基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的幾何基本概念教學(xué)設(shè)計(jì)

劉佳　朱輝

摘要：教師的教學(xué)原則是心中有課標(biāo)，手中有教材，眼中有學(xué)生，而如何利用好概念教學(xué)，突破思維的進(jìn)階找到恰當(dāng)?shù)穆窂叫枰獓L試.以蘇教版“垂直”為例，從學(xué)習(xí)進(jìn)階的角度設(shè)計(jì)幾何概念教學(xué)，從知識(shí)進(jìn)階角度，學(xué)生思維發(fā)展角度雙向切入，切實(shí)落實(shí)學(xué)生的“四基”“四能”，從概念課本身教學(xué)入手，進(jìn)一步讓學(xué)生用數(shù)學(xué)的眼光觀察世界，用數(shù)學(xué)的思維分析世界，用數(shù)學(xué)的語(yǔ)言表達(dá)世界.

關(guān)鍵詞：學(xué)習(xí)進(jìn)階;垂直;概念教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G632文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1008-0333（2022）11-0038-03

收稿日期：2022-01-15

作者簡(jiǎn)介：劉佳（1989-），女，江蘇省泰興人，研究生，中學(xué)一級(jí)教師，從事中小學(xué)教育教學(xué)研究.

基金項(xiàng)目：本文是2020年江蘇省南京市規(guī)劃課題項(xiàng)目《基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的數(shù)學(xué)概念教學(xué)實(shí)踐研究》（項(xiàng)目編號(hào)：L/2020/111）的研究成果.

自2017年國(guó)家教育部文件實(shí)行均衡編班制度以來(lái)，如何讓不同學(xué)思維層次都能得到不同層次的提高，是教學(xué)工作需要關(guān)注的焦點(diǎn).而早在2015年筆者所在學(xué)年數(shù)學(xué)組就從作業(yè)的角度切入，并對(duì)作業(yè)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì).但是研究的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，錯(cuò)題的產(chǎn)生除了學(xué)生粗心的學(xué)習(xí)習(xí)慣問(wèn)題之外，還有思維層次原因，僅從作業(yè)角度實(shí)現(xiàn)增效減負(fù)是不夠的.如何從教學(xué)中尋找適當(dāng)?shù)淖ナ殖蔀橐粋€(gè)研究的方向呢 ？

實(shí)際教學(xué)中，經(jīng)驗(yàn)豐富的教師往往使用幾何模型作為輔助，幫助學(xué)生提高答題的能力，看似提高了學(xué)生的成績(jī)，但是死記硬背模式是數(shù)學(xué)思維培養(yǎng)的大忌.在教學(xué)中，如何基于課程標(biāo)準(zhǔn)將教科書(shū)中一個(gè)個(gè)知識(shí)點(diǎn)的外顯，點(diǎn)動(dòng)成線成為學(xué)生思維螺旋式上升的一個(gè)推手，是我們?cè)诮虒W(xué)中亟需攻克的難關(guān).學(xué)習(xí)進(jìn)階理論是指學(xué)生通過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間跨度，學(xué)習(xí)某一概念核心概念所遵循的連貫、逐步深入的學(xué)習(xí)路徑.該理論源于2004年美國(guó)基礎(chǔ)教育階段科學(xué)學(xué)業(yè)成就評(píng)價(jià)委員會(huì)的倡導(dǎo)，我國(guó)2017年《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)2017年版》中在關(guān)于學(xué)科標(biāo)準(zhǔn)中強(qiáng)調(diào)“進(jìn)一步精選學(xué)科內(nèi)容，重視以以學(xué)科大概念為核心，以主題為引領(lǐng)，使課程內(nèi)容情境化，促進(jìn)學(xué)科素養(yǎng)的落實(shí).《義務(wù)教育階段課程標(biāo)準(zhǔn)2011年版》中也強(qiáng)調(diào)課程內(nèi)容的組織要重視過(guò)程，處理好過(guò)程與結(jié)果的關(guān)系.

本文以學(xué)習(xí)進(jìn)階理論為研究基礎(chǔ)，嘗試突破以數(shù)學(xué)模型為主導(dǎo)的幾何教學(xué)，真正從概念教學(xué)本源入手，對(duì)幾何教學(xué)核心概念進(jìn)行連貫、逐步精致的進(jìn)階路徑剖析，使學(xué)生的核心素養(yǎng)伴隨概念教學(xué)本身實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)思維的進(jìn)階.

1 幾何基本概念的課例設(shè)計(jì)和進(jìn)階分析

1.1 課例設(shè)計(jì)和進(jìn)階分析

環(huán)節(jié)一：教師先讓學(xué)生欣賞含有平行和垂直的圖片，讓學(xué)生回顧平面內(nèi)直線與直線的位置關(guān)系，接著讓學(xué)生在紙上任意畫(huà)兩條直線并說(shuō)出它們的位置關(guān)系，然后讓學(xué)生舉出生活中兩直線垂直的例子，教師對(duì)照學(xué)畫(huà)出的圖形進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，初步感知為垂直教學(xué)做鋪墊.教師進(jìn)一步讓學(xué)生比較各自畫(huà)出圖形，如有學(xué)生畫(huà)出的是線段、直線、射線的垂直的區(qū)別和聯(lián)系（交點(diǎn)個(gè)數(shù)、數(shù)量關(guān)系），通過(guò)讓學(xué)生思考怎么把線段、射線變成直線，怎樣把兩者關(guān)系變成建立直線之間的聯(lián)系，本環(huán)節(jié)用時(shí)10分鐘左右.

環(huán)節(jié)一的學(xué)習(xí)進(jìn)階分析作為初中幾何平面圖形認(rèn)識(shí)（一）的入門(mén)課，本課有兩個(gè)根本任務(wù)：一是做好小升初銜接，在小學(xué)學(xué)習(xí)平行和垂直的基礎(chǔ)上逐步由直觀轉(zhuǎn)向數(shù)量關(guān)系和位置關(guān)系的推理;二是激發(fā)學(xué)生興趣，通過(guò)簡(jiǎn)明、形象、有序的教學(xué)活動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生合情推理，滲透幾何研究的基本技能與基本方法.

環(huán)節(jié)一的學(xué)習(xí)進(jìn)階設(shè)計(jì)：垂直概念需凸顯邏輯

雖然通過(guò)畫(huà)圖回顧了之前兩直線的位置關(guān)系，但是不能忽視與小學(xué)概念的聯(lián)系和區(qū)別，小學(xué)中對(duì)于教材對(duì)概念的定義分別如下：垂直是指兩條直線相交成直角時(shí)，這兩條直線互相垂直并未指出四個(gè)角或者一個(gè)角，而初中先研究線段、射線、直線、角等，對(duì)于四個(gè)角為直角到一個(gè)角為直角涉及到對(duì)頂角、補(bǔ)角、余角，用直線和角來(lái)定義垂直具有很強(qiáng)的邏輯性，該邏輯的體現(xiàn)需要進(jìn)一步凸顯.

環(huán)節(jié)二：操作發(fā)現(xiàn)，讓學(xué)生考慮兩條直線相交所成的四個(gè)角成直角，思考是否需要四個(gè)角是直角，到四個(gè)角中有一個(gè)角是直角可以判定兩條直線的垂直是定義.在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)語(yǔ)言、符號(hào)語(yǔ)言、圖形語(yǔ)言表示等.本環(huán)節(jié)用時(shí)10分鐘左右.

環(huán)節(jié)二學(xué)習(xí)進(jìn)階分析：學(xué)習(xí)進(jìn)階從階梯的表面是概念的進(jìn)階，同樣對(duì)能力也是提出內(nèi)在的要求.在教學(xué)中概念教學(xué)需要關(guān)注四個(gè)進(jìn)階層次，分別為

環(huán)節(jié)二學(xué)習(xí)進(jìn)階建議：垂直概念需凸顯語(yǔ)言

課例中對(duì)于點(diǎn)在直線上、點(diǎn)在直線外可以依據(jù)平行中基本事實(shí)：過(guò)直線外一點(diǎn)有且只有一條直線與這條直線平行進(jìn)行類(lèi)比，用數(shù)學(xué)的語(yǔ)言表達(dá)世界，在這種邏輯推理下，才能對(duì)基本事實(shí)更深刻的理解.因?yàn)閷W(xué)生對(duì)垂直的理解從線段、射線、直線的理解仍局限于直觀視覺(jué).

環(huán)節(jié)三：如何畫(huà)出一條線的垂線？你用了什么工具？（對(duì)于過(guò)一點(diǎn)做出已知直線的垂線，向?qū)W生滲透分類(lèi)的思想，在畫(huà)圖時(shí)用延長(zhǎng)體現(xiàn)直線之間關(guān)系，使學(xué)生理解結(jié)論的合理性.用填空、畫(huà)圖、說(shuō)明等方法讓學(xué)生進(jìn)行大量訓(xùn)練.本環(huán)節(jié)用時(shí)15分鐘.

環(huán)節(jié)四：課堂小結(jié).回顧怎樣按照分類(lèi)討論以及數(shù)學(xué)語(yǔ)言、符號(hào)語(yǔ)言、文字語(yǔ)言的過(guò)渡.本環(huán)節(jié)用時(shí)5分鐘.

2 幾何概念教學(xué)的反思

數(shù)學(xué)概念是對(duì)一類(lèi)事物空間形式和數(shù)量關(guān)系的本質(zhì)屬性進(jìn)行定性或定量的分析，包括數(shù)學(xué)的定義、公式、定理等.數(shù)學(xué)概念教學(xué)指在課堂環(huán)境中，為促進(jìn)師生共同發(fā)展一種關(guān)于數(shù)學(xué)概念知識(shí)意義構(gòu)建的互動(dòng)過(guò)程，包括教師與學(xué)生的簡(jiǎn)單陳述、解釋以及推理過(guò)程.義務(wù)教育初中學(xué)段（7年級(jí)-9年級(jí)）數(shù)學(xué)概念課從內(nèi)容上看，占到了初中總課時(shí)數(shù)的五分之四;從能力要求上看，涉及了初中學(xué)段學(xué)生應(yīng)該具備的所有數(shù)學(xué)能力.同時(shí)大量數(shù)據(jù)表明，學(xué)生數(shù)學(xué)成績(jī)的差異，很大一部分是由于對(duì)數(shù)學(xué)概念理解的差異造成的.所以，概念課的教學(xué)是初中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)最為重要的組成部分，是發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)關(guān)鍵能力的主要環(huán)節(jié).

2.1 課例特點(diǎn)

特點(diǎn)1：上課教師對(duì)于講授與學(xué)生自主學(xué)習(xí)之間的關(guān)系處理教好，引導(dǎo)在學(xué)生獨(dú)立思考探索的基礎(chǔ)上，學(xué)生的基本數(shù)學(xué)知識(shí)和基本技能掌握扎實(shí).從學(xué)生的上課情況看，大多數(shù)學(xué)生理解了“過(guò)一點(diǎn)有且只有一條直線與已知直線垂直”的基本事實(shí)，會(huì)用符號(hào)表示.

特點(diǎn)2：教師努力創(chuàng)設(shè)情境，為操作活動(dòng)探索垂線的性質(zhì)建立與生活的聯(lián)系，通過(guò)直觀觀察圖形和操作，幫助學(xué)生從位置關(guān)系過(guò)渡到用數(shù)量關(guān)系來(lái)刻畫(huà)，進(jìn)一步通過(guò)四個(gè)角是直角突出角之間聯(lián)系，找到一個(gè)角是直角的本質(zhì)，幫助學(xué)生建立位置關(guān)系與數(shù)量關(guān)系的轉(zhuǎn)化.

特點(diǎn)3：通過(guò)有梯度的訓(xùn)練幫助學(xué)生內(nèi)化直線垂直的圖形語(yǔ)言、符號(hào)語(yǔ)言、文字語(yǔ)言三者之間的過(guò)渡和轉(zhuǎn)化，利用點(diǎn)在直線上、點(diǎn)在直線外分類(lèi)討論，為學(xué)生掌握概念、理解性質(zhì)、懂得畫(huà)法、逐步掌握正確的學(xué)習(xí)方法提供范例.

2.2 幾何教學(xué)關(guān)鍵

鐘啟泉先生曾提到學(xué)生學(xué)習(xí)力的“冰山模型”，冰山只有浮在海面的“冰山一角”和隱藏在海面以下的“冰山基座”，浮在水面上的可見(jiàn)部分就是數(shù)學(xué)的基本知識(shí)、基本技能，隱藏于水面以下的不可見(jiàn)部分則是基本能力和基本態(tài)度，它是支撐浮出水面部分的基礎(chǔ).

在解題中，過(guò)度重視技巧，對(duì)概念的掌握經(jīng)常一筆而過(guò)是不合適的，其實(shí)在波利亞的《怎樣解題》一書(shū)中，提出了解題的四個(gè)步驟，一為弄清問(wèn)題，二為擬定計(jì)劃，三為實(shí)施計(jì)劃，最后回顧反思.在教學(xué)中，可以將以上四個(gè)步驟進(jìn)一步細(xì)化，從操作層面上看，弄清問(wèn)題則可以以翻譯為主，從識(shí)別題干的語(yǔ)言到將文字語(yǔ)言，圖形語(yǔ)言，符號(hào)語(yǔ)言三者互譯，即三者語(yǔ)言關(guān)聯(lián).擬定計(jì)劃時(shí)需要回憶概念，運(yùn)用課本的概念，定理，找到概念的連接點(diǎn)，以激活關(guān)聯(lián).實(shí)施計(jì)劃是最關(guān)鍵的，重組或是排除干擾的過(guò)程中還需要堅(jiān)持自我分析，多嘗試，回顧反思中需要一檢二歸，檢驗(yàn)特殊，歸納總結(jié)方法，具體循環(huán)如圖所示.

在教學(xué)中，利用概念同化方式獲得概念，即用演繹的方式獲得新的概念，學(xué)生往往不是零基礎(chǔ)的，但是進(jìn)一步抽象獲得新概念，通常通過(guò)分類(lèi)讓學(xué)生從不同角度理解概念，并且通過(guò)概念外延進(jìn)一步理解概念，如何將所學(xué)習(xí)概念納入已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中去，形成概念系統(tǒng)，使學(xué)生經(jīng)歷一次新的概念的概括過(guò)程，明晰概念的邏輯關(guān)系，深化概念的理解是需要教師充分利用先行組織者，讓學(xué)生的直接經(jīng)驗(yàn)和間接經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生聯(lián)系，形成學(xué)生知識(shí)體系內(nèi)部的概念系統(tǒng).

參考文獻(xiàn)：

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[責(zé)任編輯：李璟]