培养数学思维,让核心素养落地生根
作者: 魏强在义务教育阶段,数学思维主要表现为运算能力、推理意识或推理能力。《义务教育数学课程标准(2022年版)》指出,通过经历独立的数学思维过程,学生能够理解数学基本概念和法则的发生与发展,数学基本概念之间、数学与现实世界之间的联系;能够合乎逻辑地解释或论证数学的基本方法与结论,分析、解决简单的数学问题和实际问题;能够探究自然现象或现实情境所蕴含的数学规律,经历数学“再发现”的过程;发展质疑问难的批判性思维,形成实事求是的科学态度,初步养成讲道理、有条理的思维品质,逐步形成理性精神。下面,笔者以苏科版数学教材八(下)“三角形的中位线”为例,从学生核心素养发展的角度试作探讨。
一、教学目标
1.经历操作、感受、观察、猜想、交流、论证等过程,生成三角形中位线的概念,并探究三角形中位线的性质;
2.学会利用三角形中位线定理解决有关问题;
3.进一步体会“理解概念一猜想性质—论证猜想一解决问题”这样的探究模式,感受图形转化的思想方法。
二、教学过程
1.动手操作,提出猜想
操作:请各小组拿出准备好的4张全等的三角形纸片,并用这张纸片拼出我们学习过的图形。
学生动手拼图,拼得图形归纳为两类:一是三角形(如图1),二是平行四边形(如图2)。

师:图1中拼得的三角形在位置上有何特殊之处?
生:拼接的位置都在大三角形三边的中点位置。
师:由图1如何变形得到图2?
生:沿着三角形两边中点的连线剪开,并将 ΔADE 绕点 E 按顺时针方向旋转 180∘ 到 ΔCFE 的位置(如图3)。

师:在这里,我们把连接三角形两边中点的线段叫作三角形的中位线。那么,中位线 DE 与第三边 BC 有什么样的关系?
生:
设计意图:学生通过动手操作,激发学习兴趣,能够快速融人本节课学习内容。整个探索过程让学生自然生成了“三角形的中位线”定义,并激发了他们进一步研究特殊几何性质的欲望。借助拼图游戏的经验,学生自然想到沿三角形的一条中位线剪开并绕其中一个中点旋转,可以将两部分拼成一个平行四边形。这样既回到了问题探究的起点,又让学生的思维有章可循。三角形中位线和边的关系呼之欲出,学生就可以大胆提出猜想
2.推理论证,验证猜想
师:很好。我们如何验证呢?请同学们先用数学语言描述问题,并证明猜想
生:如图3,已知 DE 是 ΔABC 的中位线,求证 (证明略。)
设计意图:教师引导学生将操作过程转化成符号语言,也是对学生符号意识的培养,有利于提高学生的数学素养。由操作的经验获得特殊线段相关结论的猜想,自然要进一步论证其正确性。这是一个由动到静、由几何直观到抽象推理的过程,同时进一步培养学生由合情推理向演绎推理发展的能力。
3.变式运用,深化理解
问题:如图4,在四边形 ABCD 中, E,F G,H 分别是 AB,BC,CD,DA 的中点。四边形EFGH是什么样的特殊四边形?

生:连接 AC,BD 。根据三角形中位线的定理能够得到四边形EFGH是平行四边形。
师:很好。那么四边形ABCD分别满足什么条件时,四边形EFGH是矩形、菱形、正方形?
设计意图:教师将教材上的例题设计成一道探究性问题,引导学生构建三角形,利用三角形中位线定理解决问题,深化对三角形中位线的理解。同时,培养学生的发散思维,一题多解,从位置关系思考四边形EFGH的对边平行,从数量关系思考四边形EFGH的对边相等,加深对定理的理解和运用。本题注重知识的生长过程,让数学有了生命,灵动起来,提升了学生的探究欲望。
三、教学反思
初中几何的抽象性越来越高,学生对于几何概念和定理的学习不免会产生一定的障碍,需要借助直接经验来支持他们对抽象概念的认识。而直接经验的获得则依赖学生操作实验等外在活动,学生在操作的过程中加强对知识的理解和论证,同时也积累了一定的活动经验。操作不是最终目的,关键是学生要将操作的过程转化为符号语言的表述。笔者对本节课有以下几点思考。
1.以问促教,引航学生学习方向
本节课通过精心设计的操作活动和问题,有效激发了学生的探究兴趣。在课程开始时,利用四个全等的三角形纸片拼图游戏,激发学生的学习兴趣,发散学生的思维。通过让学生思考可以拼成哪些学过的图形,从而自然引出三角形和平行四边形。接着,通过“用这张纸片拼出我们学习过的图形"引导学生动手剪拼,进而引出三角形中位线的定义。随后,学生通过验证自己的猜想,为证明三角形中位线定理提供直观感受。这些问题如同导航器,引领学生将探究思维融人操作活动中,使活动随着问题的深入而层层推进
2.关注学科本质,发展学生数学思维
本节课通过引导学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题,经历“生成定义一发现特殊一提出猜想一论证定理一解决问题"这一主线,让学生在经历探究活动的过程中,不仅发展了数学思维,还构建了知识体系,积累了数学经验,培养了数学动手操作能力。这种教学方式关注了数学学科的本质,即培养学生的数学思维,使他们在解决问题的过程中学会思考,学会推理。
3.手脑结合,培育学生核心素养
本节课注重手脑结合,将几何直观与几何推理自然融合。通过拼图游戏和剪拼操作,学生动手实践,动脑思考,既锻炼了动手能力,又发展了空间想象能力和逻辑推理能力。这种教学方式有助于提升学生的数学核心素养,使他们在解决问题的过程中学会用数学的眼光观察现实世界,学会用数学的思维思考现实世界,学会用数学的语言表达现实世界。
此外,本节课也存在一些不足之处。例如,在操作活动的设计上,虽然注重了学生的探究过程,但在时间控制上有所欠缺,课堂稍显拖沓。在未来的教学中,可以进一步优化操作活动的设计,既保证学生的探究空间,又确保课堂的高效进行。同时,笔者也将更加注重问题的层次性和引导性,使学生在问题的引领下更加深入地思考,更加积极地探究。
(作者单位:江苏省宿迁市宿豫区黄山路初级中学)
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