形---等腰三角形。请同学们按下面步骤进行操作;把一张长方形的纸片按图中虚线对折,并剪去阴影部分,再把减掉的阴影部分展开,得到什么形状的纸片?
(学生动手剪纸,得到三角形)
师:同学们再把三角形沿着中间的折痕对折,试试找出其中重合的线段和角。
并思考下面的问题:1.剪出的三角形ABC是轴对称图形吗?为什么?它的对称轴是什么?2.重合的线段和角有什么大小关系?3.通过实验,由这些重合的线段和角,你能猜想等腰三角形有哪些性质?
学生分小组合作探究,大胆猜想等腰三角形的性质……
设计意图:本次实践活动中学生动手自制学具,通过实践活动使学生增强对图形的直观体验,从中体会等腰三角形的特性,培养空间观念,调动学生的主观能动性。等腰三角形性质的探究,是结合轴对称来进行的,所以受剪出等腰三角形的过程的启发,学生很容易想到它是一个轴对称图形,让学生认识到动手操作也是一种验证方式。
(二)动手实验,实践印证
师:如下图,请同学们按如下操作:将三角形纸片(AB>AC)沿过点A的直线折叠,使得AC落在AB边上,折痕为AD,展开纸片(如图①);再次折叠该三角形纸片,使点A和点D重合,折痕为EF,展平纸片后得到(如图②).请同学们判断的形状?并说明理由.
图① 图②
解:△AEF是等腰三角形
∵将△ABC沿AD翻折
∴∠BAD=∠CAD
∵将△ABC翻折使A、D 重合且折痕为EF
∴ EF垂直AD
∴△AEG≌△AFG
∴AE=AE
∴△AEF是等腰三角形
设计意图:学生在探究中享受“做数学”的乐趣,不同层次的学生均有收获,收获了极大的成功的喜悦,而教师适时的鼓励增强了学生的信心。传统的数学教学,发现解决问题的思维轨迹往往被掩盖,数学实验恰是引导学生亲身体验数学发现的过程,能凸显手脑协同、启思明理的数学实验的核心价值,是激发学生学习数学的有效途径。
二:在分类讨论中深化理解等腰三角形的本质,形成数学学科素养中的分类思想
分类讨论思想就是当问题所给的对象不能进行统一研究时,需要把研究对象按某个标准分类,然后对每一类分别研究得出结论,最后综合各类结果得到整个问题的解答。应用分类讨论,往往能使复杂的问题简单化,而分类的过程,还可培养学生思考的严谨性。下面还以《等腰三角形》一课进行阐述。
例如在解决与等腰三角形的边长有关的问题时,若题目中没有明确告诉哪条边是腰,哪条边是底,往往要进行分类讨论,而判定结果是否正确的依据是三角形任意两边之和大于第三边,两边之差小于第三边。在分析的过程中,学生需要积极思考哪种方法最合适,因此学生自然而然地就认识到分类讨论思想能使复杂的问题简单化。
例如下面习题:
1.(1)等腰△ABC的一条边长为3,另一条边长为5,其周长为_______ 。(此题也是两种情况,当要为3时,另一种是腰长也可能为5);
(2)等腰△ABC的一条边长为3,另一条边长为7, 其周长为____。(此题虽然是按两种情况进行讨论,但按三角形三边关系进行判断,结果只有一种情况)
2.等腰三角形一腰上的中线把这个三角形的周长分成12cm和15cm两部分,求这个等腰三角形的底边长是多少?
图① 图②
分两种情况讨论:
(1)如图①,等腰△ABC中,当AB>BC时,设BC=xcm,则AB=(x+3)cm时,则:
2(x+3)+x=27
解得:x=7
此时底边长为7cm。
(2)如图②,等腰△ABC中,当AB<BC时,设BC=xcm,则AB=(x-3)cm时,则
2(x-3)+x=27
解得:x=11
此时底边长为11cm。
通过上述习题,让学生作为课堂的主人,在解决问题的时候往往能表现出很大的创造性,我们教者应努力做到尊重学生的思考,鼓励不同意见。学生的学习在其独立思考与合作交流过程中,获得知识,提升解决问题的能力,体验分类讨论思想。
三.在建模中挖掘等腰三角形边角之间的关系,形成数学学科素养中的方程思想
方程的思想是分析数学问题中变量间的等量关系,用数学语言将问题中的条件转化为数学模型,建立方程或方程组,通过解方程去转化问题,使问题获得解决。利用方程的思想能降低思维难度,简化解题思路。
(一)求角问题
已知:如图①,在中,,点D在BC上,且。求各角的度数。
解:设∠A=x
∵AB=AC,BD=BC=AD
∴∠ABC=∠C,∠A=∠ABD,∠BDC=∠C
∵∠BDC=∠A+∠ABD=2x=∠C
由三角形内角和定理可得:
x+2x+2x=180
解得:x=36
∠ABC=∠C =2x=72
所以各角度数为36、72、72.
图① 图②
变式:如图②,已知:中,,D是AC上一点,且,求的度数。
分析:题中所要求的是的底角,但仅靠是无法求出来的。因此需要考虑和在题目中的作用。此时图形中有三个等腰三角形,既有满足内角和定理,又包含外角关系。因此可利用等腰三角形的性质和三角形的内外角关系定理来求。
解:设∠A=x
∵,∴
∵,∴;
∴,∴所以(等边对等角)
又∴
∴
∴
又∵
即
x+x+3x=
解得:x=36
3x=108
即求得
变式练习主要是让学生学习几何说理的逻辑性,熟悉性质的用法及说理的严密性,规范解题格式。通过对“难题”的深入研究,找到解决难题的解题方法,把难题教的简单,这样学生就会爱好数学,愿意学习数学。
四.在思维迁移中解决等腰三角形中的运动变化问题,形成数学学科素养中的化归思想
化归思想是指在教学研究中,使一种研究对象在一定条件下转化为另一种研究对象的数学思想。体现在数学学习中,就是将原问题进行变形,使之转化为我们所熟悉的或已解决、易于解决的问题。
例如:(1)猜想一下,等腰三角形底边中点到两腰的距离相等吗?如图①:将等腰三角ABC沿对称轴折叠,观察DE与DF的关系,并证明你的结论。
等腰三角形是轴对称图形 ,可以借助轴对称变换来研究等腰三角形的一些特性。将等腰三角形的问题可以化归到轴对称问题加以解决。
(1)如图①已知:在中,AB=AC,点D是BC的中点,DE⊥AB于E, DF⊥AC于F
求证:DE=DF
① ② ③ ④
(1)证明:∵AB=AC,D为BC中点
∴∠BAD=∠CAD
∵DE⊥AB ,DF⊥AC
∴∠AED=∠AFD=90
在Rt△ABD和Rt△ACD中
Rt△ABD≌Rt△ACD(HL)
∴DE=DF
因为等腰三角形是轴对称图形,所以△ABD和△ACD关于AD呈轴对称,
线段DE和线段DF也关于AD对称,所以DE与DF相等。
(2)如图②:如果DE、DF分别是AB,AC上的中线(或如图③∠ADB, ∠ADC的平分线),它们还相等吗?请说明理由。
答:相等。
理由:由(1)可知:△ABC是轴对称图形,△ABD和△ACD关于AD呈轴对称,因而,线段DE和线段DF关于AD对称,即DE=DF。
由等腰三角形是轴对称图形,利用类似的方法,还可以得到等腰三角形中哪些相等的线段?
(3)如图④将点D沿DA由D向A运动到,那么点到两腰的距离还相等吗? 试说明理由;
答:相等。
理由:△ABC是轴对称图形,△ABD和△ACD关于AD呈轴对称,由如图④△和△关于AD呈轴对称图形,那么线段与线段相等。
等腰三角形性质的探究,都是结合轴对称来进行的。在图① 的基础上,将问题进一步演变,形成了图②、图③、图④,使问题进一步深化,也使学生的思维由形象直观过渡到抽象的逻辑演绎,从而训练学生将图②、图③、图④的解题思路转化为图①的解题方法,实现培养学生化归的思想教育。
总之,要使学生真正形成数学学科核心素养,就要求教师首先把数学思想烂熟于心,在教学中灵活变换,好的教学设计,不仅能把几种典型的题通过变式,使学生透过现象看本质,并在潜移默化中掌握数学的精髓,从而建立起学生自我的“数学思想”系统,进而形成数学学科的核心素养。
参考文献:
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[5]构造全等三角形解题 初中数学教与学
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[6]浅谈初中数学教学中情景教学的有效应用 新课程(中)
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