基于“理解数学”前提下的教学设计
前不久,某区举行“市、区教学新秀”评比赛课活动,课题为苏教版必修二. §2“两条直线的平行与垂直(1)”(以下简称教材)。笔者有幸作为评委参与了四位青年教师的课堂教学全过程。在欣赏他们绚丽的多媒体演示、热烈的课堂教学气氛、精彩的师生互动表演的同时感想多多:解析几何的本质是什么?本节课的重、难点是什么?学生学过哪些知识点、本节知识与它们有联系吗?结合章建跃博士提出的数学课堂的“三个理解”即理解数学(教什么?)理解学生(教给谁?)理解教学(怎么教?)从理解数学的角度,谈一些个人想法,以反思课堂教学的遗憾,寻求数学教学的真谛。
一、数学的本质的理解不到位
片段一:
= 1 \* GB2 ⑴若
=2 \* GB2 ⑵若
结论一:两条不重合且斜率存在的直线
选手C、D引入各有亮点,证明同选手A。
反思:解析几何本质是用代数方程研究几何图形的性质、位置关系,将几何问题转化为代数问题从而用代数方程研究几何问题,充分体现数形结合的数学思想(1)。本节课中三位选手都是从数入手,若逐步推证;反若之,再逐步推证。教材明确指出,“若……,反之……”(教科书),由“形”的问题两直线平行出发,为精准刻画这一问题,选用倾斜角、斜率等熟悉的基本量这个“数”来完成。反之若两直线是否平行,实质解决一个完备性问题,从而得到课本上结论“对两条不重合且斜率存在的直线.”
二、教学重点的把握不准确
片段二:
选手D 例2:,. = 1 \* GB3 ①若,求a的值; = 2 \* GB3 ②若平行,求a的值.
由 = 1 \* GB3 ①,由 = 2 \* GB3 ②,而时,l1与l2重合.
师:为什么 = 1 \* GB3 ①不出现重合的现象而 = 2 \* GB3 ②出现重合了呢?
多媒体演示: = 1 \* GB3 ①中过定点 而该点不在直线l1上,所以l1与l2不会重合.
片段三: 选手A
例3:已知直线,直线,试求a的值使得 = 1 \* GB3 ①; = 2 \* GB3 ②l1与l2重合; = 3 \* GB3 ③ l1与l2相交.
练习:已知直线,直线,试求a的值使得 = 1 \* GB3 ①; = 2 \* GB3 ②l1与l2重合; = 3 \* GB3 ③ l1与l2相交.
片段四:选手C、D
直线,直线,指出A1、B1、C1、A2、B2、C2、满足什么条件能使?
反思:本节内容为“两条直线的平行与垂直”,教学参考书的要求“能根据斜率判定两直线的平行垂直”(必修书二教参P91),前提是两条直线不重合,而这里,两位老师花了大量时间研究重合、相交情形。另一位老师对直线方程一般式平行、垂直进行详细的讨论,明显拔高要求,偏离本节教学重点。
三、模块间知识联系不紧密
片段五:
选手B用三角函数证明平行与垂直,而遇到了不易处理的问题:,选手C用初中相似三角形证明(教材提供)。现行高中数学教学通常是14532或14523的顺序进行的。无论那种顺序都是先教学向量内容,再教学直线与圆。本次供选手比赛所选学校数学教学顺序即为14532.由于教者只关注教材本节,本章或是本模块知识之间的联系,忽视了模块与模块间知识关联。事实上,参考书第二章设计意图明确指出“在学习向量时或在学习向量后,要有意识地将向量与三角恒等变形,与几何、代数之间的相应内容进行有机联系,并通过比较和感受向量在处理三角、几何、代数等各不同数学分支问题中的独到之处和桥梁作用,认识数学的整体性(2)。这样将有助于学生认识数学内容之间的内在联系,体验数学的发现与创造过程。”
反思:给定直线上任意两点,,则直线l的方向向量,可选取直线的方向向量为,两不重合直线,,若,则
∴ ,即,反之亦可,∴.若,则
∴,即,反之,若,则∴
∴∴.
给定直线,直线l的方向向量为(-B,A),类似可得,对于两不重合直线,直线,,.
四、教学思考与启示
1. 要重视对数学本质的理解.
“思维是从问题开始的”,教师问什么样的问题,以怎样的方式问问题,对学生正确理解概念本质有很大的影响。本节课有三位老师都采用了利用小题复习直线的斜率、倾斜角概念,试图让学生发现斜率相等的两直线它们是平行的,还有一位老师提出初中是如何证明两直线平行,试图通过同位角(倾斜角)相等来证之。这样一来对解析几何本质理解不到位,二来对教材编写意图不理解,教材中本章的章头图如图(一)
图一 图二
若我们开始就用多媒体投影这幅图案,配图二,一方面展示中国的超级工程:高铁,增强爱国热情;另一方面观察铁轨两侧看作两直线,提出问题:它们的位置关系,华罗庚先生说过,形缺数时难入微。我们如何准确刻画两直线平行位置关系呢?问题,两不重合直线,, 若,则,反若之,则。教师只有在正确理解数学本质的基础上,依托学生熟悉的生活情境、已掌握的数学知识,提出问题,激发兴趣,启发思维,提升能力,培养数学素养。
2. 要重视对教学重点的把握
讲什么比怎么讲更重要,教参明确规定本节重点是“能根据斜率判断两直线的平行与垂直”,片段2、片段4中选手对两直线是否重合及对于直线方程一般式讨论它们是否平行、重合、相交的情形,学生听得云里雾里。根本无法判断,也不知道本节课究竟学到了什么?临时记住的一些零散的结论也许当下还能解决一两道题,但时间一久,学生必定一无所知。事实上,对于两直线重合以及斜率不存在的情形,只需学生注意讨论即可,不必深究。否则就偏离了本节重点。使学生误解。
3. 要重视模块间知识的联系
数学本身是一个整体,其整体性不仅表现在同一章节,相同模块间,也体现在不同模块间的联系上。平时教学中,我们的教学往往是点状呈现,即所谓的知识点,学生学起来也就是孤立的,零散的。到了高三,特别是高三二轮复习才想到要教知识间相互联系,模块间结合。正如有些老师所说:高一、高二主要任务是学习各个知识点,就好似我们做一桌菜,就是从市场购买各种新鲜、美味的原材料,高三才是将各种原材料组合烹饪出美味可口的菜肴。事实上,若我们在起始年级更多的关注一些知识间的联系,让这些孤立的知识点联成网,织成片,搭建成立体的框架结构,它不仅能让学生对这些知识点掌握的更牢固,同时能吸附更多的新的知识点,本节课若能从平面向量的角度证明两直线平行、垂直,不仅学习了本节知识点,也是对平面向量相关知识的回顾与升华,让学生感觉学有所得,体会知识间不是孤立的。数学教学不仅要教知识,教解题,更重要的是教知识间联系,为学生搭建知识点为支点的金字塔,让学生在这个空间自由地遨游!