初中數(shù)學(xué)數(shù)形結(jié)合思想的實(shí)踐
時(shí)間:2022-04-22 08:52:38
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摘要:數(shù)形結(jié)合思想作為數(shù)學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分,對(duì)學(xué)生思維發(fā)展具有重要作用。考慮到以往教學(xué)環(huán)境不利于學(xué)生數(shù)形結(jié)合思想的培養(yǎng),采用理論與實(shí)踐結(jié)合的研究方法,探索了智慧教室環(huán)境下初中數(shù)學(xué)教學(xué)滲透數(shù)形結(jié)合思想的有效策略,最終得出“應(yīng)用信息技術(shù)呈現(xiàn)數(shù)形結(jié)合過(guò)程、課堂智慧互動(dòng)發(fā)展數(shù)形結(jié)合思想、強(qiáng)化訓(xùn)練意識(shí)熟知數(shù)形結(jié)合素養(yǎng)、堅(jiān)持以生為本促進(jìn)數(shù)學(xué)思維發(fā)散”四個(gè)實(shí)踐方法,為構(gòu)建智慧教室環(huán)境下數(shù)形結(jié)合思想培養(yǎng)體系提供借鑒。
關(guān)鍵詞:智慧教室;初中數(shù)學(xué);數(shù)形結(jié)合;價(jià)值意義;實(shí)踐研究
數(shù)與形作為數(shù)學(xué)學(xué)科中兩大重要研究對(duì)象,包含的復(fù)雜數(shù)量關(guān)系和幾何圖形,共同構(gòu)成了數(shù)學(xué)學(xué)科的主干,梳理清楚數(shù)與形之間的聯(lián)系并建構(gòu)系統(tǒng)的數(shù)形轉(zhuǎn)化思想,對(duì)建立數(shù)學(xué)思維、培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力意義重大[1]??紤]到當(dāng)前初中數(shù)形結(jié)合思想培養(yǎng)存在“紙上談兵”現(xiàn)象,缺乏具體化、有針對(duì)性的實(shí)踐研究,為進(jìn)一步提高初中生數(shù)形結(jié)合思想培養(yǎng)實(shí)效,引入智慧教室,并基于其應(yīng)用優(yōu)勢(shì),實(shí)踐探究了具體實(shí)施策略,以期能夠進(jìn)一步落實(shí)數(shù)形結(jié)合思想在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的滲透應(yīng)用,構(gòu)建人性化、智能化的初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)體系。
一、數(shù)形結(jié)合思想在初中數(shù)學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值
1.數(shù)形結(jié)合思想在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的常見應(yīng)用在開展數(shù)學(xué)教育的各個(gè)階段,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)利用數(shù)據(jù)直觀分析幾何圖形、通過(guò)圖形形象地呈現(xiàn)復(fù)雜數(shù)據(jù)的教學(xué)過(guò)程,這其中體現(xiàn)出的即是數(shù)形結(jié)合思想[2]。由此可以看出,所謂數(shù)形結(jié)合思想,就是指教師在開展教學(xué)工作或?qū)W生實(shí)踐分析數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí),巧妙運(yùn)用數(shù)與形之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,將抽象難懂的數(shù)學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為更熟悉、易理解的形式,從而提升解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的能力。對(duì)應(yīng)到初中數(shù)學(xué)教學(xué)中,數(shù)形結(jié)合思想主要涉及以下幾種應(yīng)用實(shí)例。(1)以形化數(shù)更形象地理解概念知識(shí)初中數(shù)學(xué)課程包含很多概念知識(shí),而能否精準(zhǔn)理解數(shù)學(xué)概念直接影響學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展,因此很多教師會(huì)利用圖形輔助概念教學(xué),以幫助學(xué)生更順暢地理解數(shù)學(xué)概念。(2)以數(shù)剖形更順暢地挖掘圖形信息在初中數(shù)學(xué)課程中,幾何圖形所占比例明顯高于小學(xué)階段,只有全面捕捉圖形中的信息,才能順利解決數(shù)學(xué)問(wèn)題。因此,在教學(xué)過(guò)程中,要不可避免地通過(guò)數(shù)量關(guān)系剖析圖形。(3)數(shù)形互換無(wú)論是在分析和解決數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí),還是在培養(yǎng)數(shù)學(xué)思想和興趣的過(guò)程中,教師都會(huì)將數(shù)形結(jié)合思想融合到課堂教學(xué)中,潛移默化地幫助學(xué)生養(yǎng)成數(shù)形結(jié)合分析問(wèn)題的習(xí)慣。2.數(shù)形結(jié)合思想對(duì)初中數(shù)學(xué)教與學(xué)的實(shí)踐價(jià)值(1)利于幫助學(xué)生形成正確的數(shù)學(xué)思維開展初中數(shù)學(xué)教學(xué)不僅是為了向?qū)W生傳播、普及基本數(shù)學(xué)知識(shí),其根本目的是幫助學(xué)生逐漸形成正確的數(shù)學(xué)思維,并能應(yīng)用到日常生活中。然而,受以往教育思想、繁重學(xué)業(yè)壓力的影響,很多教師都忽略了對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)思維的培養(yǎng),導(dǎo)致教學(xué)綜合質(zhì)量不容樂觀。因此,在日常教學(xué)中,教師刻意地將數(shù)形結(jié)合思想滲透到課堂教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié),有效彌補(bǔ)了對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)思維培養(yǎng)缺失的問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)了教學(xué)效果和學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的雙重提升。(2)便于學(xué)生理解與分析數(shù)學(xué)知識(shí)及問(wèn)題前面提到,數(shù)形結(jié)合思想在初中數(shù)學(xué)課程中常用以幫助學(xué)生形象地理解數(shù)學(xué)概念、全面捕捉圖形有用信息等,顯而易見,上述應(yīng)用的最終落腳點(diǎn)都離不開學(xué)生更精準(zhǔn)地理解數(shù)學(xué)概念并分析解決數(shù)學(xué)問(wèn)題,這與初中數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)踐目標(biāo)也具有一致性。教師在設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)課程時(shí),可將數(shù)形結(jié)合思想以更加人性化、靈活的方式傳播給學(xué)生,引導(dǎo)學(xué)生逐漸掌握數(shù)形結(jié)合的分析技巧,對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)、實(shí)踐應(yīng)用并解決數(shù)學(xué)問(wèn)題都具有突出的實(shí)踐價(jià)值。
二、構(gòu)建智慧教室對(duì)深化數(shù)形結(jié)合思想的優(yōu)勢(shì)及意義
1.智慧教室的定義與特征所謂智慧教室,是指融合多媒體和網(wǎng)絡(luò)教室功能,借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算與儲(chǔ)存技術(shù)、智能技術(shù)等的具備智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的新型教室,它由有形的物理空間和無(wú)形的數(shù)字信息空間共同組成,利用無(wú)線局域網(wǎng)和LED顯示屏等智能裝備為師生提供所需的教學(xué)資源,通過(guò)提升師生的課堂體驗(yàn)感而提高教學(xué)實(shí)效[3]。智慧教室具有以下幾個(gè)典型特征。(1)基于數(shù)據(jù)分析設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容以往主要依靠教師長(zhǎng)期的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容,而智慧教室能夠依托大數(shù)據(jù)分析學(xué)生的知識(shí)掌握情況,便于教師更直觀地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況而設(shè)計(jì)更適宜的教學(xué)內(nèi)容。(2)滿足個(gè)體學(xué)習(xí)需求在智慧教室開展教學(xué)時(shí),教師可以通過(guò)課前習(xí)題測(cè)評(píng)及時(shí)掌握每一名學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,進(jìn)而有針對(duì)性、分層次地制訂教學(xué)方案,并為不同學(xué)習(xí)程度的學(xué)生推送個(gè)性化學(xué)習(xí)資源,達(dá)到人性化、分層化的教學(xué)效果。(3)合作探究動(dòng)態(tài)開放考慮到智慧教室能為學(xué)生提供豐富的學(xué)習(xí)資源,教師通常采取小組合作討論的方式配合開展教學(xué)工作,此舉更有利于學(xué)生間以小組為單位形成學(xué)習(xí)共同體,鼓勵(lì)每一名學(xué)生參與到教學(xué)中,以一定程度的開放自主保障教學(xué)質(zhì)量。2.構(gòu)建智慧教室對(duì)深化數(shù)形結(jié)合思想的優(yōu)勢(shì)及意義(1)豐富數(shù)形結(jié)合思想的展現(xiàn)形式在以往課堂教學(xué)中,教師通常會(huì)利用板書、多媒體等方式,配合教材內(nèi)容將幾何圖形展示給學(xué)生,幫助學(xué)生培養(yǎng)數(shù)形結(jié)合思想[4],但這種方式主要依托教師講解,且展現(xiàn)過(guò)程較為單一、局限,不利于深化數(shù)形結(jié)合思想。在智慧教室中,教師可以更加動(dòng)態(tài)、多元地展現(xiàn)數(shù)形結(jié)合分析過(guò)程,降低學(xué)生對(duì)數(shù)形結(jié)合思想的理解難度,從而達(dá)到培養(yǎng)目的。(2)便于自主探索數(shù)形結(jié)合思想在以往初中數(shù)學(xué)課堂中,學(xué)生通常被動(dòng)接受教師口中的“數(shù)形結(jié)合”,缺少自身主觀意識(shí)層面的分析與理解,在這種情況下,往往課堂上好像已經(jīng)掌握了數(shù)形結(jié)合思想,但實(shí)際解決問(wèn)題時(shí),又會(huì)無(wú)從下手。在智慧教室中,教師可通過(guò)豐富的教學(xué)資源和小組互動(dòng)討論為學(xué)生創(chuàng)設(shè)良好的自主學(xué)習(xí)環(huán)境,更有利于學(xué)生從根本上理解并掌握數(shù)形結(jié)合思想。
三、智慧教室環(huán)境下滲透數(shù)形結(jié)合思想的有效策略
1.信息技術(shù)呈現(xiàn)數(shù)形結(jié)合過(guò)程具象化在智慧教室環(huán)境下滲透數(shù)形結(jié)合思想,就要改變以往初中數(shù)學(xué)教學(xué)中數(shù)形結(jié)合思想培養(yǎng)方式單一的不足,充分發(fā)揮智慧教室資源共享、人機(jī)交互等優(yōu)勢(shì),為學(xué)生呈現(xiàn)更加形象具體的數(shù)形結(jié)合思想建構(gòu)過(guò)程。以人教版《數(shù)學(xué)(七年級(jí)下冊(cè))》的《坐標(biāo)方法的簡(jiǎn)單應(yīng)用》一課為例,為了幫助學(xué)生更形象地感受“用坐標(biāo)表示地理位置”的便捷,教師在課堂上首先與學(xué)生分享了自己一天的簡(jiǎn)易行程圖,包含學(xué)校、家、超市、便利店等場(chǎng)所。教師以自己的家為坐標(biāo)原點(diǎn),將簡(jiǎn)易行程圖以直角坐標(biāo)系的方式,利用LED智能顯示屏呈現(xiàn)給學(xué)生,并配合動(dòng)態(tài)行走路線,引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合直角坐標(biāo)位置變化分析地理位置變化的過(guò)程。在這一過(guò)程中,教師運(yùn)用智慧教室的LED智能顯示屏,將數(shù)形結(jié)合分析過(guò)程直觀地展現(xiàn)出來(lái),便于學(xué)生理解和分析。2.課堂智慧互動(dòng)數(shù)形結(jié)合思想漸發(fā)展有效的師生、生生互動(dòng)過(guò)程,是發(fā)現(xiàn)學(xué)生數(shù)學(xué)思維盲區(qū)、發(fā)展數(shù)形結(jié)合思想的良好途徑。因此,在智慧教室環(huán)境下滲透數(shù)形結(jié)合思想時(shí),教師必須要注重智慧教室中師生、學(xué)生與信息設(shè)備間的多元互動(dòng),從而引導(dǎo)學(xué)生融入數(shù)形結(jié)合思想氛圍中,感受數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。例如,教師在進(jìn)行《數(shù)學(xué)(八年級(jí)下冊(cè))》的《勾股定理》一課教學(xué)時(shí),以典型的“地板圖案”故事為例,為學(xué)生展示了不同邊長(zhǎng)的地板拼接在一起的圖案,并提出問(wèn)題:在地板圖案中,不同邊長(zhǎng)的地板間存在什么數(shù)量關(guān)系?假設(shè)圖片中三種地板的邊長(zhǎng)分別為a,b,c,那么圖中的地板面積是多少?教師讓學(xué)生以多媒體顯示屏中的地板圖案為研究對(duì)象,對(duì)問(wèn)題進(jìn)行自主分析研究,然后鼓勵(lì)學(xué)生自告奮勇,到講臺(tái)上利用顯示屏展示自己的分析過(guò)程。在這一過(guò)程中,教師以問(wèn)題為導(dǎo)向,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行了人機(jī)互動(dòng)分析活動(dòng),進(jìn)而順利完成了數(shù)形結(jié)合的解題過(guò)程。3.強(qiáng)化訓(xùn)練意識(shí)數(shù)形結(jié)合能力熟練化適當(dāng)?shù)牧?xí)題練習(xí)有利于學(xué)生訓(xùn)練數(shù)學(xué)思維,幫助學(xué)生更熟練地掌握數(shù)形結(jié)合思想。因此,為了更好地在智慧教室環(huán)境下深化數(shù)形結(jié)合思想,筆者在每單元的復(fù)習(xí)課中設(shè)計(jì)了專題訓(xùn)練,例如在完成《數(shù)學(xué)(九年級(jí)上冊(cè))》的《圓》一課后,筆者為學(xué)生設(shè)計(jì)了包含圓的性質(zhì)、點(diǎn)線與圓的關(guān)系、正多邊形與圓、弧長(zhǎng)及面積計(jì)算方法在內(nèi)的綜合練習(xí)題,要求學(xué)生采用接龍方式,依次到講臺(tái)上分享自己的解題過(guò)程。在這一過(guò)程中,配合緊張的解題氛圍,每一名學(xué)生都沉浸在習(xí)題訓(xùn)練環(huán)境中,保證了學(xué)生的參與效果;此外,多元化、豐富的習(xí)題訓(xùn)練也促進(jìn)了數(shù)形結(jié)合思想的培養(yǎng),對(duì)深化學(xué)生的數(shù)學(xué)思維運(yùn)用具有重要意義。4.堅(jiān)持以生為本數(shù)學(xué)抽象思維發(fā)散化智慧教室更加關(guān)注學(xué)生的合作探究習(xí)慣培養(yǎng)和個(gè)體學(xué)習(xí)需求,因此在智慧教室環(huán)境下培養(yǎng)數(shù)形結(jié)合思想時(shí),為進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的課堂參與感,引導(dǎo)學(xué)生自主探索,筆者設(shè)計(jì)了師生角色互換專題研討活動(dòng)。例如在開展《數(shù)學(xué)(九年級(jí)下冊(cè))》的《相似三角形的判定》一課教學(xué)時(shí),筆者要求學(xué)生以小組為單位,分別負(fù)責(zé)“三邊成比例的兩個(gè)三角形相似”“兩邊成比例且夾角相等的兩個(gè)三角形相似”等判定定理的推理任務(wù),要求各小組采用數(shù)形結(jié)合方法,討論探究定理的推導(dǎo)過(guò)程;教師鼓勵(lì)小組推選代表,利用智能設(shè)備講解本小組的討論成果。在這一過(guò)程中,教師以師生角色互換、集體榮譽(yù)感、小組間競(jìng)爭(zhēng)等激發(fā)學(xué)生的好勝心,從而引導(dǎo)學(xué)生投入數(shù)形結(jié)合分析的專題探究中,達(dá)到數(shù)學(xué)抽象思維具象化、發(fā)散化的教學(xué)目的,滲透數(shù)形結(jié)合思想培養(yǎng)。
四、結(jié)語(yǔ)
基于信息化、智能化的時(shí)代背景,教師可以充分利用信息技術(shù)產(chǎn)物優(yōu)化教學(xué)過(guò)程,構(gòu)建初中數(shù)學(xué)教學(xué)的智慧環(huán)境,通過(guò)豐富數(shù)形結(jié)合思想的展現(xiàn)形式,為學(xué)生營(yíng)造人性化的數(shù)形結(jié)合思想自主探究課堂,利用信息技術(shù)、師生及人機(jī)智慧互動(dòng)、專題訓(xùn)練、生本化角色互換等方法吸引學(xué)生參與到教學(xué)中,從而達(dá)到培養(yǎng)數(shù)形結(jié)合思想、促進(jìn)學(xué)科綜合素養(yǎng)和全面發(fā)展的最終目的。
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作者:魏秀華