信息技術(shù)下初中數(shù)學(xué)圖形與幾何單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)研究

【摘要】教育領(lǐng)域?qū)π畔⒓夹g(shù)的應(yīng)用為教學(xué)提供了極大便利，各學(xué)科教師可以依托信息技術(shù)構(gòu)建多元化的課堂.圖形與幾何是初中數(shù)學(xué)的重要內(nèi)容，也是學(xué)生發(fā)展空間觀念所需要學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容.教師可以依托信息技術(shù)實現(xiàn)直觀表達和交互反饋，并將碎片化的知識置于整體知識體系中，實現(xiàn)單元結(jié)構(gòu)化教學(xué).基于此，本文圍繞教育信息技術(shù)下初中數(shù)學(xué)圖形與幾何單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)展開分析，旨在提升教學(xué)效果，促進圖形與幾何教學(xué)質(zhì)量的提升.

【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)重在教師對教學(xué)內(nèi)容的整體把握，幫助學(xué)生構(gòu)建完善、系統(tǒng)的知識體系.初中數(shù)學(xué)具有較強的邏輯性，所以促進學(xué)生對數(shù)學(xué)概念的理解和培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)知識應(yīng)用能力是教學(xué)中的關(guān)鍵.教師可以借助信息技術(shù)提高教學(xué)的生動性，豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗，按照數(shù)學(xué)知識的邏輯關(guān)系構(gòu)建整體知識框架，提升學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)；使圖形與幾何的教學(xué)變得直觀化，發(fā)展學(xué)生的形象思維，促進學(xué)生空間觀念的形成.

1教育信息技術(shù)下單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)對初中數(shù)學(xué)的意義

1.1有助于提升學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的整體感知

數(shù)學(xué)知識具有一定的抽象性，單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)能夠幫助學(xué)生將碎片化的知識整合起來，形成系統(tǒng)化的知識體系.在信息技術(shù)的加持下，數(shù)學(xué)知識能夠以更加直觀的形式呈現(xiàn)在課堂上，降低學(xué)生數(shù)學(xué)概念的理解難度.教師會對單元知識點進行整合的規(guī)劃，易于學(xué)生在學(xué)習(xí)中判斷知識點的具體屬性，掌握知識間的邏輯關(guān)系，加強對數(shù)學(xué)知識的整體感知[1].單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)能夠使初中數(shù)學(xué)教學(xué)更加完善和系統(tǒng)化，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中能夠構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)，促進數(shù)學(xué)思維的發(fā)展.

1.2有利于提高初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)效率

結(jié)構(gòu)化教學(xué)中對信息技術(shù)的應(yīng)用能夠使抽象的數(shù)學(xué)知識直觀化，易于學(xué)生對知識點進行深入理解，并且信息技術(shù)的便捷性和靈活性可以為課堂教學(xué)提供更多的可能性.教師對信息技術(shù)的有效應(yīng)用可以提高課堂教學(xué)效率，實現(xiàn)減負增效，激發(fā)學(xué)生潛在的學(xué)習(xí)動機.在信息技術(shù)下的單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)能夠增加教學(xué)的趣味性，進而調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性.教師可以根據(jù)實際教學(xué)情況進行教學(xué)設(shè)計，為學(xué)生提供個性化的指導(dǎo)，以此提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，構(gòu)建靈活且高效的初中數(shù)學(xué)課堂.

1.3能夠培養(yǎng)學(xué)生問題意識和推理能力

信息技術(shù)下的單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)有助于培養(yǎng)學(xué)生的問題意識，教師會針對實際教學(xué)情況調(diào)整教學(xué)節(jié)奏，將單一的教學(xué)形式向多樣化轉(zhuǎn)變，使學(xué)生在此模式的學(xué)習(xí)中能夠掌握多維度思考問題的方法.學(xué)生的問題意識也會隨著教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)得到增強，進而提高深入探索數(shù)學(xué)知識的興趣.基于系統(tǒng)化教學(xué)的具體要求，使學(xué)生經(jīng)歷分析、判斷、總結(jié)等過程，有助于提升學(xué)生的數(shù)學(xué)推理能力，促進邏輯思維的發(fā)展，使學(xué)生能夠逐漸提升數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)[2].

2教育信息技術(shù)下初中數(shù)學(xué)圖形與幾何單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)策略

2.1明確教學(xué)目標(biāo)，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計

教學(xué)目標(biāo)對實際教學(xué)具有導(dǎo)向的作用，也是教師開展一切教學(xué)活動的關(guān)鍵步驟.在教育信息技術(shù)下，初中數(shù)學(xué)圖形與幾何單教育元結(jié)構(gòu)化教學(xué)需要明確教學(xué)目標(biāo)，根據(jù)具體學(xué)情優(yōu)化教學(xué)設(shè)計[3].在明確教學(xué)目標(biāo)過程中，教師需要對教材內(nèi)容、新課程標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)生認(rèn)知特點等因素進行綜合考量，使目標(biāo)設(shè)計能夠符合學(xué)生思維發(fā)展規(guī)律，同時使單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)的各個環(huán)節(jié)有效銜接.在目標(biāo)設(shè)計環(huán)節(jié)，圍繞圖形與幾何的知識特點確定教學(xué)形式，選擇合適的教學(xué)輔助工具，以達到預(yù)期的教學(xué)效果.

例如在北師大版初中數(shù)學(xué)七年級下冊“三角形”主題單元的教學(xué)中，教師需要對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式進行系統(tǒng)性規(guī)劃，構(gòu)建三角形知識結(jié)構(gòu).如在這一單元的教學(xué)中，教師需要圍繞知識技能、數(shù)學(xué)思考、問題解決、情感態(tài)度幾個維度設(shè)計教學(xué)目標(biāo).知識技能目標(biāo)：學(xué)生理解三角形相關(guān)概念，掌握三角形全等的條件以及三角形全等的應(yīng)用.數(shù)學(xué)思考目標(biāo)：在研究三角形的性質(zhì)和運動過程中進一步發(fā)展空間觀念，在解決三角形相關(guān)問題時初步建立幾何直觀.問題解決目標(biāo)：運用三角形全等性質(zhì)解決實際問題，提高問題解決能力.情感態(tài)度目標(biāo)：感受數(shù)學(xué)知識與實際生活間的密切聯(lián)系，積累知識應(yīng)用經(jīng)驗，體會數(shù)學(xué)知識的價值.明確教學(xué)目標(biāo)之后，教師可以圍繞這幾個目標(biāo)維度細化教學(xué)流程設(shè)計，確保教學(xué)質(zhì)量.

2.2創(chuàng)設(shè)體驗情境，豐富感知體驗

教師可以在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)問題情境，使學(xué)生在真實的問題中加深對圖形與幾何內(nèi)容的感知.教師可以在教學(xué)設(shè)計環(huán)節(jié)研讀教學(xué)內(nèi)容，在教學(xué)過程中以問題情境引導(dǎo)學(xué)生思考數(shù)學(xué)知識，豐富學(xué)生的感知體驗[4]；為學(xué)生構(gòu)建起數(shù)學(xué)知識和實際生活的橋梁，使學(xué)生了解學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的現(xiàn)實意義.并在特定的情境中實現(xiàn)知識的正向遷移，增強學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用意識.在創(chuàng)設(shè)體驗情境時教師可以依托多媒體技術(shù)將教學(xué)情境動態(tài)呈現(xiàn)，使學(xué)生在場景交互中獲得豐富的體驗感.通過視頻、音頻、圖像等交互處理，使課堂教學(xué)更加生動.

例如在北師大版初中八年級下冊“圖形的平移與旋轉(zhuǎn)”教學(xué)中，教師可以讓學(xué)生在體驗式情境中掌握解決實際問題的技巧.教師可以利用多媒體技術(shù)為學(xué)生播放關(guān)于游樂場的視頻，視頻內(nèi)容中要蘊含平移與旋轉(zhuǎn)的元素.讓學(xué)生扮演游樂園觀光者的角色，觀察和分析各個游戲項目的運動特點.以摩天輪為例，教師可以讓學(xué)生觀察摩天輪座艙的形狀，并依據(jù)摩天輪旋轉(zhuǎn)一圈座艙的變化探索旋轉(zhuǎn)運動，掌握旋轉(zhuǎn)中心、旋轉(zhuǎn)角的概念.如學(xué)生觀察到的摩天輪座艙的平面圖是正方形，如圖1所示.教師可以讓學(xué)生在線段AD邊上取一點E，連接CE形成△CED，以C點為中心，順時針旋轉(zhuǎn)90°，得到△CBE′，讓學(xué)生畫出△CBE′并求證△CED≌△CBE′.以此實現(xiàn)學(xué)生對圖形與幾何知識間的串聯(lián)，使學(xué)生形成對圖形與幾何知識的整體感知.

2.3引出學(xué)習(xí)任務(wù)，增強自主體驗

在單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)中，教師要重視增加學(xué)生的自主學(xué)習(xí)任務(wù)，使學(xué)生在實際體驗中積累經(jīng)驗，增強學(xué)生的自主體驗.學(xué)習(xí)任務(wù)需要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的學(xué)習(xí)能力進行設(shè)定，使學(xué)生在完成學(xué)習(xí)任務(wù)過程中可以鞏固基礎(chǔ)知識，加深對數(shù)學(xué)知識的理解.教師可以借助任務(wù)激活學(xué)生學(xué)習(xí)的潛在動機，讓學(xué)生在任務(wù)的指引下自主探索數(shù)學(xué)知識，提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力.在此過程中，教師要協(xié)調(diào)好教師主導(dǎo)與學(xué)生主體間的關(guān)系，加強對學(xué)生的引導(dǎo)，但不要干涉、打亂學(xué)生的學(xué)習(xí)節(jié)奏.

學(xué)生可以借助GeoGebra動態(tài)數(shù)學(xué)軟件來進行自主學(xué)習(xí).GeoGebra以其強大的交互性功能使學(xué)生更直觀地觀察和體驗圖形與幾何的相關(guān)知識及其實際用途.學(xué)生通過GeoGebra動態(tài)數(shù)學(xué)軟件的幾何窗口進行幾何作圖，實現(xiàn)代數(shù)特征的同步動態(tài)更新，直觀了解圖形與幾何變化的相關(guān)規(guī)律，進一步發(fā)展空間觀念.以圖2為例，教師可以讓學(xué)生思考將圖2（a）中的小三角形變成圖2（b）中的形狀需要怎樣運動，以及一個平行四邊形繞某一點旋轉(zhuǎn)后得到圖2（c）中雪花形狀的方法.學(xué)生可以通過GeoGebra軟件實現(xiàn)動態(tài)模擬，以更加便捷的形式得到相應(yīng)結(jié)論，并鞏固學(xué)生對相關(guān)知識的理解，使其學(xué)會舉一反三、類比的學(xué)習(xí)方法.GeoGebra軟件的正確應(yīng)用可以促使學(xué)生用數(shù)學(xué)的眼光進行思考，推動教育信息技術(shù)下的單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)的具體實施.

2.4組織教學(xué)活動，增強合作意識

教學(xué)活動是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的有效途徑，也是增強學(xué)生合作意識的重要方法.教師在單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)中要適當(dāng)?shù)亟M織開展教學(xué)活動，一方面是鍛煉學(xué)生對知識的應(yīng)用能力，另一方面是讓學(xué)生在此過程中積累學(xué)習(xí)的經(jīng)驗.教師可以依托信息技術(shù)豐富教學(xué)活動的內(nèi)容，使教學(xué)活動更具吸引力.學(xué)生在合作探究過程中可以實現(xiàn)思維的碰撞，對數(shù)學(xué)思維的發(fā)展具有積極的影響.教師要把握好活動的方向，充分發(fā)揮教學(xué)活動對單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)的促進作用，使不同層次的學(xué)生都能夠在已有經(jīng)驗的基礎(chǔ)上實現(xiàn)能力的提升.

例如在“平行四邊形”的單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)中，教師可以通過組織教學(xué)活動豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗，促使學(xué)生發(fā)揮主觀能動性.在此單元結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)中，學(xué)生需要掌握平行四邊形的性質(zhì)和判定以及多邊形的相關(guān)概念，了解平行四邊形的性質(zhì)和判定對現(xiàn)實生活的意義.因此教師在組織教學(xué)活動時要立足于學(xué)生已有的生活經(jīng)驗，使學(xué)生經(jīng)歷平行四邊形性質(zhì)和判定的探索過程.如教師指導(dǎo)學(xué)生進行教學(xué)實踐：某同學(xué)在探索過程中過A，C兩點畫直線AC，并把平行四邊形ABCD分割成兩個部分，如圖3（a）；另一位同學(xué)過AB，CD的中點畫直線EF，將平行四邊形也分割成兩部分，如圖3（b）.

學(xué)生需要在小組討論中解決幾個問題：（1）探索這兩種分割方法所分圖形面積之間的關(guān)系；（2）根據(jù)這兩種分割方法，分析將平行四邊形分割成滿足以上面積關(guān)系的直線有幾條？并在圖3（c）中畫出其中一種情況；（3）總結(jié)在上述實踐操作中發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律.學(xué)生通過探討會得出結(jié)論面積關(guān)系是相等的，即S1=S2，S3=S4，滿足以上面積關(guān)系的直線有無數(shù)條，因為經(jīng)過對稱中心的直線可以將平行四邊形的面積分成相等的兩份.于是，總結(jié)出的規(guī)律為：經(jīng)過平行四邊形兩條對角線交點的任意一條直線可以將平行四邊形的面積分成相等的兩部

分.通過此等教學(xué)活動，學(xué)生會在合作探究中體會到多維度思考問題的形式，并在與同組學(xué)生的交流合作中積累學(xué)習(xí)經(jīng)驗，促使學(xué)生綜合素質(zhì)的提升.這也使學(xué)生在后續(xù)的學(xué)習(xí)中能夠端正學(xué)習(xí)態(tài)度，增強自身的學(xué)習(xí)能力.

3結(jié)語

綜上所述，在教育信息技術(shù)下的初中圖形與幾何單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)，需要從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式、教學(xué)評價等多維度進行綜合考量，發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢，豐富單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)的內(nèi)容，完善教學(xué)流程，提高圖形與幾何教學(xué)的質(zhì)量.在此教學(xué)活動中，教師要幫助學(xué)生構(gòu)建系統(tǒng)性的知識體系，促進學(xué)生對圖形與幾何相關(guān)知識的深度學(xué)習(xí)，讓學(xué)生對圖形與幾何知識產(chǎn)生整體感知，進而提高學(xué)生的問題解決能力，從而促進單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)模式的長效發(fā)展.

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