基于“一题一课”渐进式培养数学核心素养的教学实践
作者: 赵祝干
“一题一课”指通过对一道题(或一则学习材料)进行深入研究,对其所涉及的知识内容进行拓展延伸,挖掘其内在的学习资源与线索,由浅入深,由表及里,科学、合理、有序地组织和激励学生进行相关的数学探究活动,发展学生数学核心素养的一种教学模式。其有效实施的标准是教师对教学内容的有效整合、对学情的准确把握以及学生解决此类问题能力的提升。“一题一课”能够促进知识的即学即用,活学活用,减少基础薄弱学生的课堂学习负担,提升学生学习的自信心,从而为学生挑战其他高难度题型提供有效学习经验。下面,笔者以2024年江苏省苏州市中考数学的一道求线段最值试题为例,谈谈如何通过“一题一课”教学实践,培养学生的数学核心素养。
一、试题呈现
如图1,矩形ABCD中,AB=[√-3] ,BC=1,动点E、F分别从点A、C同时出发,以每秒1个单位长度的速度沿AB、CD向终点B、D运动,过点E、F作直线l,过点A作直线l的垂线,垂足为G,则AG的最大值为( )。
二、教学实践
根据最近发展区理论,教师在选择题目时,要基于学生的现有水平,挑选那些略高于学生当前能力,但在教师引导和学生合作下能够解决的题目,因为这样的题目处于学生的最近发展区。动点最值问题是初中阶段最难、知识综合性最强、学生较畏惧的题型。关于此类问题,学生学过的知识有基本事实“两点之间线段最短”(点与点的距离)、“垂线段最短”(点与线的距离),遇到的题型有“将军饮马”“瓜豆原理”“胡不归”“一箭穿心”等。对于上述试题,教师可以引导学生从简单入手,从特殊入手,循序渐进,层层分析,逐步深入,以熟悉的题引向陌生的题,以易题引难题,通过“一题一课”,将“垂线段”在解决几何动点最值问题中的运用进行系统复习,帮助学生跨越最近发展区,发散思维,丰富思维涵养,实现数学能力的提升。
1.从基础入手,设计题型
在教学伊始,教师不妨先设计这样的问题:
如图2,AC=10,点B为平面内一动点,AB⊥BC,在点B运动的过程中,AB和BC的最大值是多少?
此题设计的目的是作为引子让学生回忆“两点之间线段最短”“垂线段最短”等基本事实。学生很容易知道,根据垂线段最短,在直角三角形中,直角边长度永远小于斜边长度。在点A到直线BC上任意一点的距离中,AB是最短的;在点C到直线AB上任意一点的距离中,BC是最短的。因此在点B运动的过程中,AB或BC的最大值为10,也就是点B与点C或点A重合时。
2.适当增加条件,继续设问,层层递进
在环节1的基础上,增加条件:
如图3,点C是线段AB的中点,直线l经过点C,点D、E是直线l上的点,AB=10,AD⊥DE,BE⊥DE,在直线l绕点C运动过程中,AD的最大值是多少?此时点E在什么位置?
学生根据环节1中问题的解决,会有意识地想到垂线段最短,可以很快判断,当点D运动到点C时,AD最大。此时点E也运动到了点C,直线l⊥AB。笔者教学时,一切从学情出发,以学生为主,通过对这两题的研究,勾起了学生对运用“垂线段最短”求最值问题的回忆,也加深了学生对其运用的意识以及对这类问题直观感知的敏锐度。
3.化繁为简,解决问题,增强信心
学生有了前面的探究,遇到一开始的中考试题,便有了直观经验,认为应该将AG放在一个斜边是定长的直角三角形中去考虑,自然就把AC连接起来,与EF相交于O点,如图4。因为DF=BE,所以CF=AE,易证△FOC[≅]△EOA,即AO=OC,当点G与点O重合时,AG最大,最大值就是AO的长。
通过这三道题目,学生既复习了垂线段最短,又增强了利用垂线段求最值的直观意识;既有能力提升,又有信心提振。探究到这里,教师不妨继续让学生提问题。学生在探究中继续发现,如图5,如果作CH⊥EF,那么当CH=CO时,CH最大,此时CH=AG,CH+AG的最大值也可以求出。
教育家夸美纽斯强调,教育要遵循自然秩序。他认为教学应该从易到难,从简单到复杂,从具体到抽象。就像大自然的万物生长都有其顺序一样,学生的学习过程也应该是循序渐进的。教师在教学中提供的简单任务应该处于学生的现有水平之上,但又不能超出他们的最近发展区。“一题一课”教学模式就是知识回忆与知识生成之间的桥梁,要让学生跳一跳,够得着。在教学过程中,学生通过对题目的不断思考、探索和交流,在已有知识经验的基础上,不断构建新的知识体系和解题思维模式。学生想跳想够着,“弹跳能力”自然就会提升。
4.试题训练,积累模型经验,强化直观素养
教师再给出一道题目,以强化学生的直观素养:
如图6,在△ABC中,∠C=60°,AC=5,BC=4,点D为CB延长线上一点。当点D在CB延长线上运动时,AD-[1/2]BD的最小值为_________________。
数学直观的前提是有必备的数学知识、模型和方法的储备,有生活与数学活动经验的积累,以及对研究对象的结构特征与关系的辨别能力。该问题是求线段之间的和差最值,题目中出现了[1/2]BD,运用转化思想,题目中有60[°]角,自然想到30[°]角所对直角边是斜边一半(使用三角函数),作∠C的平分线,构造30[°]角,再过点D作角平分线的垂线,如图7。学生通过构造“垂线段”模型,由陌生到熟悉,题目自然迎刃而解。
三、教学反思
《义务教育数学课程标准(2022年版)》强调,有效的教学活动是学生学和教师教的统一,学生是学习的主体;教学活动应注重启发式,激发学生学习兴趣,引发学生积极思考,鼓励学生质疑问难;促进学生理解和掌握数学的基础知识和基本技能,体会和运用数学的思想和方法,获得数学的基本活动经验。在实际教学过程中,许多教师喜欢设计题型多、容量大的课堂,满足于答案的呈现、任务的完成,不考虑学生的学情和学力,收效甚微。实践证明,讲多题不如深挖一题。本节课,笔者根据学情和学力,将一道题进行拓展延伸,巧妙设计,巧用变式,讲深讲透,促进了学生的推理能力、几何直观和模型观念的养成。对于“一题一课”课堂教学的实施,笔者认为应着重关注以下几点:
聚焦性。高度聚焦于一道题,所有教学活动围绕这一道题目展开,使教学目标明确且集中,避免教学内容的分散,让学生能够专注于核心问题的解决与思考。选材时,从学生熟悉的经历入手,尝试通过化特殊题型为一般路径去解决问题。在操作过程中,重视对思想方法的渗透,高阶思维的培养,思维品质的提升,引导学生积累数学活动经验,提高解决数学问题的迁移能力,拓宽视野,体会数学的价值,树立自信心,增强解题的决心和韧劲。
拓展性。从题目的条件、结论、解法等多个方面进行拓展延伸,深入浅出,有一定的知识容量,涉及多种数学思想方法,让学生思维得到真正的锻炼;问题具有层次性,改变题目中的条件,探究结论的变化,可以让不同学生在学力上得到不同的发展;问题具有开放性,即探究过程和结果是开放的,需要从不同的角度出发,寻求多种解题方法,以拓展学生的思维广度,让不同层次的学生都能参与其中;问题具有广延性,易于学生发现问题,进而做进一步的探究。
生成性。在课堂教学过程中,教师应鼓励学生积极参与讨论、探索,这样学生的观点和想法才会不断涌现,也会使得教学内容具有动态生成性。教师还要根据学生的反馈及时调整教学策略,以促进学生对知识的深入理解。
(作者单位:江苏省兴化市板桥初级中学)