信息技術(shù)環(huán)境下初中數(shù)學(xué)圖形與幾何單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)的探討

袁良同

【摘要】眼下，信息技術(shù)已經(jīng)廣泛運(yùn)用至各個(gè)行業(yè)及領(lǐng)域，為人們的學(xué)習(xí)、生活與工作提供了諸多便利.在教育教學(xué)中，隨著網(wǎng)絡(luò)的日益普及，再加上多媒體設(shè)備配備的逐漸齊全，信息技術(shù)環(huán)境已經(jīng)初步形成，這為教育改革與課堂教學(xué)指明新的發(fā)展方向.在初中數(shù)學(xué)圖形與幾何教學(xué)中，以研究圖形特征與變換規(guī)律為主，教師可借助信息技術(shù)環(huán)境的優(yōu)勢(shì)推進(jìn)單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)，輔助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)幾何知識(shí)，增強(qiáng)他們的空間觀念，使其形象思維得以發(fā)展.本文針對(duì)信息技術(shù)環(huán)境下初中數(shù)學(xué)圖形與幾何單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)作出探討，并分享相應(yīng)的案例.

【關(guān)鍵詞】信息技術(shù)；初中數(shù)學(xué)；單元教學(xué)

單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)指的是以特定主題或者大任務(wù)為統(tǒng)領(lǐng)，側(cè)重于教材單元，不僅可以是課本中固有的單元，也可以是重新整合教學(xué)內(nèi)容以后的新單元，不過(guò)都要對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行分析與優(yōu)化，制定單元教學(xué)目標(biāo)與結(jié)構(gòu)化的教學(xué)規(guī)劃，帶給學(xué)生多樣化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，使其建立完善的數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)，培育他們的數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng).初中數(shù)學(xué)課程主要包括代數(shù)與幾何兩大部分，其中幾何以研究各種常見(jiàn)平面圖形為主，教師可在信息技術(shù)環(huán)境下開(kāi)設(shè)單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)，本文以人教版初中數(shù)學(xué)教材中的“平移”“軸對(duì)稱”“旋轉(zhuǎn)”等教學(xué)內(nèi)容為例，圍繞“圖形的變換”開(kāi)設(shè)單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)，在信息技術(shù)助力下高效率完成各項(xiàng)教學(xué)任務(wù).

1 單元建構(gòu)

1.1 整合教學(xué)，建構(gòu)單元

針對(duì)信息技術(shù)環(huán)境下的初中數(shù)學(xué)圖形與幾何單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)來(lái)說(shuō)，首要任務(wù)便是積極分析和研讀課本知識(shí)，以教材內(nèi)容為基本依托，把握好知識(shí)要點(diǎn)之間的結(jié)合點(diǎn)，擺脫固有內(nèi)容的束縛，篩選出存在密切聯(lián)系的教學(xué)內(nèi)容.通過(guò)對(duì)教材內(nèi)容的整合總結(jié)出單元結(jié)構(gòu)化的教學(xué)資源，促使知識(shí)點(diǎn)之間聯(lián)系得更為密切，方便學(xué)生建立結(jié)構(gòu)化知識(shí)體系，實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)化.

在人教版初中數(shù)學(xué)教材中圖形的變換主要體現(xiàn)在三個(gè)地方，分別是七年級(jí)下冊(cè)第五章“相交線與平行線”中5.4“平移”；八年級(jí)上冊(cè)第十三章“軸對(duì)稱”；九年級(jí)上冊(cè)第二十三章“旋轉(zhuǎn)”.平移、軸對(duì)稱、旋轉(zhuǎn)在現(xiàn)實(shí)生活中都十分常見(jiàn)，屬于圖形變換的具體表現(xiàn)，特別是圖形發(fā)生平移和旋轉(zhuǎn)時(shí)大小與形狀均沒(méi)有變化，軸對(duì)稱圖形則是一類沿著平面圖形一條直線折疊后，直線兩旁部分可以互相重合的圖形.對(duì)此，教師先對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行整合，確定新的單元主題為“圖形的變換”，帶領(lǐng)學(xué)生在生活情境中獲得直觀、真實(shí)的體驗(yàn)，使其了解圖形的平移、軸對(duì)稱與旋轉(zhuǎn)的相關(guān)知識(shí)，掌握概念與性質(zhì)，讓他們找到知識(shí)點(diǎn)之間存在的聯(lián)系及差異，可以處理一些簡(jiǎn)單的生活化問(wèn)題.

1.2 分解內(nèi)容，劃定課時(shí)

單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)通常由若干個(gè)課時(shí)構(gòu)成，當(dāng)組建好單元具體教學(xué)內(nèi)容之后，教師需從整體角度出發(fā)展開(kāi)深入分析，安排好課時(shí)，及每個(gè)課時(shí)的具體教學(xué)內(nèi)容，做好充足的教學(xué)準(zhǔn)備工作，在“圖形的變換”單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)中，教師可設(shè)定以下幾個(gè)課時(shí)：

第1課時(shí)：結(jié)合學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)情況，組建多個(gè)合作學(xué)習(xí)小組，明確小組內(nèi)的角色分工，介紹知識(shí)背景.教師利用信息技術(shù)手段展示一些生活中的平移、軸對(duì)稱與旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象，由此創(chuàng)設(shè)情境揭示新課主題，介紹知識(shí)背景及具體教學(xué)內(nèi)容，每個(gè)小組結(jié)合實(shí)際學(xué)習(xí)需求選擇不同的學(xué)習(xí)任務(wù)，共同探討和明確學(xué)習(xí)計(jì)劃.而且教師應(yīng)注重每個(gè)小組的合作學(xué)習(xí)情況，重點(diǎn)講解圖形是怎么變換的，使其順利突破合作學(xué)習(xí)中遇到的障礙，讓他們學(xué)會(huì)合作學(xué)習(xí).

第2～8課時(shí)：其中第2～3課時(shí)以講授圖形的平移為主，第4～5課時(shí)主要講解圖形的軸對(duì)稱，第6～7課時(shí)則教學(xué)圖形的旋轉(zhuǎn)，最后一個(gè)課時(shí)是總結(jié)課.教師在各節(jié)課教學(xué)中都要圍繞信息技術(shù)展開(kāi)，以核心知識(shí)點(diǎn)為中心展開(kāi)探索，在探索過(guò)程中，需把握好課前、課中、課后各個(gè)教學(xué)時(shí)機(jī)，設(shè)計(jì)問(wèn)題與制定任務(wù)，帶給學(xué)生多樣化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，并及時(shí)了解每個(gè)小組的具體學(xué)習(xí)情況，實(shí)時(shí)指導(dǎo)和點(diǎn)撥.當(dāng)小組完成學(xué)習(xí)任務(wù)之后，教師應(yīng)要求學(xué)生及時(shí)歸納與匯報(bào)學(xué)習(xí)成果，運(yùn)用自評(píng)、互評(píng)等多樣化評(píng)價(jià)方式.最后一步是教師帶領(lǐng)學(xué)生梳理學(xué)習(xí)過(guò)程，使其對(duì)所學(xué)內(nèi)容加以整理，有利于他們建立結(jié)構(gòu)化知識(shí)體系.

1.3 設(shè)定目標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)統(tǒng)領(lǐng)著一切教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展，明確的單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)目標(biāo)，不僅能夠?yàn)檎麄€(gè)教學(xué)流程指明方向，還能夠?yàn)榻虒W(xué)評(píng)價(jià)提供參考依據(jù).當(dāng)確定好教學(xué)內(nèi)容以后，教師應(yīng)從整體視角出發(fā)，結(jié)合實(shí)際教學(xué)內(nèi)容與數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的幾個(gè)維度制定教學(xué)目標(biāo)，具體到“圖形的變換”這一單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)中來(lái)說(shuō)，可設(shè)定以下幾個(gè)教學(xué)目標(biāo)：

（1）經(jīng)過(guò)觀察、分析、動(dòng)手操作、互動(dòng)與抽象等多種學(xué)習(xí)活動(dòng)，理解和掌握平移、軸對(duì)稱與旋轉(zhuǎn)的相關(guān)理論知識(shí)，培養(yǎng)幾何直觀與數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng)；

（2）經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)圖形的變換，了解圖形發(fā)生平移、軸對(duì)稱和旋轉(zhuǎn)時(shí)，大小和形狀均無(wú)變化，培養(yǎng)數(shù)學(xué)抽象、空間觀念與幾何直觀素養(yǎng)；

（3）觀察與分辨中心對(duì)稱和旋轉(zhuǎn)圖形的不同，分別感知具體意義，也就是關(guān)于某點(diǎn)中心對(duì)稱，知道兩者的聯(lián)系和不同；

（4）能夠在方格紙上畫(huà)出平移以后的圖形，關(guān)于某點(diǎn)中心對(duì)稱的圖形，關(guān)于某條直線成軸對(duì)稱的圖形，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)、應(yīng)用意識(shí)與空間觀念；

（5）體會(huì)圖形變換，感知兩大圖形疊合的意義，培養(yǎng)空間觀念與幾何直觀素養(yǎng)；

（6）體驗(yàn)生活中的實(shí)踐活動(dòng)，根據(jù)生活現(xiàn)象進(jìn)一步認(rèn)識(shí)平移、軸對(duì)稱和旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象，知道數(shù)學(xué)來(lái)源于生活，又為生活提供服務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識(shí).

2 踐行方案

2.1 課前學(xué)習(xí)

在信息技術(shù)環(huán)境下的初中數(shù)學(xué)圖形與幾何單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)中，教師要從課前環(huán)節(jié)切入，圍繞“圖形的變換”布置課前學(xué)習(xí)任務(wù)，驅(qū)使學(xué)生合作學(xué)習(xí)，幫助他們做好課堂學(xué)習(xí)新知識(shí)的準(zhǔn)備工作.

例如 以“平移”這部分教學(xué)內(nèi)容為例，因?yàn)樵趯?shí)際生活中，圖形平移現(xiàn)象隨處可見(jiàn)，教師可要求學(xué)生利用手機(jī)拍攝或者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)渠道搜集一些生活中的平移現(xiàn)象，如：滑動(dòng)門(mén)，推拉窗，電梯運(yùn)動(dòng)，升國(guó)旗，空中纜車等，使其在課堂上相互交流和分享，同步采用信息技術(shù)手段將這些平移現(xiàn)象在大屏幕展示出來(lái)，為他們接下來(lái)的課堂正式學(xué)習(xí)做好充足準(zhǔn)備，引起學(xué)生求知渴望.

2.2 營(yíng)造情境

情境能夠讓學(xué)生迅速進(jìn)入到課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)中，良好的教學(xué)情境可以調(diào)動(dòng)他們的學(xué)習(xí)興趣與熱情.在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中，創(chuàng)設(shè)情境的手段有很多，比如實(shí)物、模型、語(yǔ)言描述、音樂(lè)、圖片、視頻和動(dòng)畫(huà)等，教師可結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容與需求靈活選擇和使用，為枯燥乏味的數(shù)學(xué)課堂注入更多趣味元素，激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使其在興趣導(dǎo)向下自覺(jué)、踴躍地融入到情境中，主動(dòng)參與新知識(shí)的學(xué)習(xí)，讓他們初步了解新課主題，做好單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)的鋪墊工作.

例如 在 “平移”教學(xué)時(shí)，教師可利用信息技術(shù)手營(yíng)造情境，在大屏幕上展現(xiàn)一些生活中常見(jiàn)的平移現(xiàn)象，如，跳房子、俄羅斯方塊、飛行棋等游戲，從情境中引出問(wèn)題：請(qǐng)你們回憶和描述一下這幾個(gè)游戲情形，出現(xiàn)了什么運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象？讓學(xué)生描述過(guò)程中增進(jìn)數(shù)學(xué)認(rèn)知，找到共同點(diǎn)，使其發(fā)現(xiàn)游戲中都存在平移現(xiàn)象，思考平移是什么？同步利用信息技術(shù)放大展示俄羅斯方塊游戲中的場(chǎng)景，指導(dǎo)他們一起歸納，指出平移是物體沿著某一方向發(fā)生的位置移動(dòng)，然后教師給出平移的標(biāo)準(zhǔn)概念.這樣在信息技術(shù)環(huán)境下，通過(guò)播放生活中平移現(xiàn)象的畫(huà)面，把學(xué)生帶入到真實(shí)情境之中，驅(qū)使他們深入探究平移知識(shí)，使其深刻理解平移的定義.

2.3 引出任務(wù)

針對(duì)信息技術(shù)環(huán)境下的初中數(shù)學(xué)圖形與幾何單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)來(lái)說(shuō)，引出學(xué)習(xí)任務(wù)是相當(dāng)關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，任務(wù)是學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)的主要內(nèi)驅(qū)動(dòng)力，教師可根據(jù)生活背景與具體教材內(nèi)容精心設(shè)計(jì)與布置一系列任務(wù)，呈現(xiàn)出多元化的課堂學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在任務(wù)導(dǎo)向下主動(dòng)思考和探究，高效學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)他們的數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng).在“圖形的平移”教學(xué)實(shí)踐中，教師可以生活中的游戲?yàn)楸尘?，打造趣味性?shù)學(xué)課堂，引入平移相關(guān)知識(shí)，且搭配相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)，分別：解救三角形、移動(dòng)火柴變新字、設(shè)計(jì)游戲場(chǎng)地等.

例如 以“解救三角形”這一學(xué)習(xí)任務(wù)為例，教師可利用信息技術(shù)手段在多媒體設(shè)備大屏幕上展示如圖1所示的圖形，出示任務(wù)：請(qǐng)按照箭頭方向移動(dòng)△ABC到△A1B1C1的位置，分析△ABC與△A1B1C1之間的關(guān)系.提出任務(wù)以后，由學(xué)生先猜測(cè)、再討論，在任務(wù)驅(qū)動(dòng)下，他們將會(huì)聯(lián)想到平移的概念，據(jù)此分析△ABC與△A1B1C1之間的關(guān)系，使其獨(dú)立思考、分析后同小組成員之間相互交流，分享各自的發(fā)現(xiàn).然后教師隨機(jī)挑選一名同學(xué)親自動(dòng)手操作多媒體設(shè)備加以驗(yàn)證，展示移動(dòng)三角形ABC的過(guò)程.

在這一環(huán)節(jié)中，教師在信息技術(shù)環(huán)境下引出學(xué)習(xí)任務(wù)，能夠讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)和合作探究，他們?cè)谶@一過(guò)程中可以遷移數(shù)學(xué)認(rèn)知，在觀察和分析中歸納結(jié)論，并潛移默化地培育學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng).

2.4 匯報(bào)成果

匯報(bào)成果即為學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行展示，教師可以及時(shí)了解他們?cè)诒竟?jié)課中的實(shí)際學(xué)習(xí)情況，有的放矢地進(jìn)行指導(dǎo)和點(diǎn)撥，使其達(dá)到深度學(xué)習(xí)的效果.當(dāng)提出“解救三角形”這一學(xué)習(xí)任務(wù)后，教師需給予學(xué)生充裕的思考時(shí)間和探究空間，讓他們合作研究和交流，所有成員均要主動(dòng)分享各自的看法，使其思維發(fā)生摩擦，共同總結(jié)在學(xué)習(xí)活動(dòng)中的收獲.之后，教師就應(yīng)及時(shí)組織學(xué)生匯報(bào)學(xué)習(xí)成果.

在這一環(huán)節(jié)，教師組織學(xué)生認(rèn)真匯報(bào)學(xué)習(xí)成果，深入研究平移圖形中對(duì)應(yīng)點(diǎn)、角與線段的特征和關(guān)系，使其深刻理解新知識(shí)，同時(shí)鍛煉他們的數(shù)學(xué)抽象能力與思維能力.

2.5 實(shí)施評(píng)價(jià)

對(duì)于信息技術(shù)環(huán)境下的初中數(shù)學(xué)圖形與幾何單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)而言，教學(xué)評(píng)價(jià)需貫穿始終，教師需引入多元化評(píng)價(jià)體系，不僅有教師評(píng)價(jià)，還有學(xué)生自評(píng)和互評(píng)等，當(dāng)他們學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)成果匯報(bào)時(shí)進(jìn)行及時(shí)評(píng)價(jià)，當(dāng)有小組代表展示完本組學(xué)習(xí)成果以后，可由本組其他成員進(jìn)行評(píng)價(jià)，指出本組的亮點(diǎn)，反思不足之處，再由其他小組成員加以評(píng)價(jià)，進(jìn)行補(bǔ)充或者改進(jìn)，然后是教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，并根據(jù)實(shí)際情況選用不同的評(píng)價(jià)方式，產(chǎn)生激勵(lì)和促進(jìn)的作用，促進(jìn)教學(xué)效果的升華.

3 結(jié)語(yǔ)

在信息技術(shù)環(huán)境下的初中數(shù)學(xué)圖形與幾何單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)活動(dòng)中，教師應(yīng)以信息技術(shù)為基本依托，結(jié)合幾何知識(shí)的特征與初中生的身心發(fā)展規(guī)律及認(rèn)識(shí)特點(diǎn)制定整體教學(xué)規(guī)劃，圍繞核心知識(shí)建構(gòu)出大單元教學(xué)內(nèi)容，設(shè)定科學(xué)合理的教學(xué)目標(biāo)，注重現(xiàn)代信息技術(shù)手段和傳統(tǒng)教學(xué)方式的協(xié)調(diào)使用，轉(zhuǎn)變知識(shí)的呈現(xiàn)形式，不斷豐富教學(xué)途徑，將圖形與幾何教學(xué)內(nèi)容變得更為生動(dòng)、形象和直觀，使其更好地學(xué)習(xí)新知識(shí)，繼而助推他們系統(tǒng)化掌握所學(xué)內(nèi)容.

【本文系2022年度安徽省教育信息技術(shù)研究課題“信息技術(shù)環(huán)境下初中圖形與幾何單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)實(shí)踐研究”的階段性研究成果，課題編號(hào)“AH2022028”】

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