核心素养导向下小学数学“图形与几何”课堂教学重构实践
摘要
关键词
核心素养;小学数学;图形与几何;教学重构
正文
引言:
“图形与几何”是小学数学重要部分,承担培养学生空间感知等核心素养的使命,课标明确其需引导学生抽象几何图形、发展空间观念。但当前教学存在问题:目标聚焦知识点,忽视素养分层培养;内容局限教材,与生活、跨科关联弱;方法以教师讲解为主,学生动手探究少;评价侧重纸笔测试,难评素养。这些问题造成学生虽可解题目,然而不易用几何知识解决实际事务,素养发展的进程受限,教学体系重构成为必然结果,本文开展相关的实践探索,厘清素养要求、谋划重构路径,既能让理论得以丰富,又能为教师供给实操的策略,对提升教学成效、促进学生素养进步意义非凡。
一、教学目标重构:聚焦素养方向,找准能力落点
(一)聚焦空间观念,细化感知目标
空间观念是“图形与几何”范畴的核心素养,指学生对物体形状、大小、位置等方面的直观体悟与抽象思索能力,重构教学目标需依照小学生“具象到抽象、直观到推理”的认知规律,把它细化成“感知-识别-想象-描述”四个层次的目标。诸如“认识立体图形”,目标为凭借触摸观察辨认四种立体图形,进而说出特征;“做物体观察活动”,得从不同方向去观察立体图形,叙述平面图形并明白视角的影响;“认识长方体跟正方体”,需尝试想象把展开图画出,算出棱长总和;圆柱跟圆锥,得了解圆柱侧面展开图跟底面周长、高的关系,解决实际难题,采用分层细化方式可逐步培养空间观念,避免目标含混与跳脱。
(二)着眼几何直观,设定转化目标
几何直观说的是学生用图形去描述并分析问题的能力,能把抽象的数学问题转化成直观图形化的语言,降低思考压力,教学目标重构得围绕“图形转化、问题分析、关系表达”去设定具体目标,诸如“角的初步认识”,目标为利用三角板直角判别生活里的直角,用弧线体现角的大小;“平行跟垂直”,应在方格纸上面画出平行线与垂直线,采用符号表示位置的关系;“多边形面积相关要点”,要把平行四边形、三角形等转化成学过的图形样式,推求面积的公式;可以借助线段图等体现比例关系,把应用题转化为对图形数量对应关系的解析。目标始终聚焦“转化”,帮学生提升知识理解应用程度。
(三)注重推理能力,确立逻辑目标
推理能力是数学诸多核心素养中的一个,在“图形与几何”范畴中,体现为学生依靠观察、实验等归纳图形特征、推导公式、验证结论的本事,涵盖从特殊情形到一般结论的合情推理与从一般规则到特殊情况的演绎推理,重构教学目标须依照学段平衡二者的比重,建立分层逻辑的目标体系。就“长方形和正方形的周长”教学而言,目的是测量边长、算出周长,借助合情推理得出周长公式接着验证;实施“三角形的分类”教学,应观察三角形角与边的特性,以合情推理得出分类结果并说明相关依据;进行“三角形的内角和”授课,依靠剪拼等操作合情推理得到内角和是180°,再借助相关知识做演绎推理以验证;实施“圆的周长”教学,将直径与周长测量好算比值,经合情推理得到圆周率与周长公式,解决实际问题并说明比值恒定的缘由。该类目标可让学生在“观察-猜想-验证-结论”期间提高推理能力,生成严谨的思维逻辑。
(四)强化创新意识,制定拓展目标
创新意识表示学生在数学学习里的探索精神、求异思维与创造性解决问题的能力,在“图形与几何”领域,可运用变式探究、实际应用、创意设计达成培养目的,教学目标的重构需冲破标准答案的禁锢,制订鼓励自主摸索的拓展目标,就像“认识平面图形”的教学实践,目标为用多种平面图形拼出喜爱的图案,说明拼摆的思路与办法;教“长方形和正方形的面积”,要按照任务去探索小正方形拼摆的做法,计算面积和周长,探索规律然后提出猜想;实施“长方体和正方体的体积”教学,应规划测量不规则物体体积的实验方案,采用排水法计算且进行验证,鼓励探索创新测量手段;开展“图形的运动(旋转)”教学,要利用旋转知识去设计图案,绘制出旋转后的图形再进行描述,还能够欣赏他人作品然后提建议,这些目标为学生赋予探索的空间,增进创新理念。
(五)渗透文化素养,融入人文目标
数学核心素养的重要内涵中有数学文化,“图形与几何”领域存有几何图形历史演变、数学家故事、古代科技应用等众多文化资源,重构教学目标需把人文目标融入进去,让学生学几何知识时体悟数学文化的魅力,增添文化自信与学习的兴趣,就像“认识立体图形”的教学活动,目标是去观看古代陶器及青铜器图片,明白立体图形在古代生活里的应用情形;实施“面积单位”教学,需弄清楚“亩、公顷”等单位的历史起源与国际差别,领略单位文化的多样风采;实施“圆周率”教学,应知悉祖冲之计算圆周率的历史跟故事,感受其严谨且创新的风格,增添民族的自豪情绪;实施“圆柱和圆锥”教学,要掌握它们在古代建筑上的应用实例,剖析结构长处,感受数学与建筑文化彼此融合之妙,人文目标令教学成为传递文化、培育情愫的载体。
二、教学内容重构:把教材资源加以整合,合乎素养需求
(一)梳理知识体系,重构单元框架
传统“图形与几何”教材依据学段实行分散编排,知识点彼此的逻辑关联较弱,易引起学生知识认知碎片化,重构教学内容时需先把知识体系梳理好,搞明白“立体图形-平面图形-图形的测量-图形的运动-图形与位置”五大板块间的内在逻辑,重构单元框架做到“纵向衔接、横向结合”。诸如“立体图形与平面图形”板块,可以冲破年级界限,按照“初步了解立体图形→抽象出平面图形→深入熟悉平面图形→立体图形的展开与折叠→立体图形的特征和测量→复杂立体图形”来重构,使学生领悟“立体-平面-立体”的认知经历;“图形的测量”板块依照“长度测量→面积测量→体积测量”来重构,同时在横向维度关联图形特征及测量方法。也可开办“单元整合课”,把各个所学知识串联,协助学生形成系统化知识网络,夯实空间观念底子。
(二)挖掘生活素材,补充教学内容
“图形与几何”知识从生活中来,到生活中去,从生活里挖掘几何素材补充到教学内容中,可让学生体会数学的实用价值,调动学习热情,重构教学内容需把学生家庭、校园、社会生活经验结合起来,筛选和知识点吻合的素材融入课堂,若谈及“认识立体图形”教学事宜,可增添家庭里的立体图形素材,让学生查找记录然后课堂分享;进行“角的初步认识”教学活动,补充校园当中角的相关实例,发起“校园寻角”活动;实施“平行与垂直”教学,采用图片视频展示生活中的平行与垂直情形;进行“多边形的面积”授课,补充生活里跟面积计算有关的素材,让学生做测量计算的事;实施“图形的运动”教学,增添生活里图形运动的实例。这些素材让教学内容进一步贴近生活,实施“生活即数学”理念。
(三)关联跨科知识,拓展内容边界
核心素养聚焦“综合育人”方向,对“图形与几何”教学内容重构时需打破学科的界限,把语文、美术、科学、体育等知识关联起来,扩大内容边界以培育跨学科应用本领,就像开展“观察物体”的教学工作,可引入语文课文讲的“不同角度观察物体形状不同”的内容,帮学生理解观察角度跟图形的关联;实施“图形的运动”教学,结合美术“对称、旋转图案设计”活儿,让学生借助几何知识创作相关作品;实施“长方体和正方体的体积”教学,跟科学“测量不规则物体体积”实验产生关联,靠排水法理解体积的含义;实施“图形与位置”教学,结合体育队列里的位置或篮球运动轨迹,用方向描绘位置、感受几何图形的应用意义,跨科关联让教学内容挣脱数学的局限,成为牵系多学科的纽带,带动学生形成综合知识体系及素养。
(四)分层设计内容,适配不同学情
小学生数学基础、认知能力等方面的差异十分显著,传统“一刀切”教学内容无法契合所有学生的需求,往往出现“成绩优异学生吃不饱、学习困难学生难消化”的问题,教学内容重构得根据学情把内容分为“基础层、提高层、拓展层”设计,基础层的目标群体是学困生,把掌握基础、形成技能当作目标,紧跟教材核心设计简易题目,若如直接用公式去计算图形面积;提高层针对的是中等生,以加深领悟、提升应用本领为目标,增添知识的灵活属性,如处理实际生活里的图形计算难题;拓展层面向成绩优秀的学生群体,目标为拓展视野、激发创新活力,筹备探究类活动,如追索图形公式的其他推导手段。分层设计引导学生在“最近发展区”开展学习活动,守护基础还增添拓展空间,达成个性化成长。
(五)融入时代元素,更新教学内容
伴随科技进步,“图形与几何”传统教学内容部分案例未体现时代特色,较难唤起兴趣,重构教学内容需要把时代元素融入,让其与现代生活接轨,若以“平行与垂直”教学为例,可呈现现代建筑的图片,让学生去观察当中的平行线与垂直线,分析其对建筑稳固性起到的作用;实施“长方体和正方体的体积”教学,融入计算快递包装的体积,引导去思考绿色包装设计,增进环保意识;实施“图形的运动”教学,与动画角色的动作、游戏图形的设计相结合,助力学生知晓图形运动在数字媒体的应用实例,还可试着去制作简单动画;开展“图形与位置”的教学工作,添加导航地图元素,让学生借助方向或数对描述位置,时代元素赋予教学内容更强吸引力,使学生感受数学跟当下社会的联系,提升学习的主动劲头。
三、教学方法重构:创新课堂授课模式,推动素养养成
(一)运用情境教学法,创设生活场景
情境教学法指教师营造与教学内容契合的生活场景,使学生在情境里感知、体悟几何知识,使抽象知识跟具体情境相互交融,激发学习热情,于“图形与几何”教学当中,创设场景需贴合学生的生活经验,保证真实带劲,就如开展“认识立体图形”教学时,不妨创设“超市购物”情境,让学生扮演顾客挑选货品并说明形状特性;实施“长方形和正方形的周长”教学,创设“校园花坛围栅栏”这一情境,指导学生思考栅栏长度跟周长的关系并讨论计算法子;实施“多边形的面积”教学活动,构建“校园草坪铺植”情境,让学生探求面积的计算途径;实施“圆柱和圆锥”教学活动,构建“制作生日蛋糕”情境,开展体积计算的学习,构建生活场景会让学生在熟悉的情境下主动学习,增强知识的理解与运用本领。
(二)采用动手操作法,提供实践材料
动手操作法指教师提供丰富实践材料,让学生通过剪、拼、折、量等操作,直观感知几何图形特征与关系,深化知识理解,培养空间观念与动手能力。“图形与几何”教学中,材料需直观可操作,确保学生获得清晰感知。如“角的初步认识”教学,提供剪刀、硬纸条等,让学生制作活动角感知角的大小,用三角板判断直角;“三角形的内角和”教学,提供三角形纸片,通过剪拼三角形成平角得出内角和结论,还可测量验证;“长方体和正方体的展开图”教学,提供纸盒与剪刀,让学生剪开、折叠,观察展开图与立体图形的对应关系;“图形的运动”教学,提供方格纸、图形卡片,让学生操作平移、旋转并记录变化。动手操作让学生从“听数学”过渡到“做数学”,在实践期间主动形成知识,优化核心素养。
(三)推行合作探究法,组建学习小组
合作探究法是把学生分为若干小组,围绕教学问题进行合作探讨与探究互动,以实现思路分享、共同处理问题,提高合作、思维及表达水平,处于“图形与几何”教学阶段,进行小组组建需留意异质性,保障探究结果的有效性,仿若“观察物体”教学这般情形,提出“对立体图形从不同方向观察,形状有什么不同”的问题,小组借助立体图形去观察、绘制图形,交流讨论后拿出结论;“平行与垂直”这部分教学,小组借助方格纸、直尺绘制直线,分类梳理位置关系然后总结定义;实施“长方体的体积”教学,小组借助小正方体摆出不同长方体,记录数据后讨论体积跟长宽高之间的关系,实施“圆的周长”教学,小组去测量各个不同圆片的周长与直径,算出比值去探究圆周率相关,合作探究帮学生在互动里深化认知、提升能力。
(四)借助多媒体教学,打造动态课堂
多媒体教学法是指借助多媒体设备(像电脑、投影仪、电子白板)呈现图片、视频、动画等动态资源,把抽象几何知识转化成动态直观画面,助力学生理解图形的特点、运动态势及相互关联,构建生动好玩的动态课堂,在“图形与几何”教学工作中,借助多媒体得留意资源的针对性,保障动态呈现可攻克教学难点。于“认识立体图形”的教学过程里,教师可凭借多媒体播放动画:展示长方体、正方体、圆柱、球这四类立体图形,采用动画展示立体图形的旋转过程,让学生从各种不同角度去观察图形特征,还可呈现“立体图形滚动”的动画(球能随意地滚动,圆柱只能沿着侧面的轨迹滚动,长方体与正方体无法进行滚动,采用动态演示,学生可直观地认知立体图形的特征;在“图形的运动(对称)”教学实施期间,采用多媒体播放蝴蝶、天安门、剪纸等对称图形的图片,动画呈现出图形沿对称轴对折的经过,让学生去观察“对折后两边有无完全重合”,理解对称这一概念,还可播放呈现“剪对称图形”的视频,呈现剪出对称图形的各步骤,为学生后续动手操作提供借鉴;在“多边形的面积”教学活动当中,借助多媒体动画演绎“平行四边形转化为长方形”的过程:动画呈现把平行四边形顺着高线剪开,把剪下的三角形平移到对面一边,组合成一个长方形,把转化前后图形相关的底、高、面积标注好,让学生直观地获知“平行四边形的底和长方形的长相等,平行四边形的高和长方形的宽相等,二者面积相同”,助力学生明白面积公式是怎样推导的;在“圆柱的侧面展开图”相关内容教学期间,采用多媒体动画展示“圆柱侧面展开”的情形:动画展示对圆柱侧面沿高实施剪开动作,展开后便形成一个长方形,给长方形的长(圆柱底面周长)和宽(圆柱的高)做标注,使学生清晰理解圆柱侧面展开图跟圆柱底面周长、高的关系,突破教学瓶颈。多媒体教学让“图形与几何”课堂增添了动态性与直观性,切实增进教学效果。
(五)尝试项目式学习,设计主题任务
项目式学习就是围绕一个具体的主题任务去实施,使学生在落实任务的过程里,自主开拓、实践心得,运用整合后的知识解决问题,养成综合应用能力与创新理念,处于“图形与几何”教学阶段中,设计主题任务要紧扣教学内容核心,让任务体现出实践性与探究性。在实施“长方形和正方形的面积”教学时,设计出“校园手抄报排版”主题任务:任务要求学生把“校园生活”当作主题,筹备一张长方形手抄报,设定手抄报的长与宽,求解手抄报的面积,规划手抄报的各栏目,如“校园新闻”“班级趣事”“学习心得”,各个栏目都设计成长方形或正方形,算出各栏目的面积,保证所有栏目面积加起来不超出手抄报的总面积,学生在落实排版任务的过程期间,得运用长方形与正方形面积的计算知识,同时增进审美能力与规划能力;当进行“长方体和正方体的认识”教学的时候,构建“制作长方体收纳盒”主题任务:任务要求学生按照自己的需求情形,规划出一个长方体收纳盒,抉择收纳盒的长、宽、高取值,算出收纳盒棱长总和,画出收纳盒展开后的图形,用硬纸板动手做个收纳盒,学生在动手制作的时候,可加深对长方体特征、棱长总和以及表面积方面的理解,同时提高动手操作本领与创新思维本领;在“图形的运动(平移、旋转、对称)”教学实施阶段,制定“校园文化墙设计”主题任务:任务要求学生把“传统文化”定为主题,规划校园文化墙的图案样式,采用平移、旋转、对称知识创作图案,采用旋转知识设计“龙”图案,采用平移知识去设计“祥云”图案,画出设计草图,标注图案的运动形式,学生在推进设计任务的阶段,要综合运用图形运动这方面知识,同时强化文化传承意识及创新能力,项目式学习让学生于完成主题任务期间,实现知识的综合与运用,增进核心素养。
(六)实施问题导向法,设置梯度问题
问题导向法指的是把问题当作核心,采用设置渐次递进的问题,指导学生由浅入深、一步一步地思考,引发学生的思维活力,增进对知识的理解,在“图形与几何”教学工作中,设置梯度问题需遵循“由浅尝辄止到深入探究、由轻松解决到困难攻克”的原则,使学生在解决问题时逐步形成知识、提升思维素养。在“长方体的表面积”教学活动中,可设计有梯度的问题:第一层基础问题是这样的:“长方体有几个面哟?相对的面有什么关系不?协助学生回顾长方体的基本特性,为后续开展表面积计算做铺垫;第二层理解问题“若长方体长为5厘米、宽为3厘米、高为2厘米,各个面的面积分别是多少?引领学生算出单个面的大小,初步把握表面积的构成结构;第三层应用问题“要怎么计算这个长方体的表面积呀?你能推导出长方体表面积的计算法则不?让学生在算出各个单个面面积的基础上,探求表面积的计算法子,造就推理能力;第四层拓展问题“要是这个长方体是没盖子的鱼缸,算它表面积时要留意什么?引导学生在实际场景中灵活套用公式,增强知识运用本事,依托这样的梯度问题,学生能从基础认知逐步过渡到综合运用,思维得到层层递长的发展。
在“圆的面积”教学中,梯度问题可设计为:第一层问题“我们之前学过哪些平面图形的面积计算方法?这些方法有什么共同特点(如转化法)?”,激活学生已有的知识经验,为圆面积公式推导提供思路;第二层问题“如何将圆形转化为我们学过的平面图形(如长方形)?”,引导学生思考转化方法,培养空间观念;第三层问题“转化后的长方形的长和宽与原来圆的周长、半径有什么关系?”,让学生观察转化前后图形的关联,为推导公式奠定基础;第四层问题“根据长方形的面积公式,你能推导出圆的面积公式吗?”,鼓励学生自主推导公式,提升推理能力;第五层问题“如果已知圆的直径是6厘米,如何计算它的面积?”,让学生灵活运用公式解决问题,深化知识理解。梯度问题的设置,能让不同学习水平的学生都能参与思考,避免因问题过难或过易导致的参与度低下,有效激发学生的思维活力。
结束语:
核心素养导向下小学数学“图形与几何”课堂教学重构,是顺应课程改革要求、解决传统教学困境的重要实践。从锚定素养方向的教学目标重构,到贴合素养需求的教学内容重构,再到助力素养养成的教学方法重构与保障素养落地的教学评价重构,四大维度相互关联、层层递进,形成了一套完整的教学重构体系。这套体系打破了“知识本位”的传统教学模式,将核心素养的培养贯穿于教学的全流程,让“图形与几何”教学从“教会知识”转向“培育素养”,为学生的全面发展奠定了坚实基础。
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