基于“三个理解”的“平行线与平面”教学记录与思考_数学论文

基于“三个理解”的“直线与平面平行”教学实录和反思,本文主要内容关键词为:直线论文,平面论文,教学实录论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

人民教育出版社章建跃老师在《中国数学教育(高中版)》撰文《理解数学,理解学生,理解教学》(以下简称“三个理解”),以“全国高中青年数学教师优秀课观摩与评比活动”为例,阐述不断深化课堂教学改革,切实提高课堂教学质量和效益的实践和理论,在“几个需要进一步思考的问题”中,特别强调了围绕概念的核心展开思维的教学,并为一线教师指明了实践的方向:“思维的教学的基本方法是以数学知识的发生发展过程为载体,为学生的概括活动搭建平台,千方百计地给学生提供概括的机会,锻炼学生的概括能力,使学生学会概括.特别要注意在概括的关键环节上放手让学生自主活动.”[1]

前不久,章老师在南京师范大学附属中学听课、现场评课,并为南京全体骨干教师作专题讲座,笔者有幸参与该活动,受益匪浅.南京师范大学附属中学周杰老师的课题是“直线与平面平行”(江苏教育出版社《普通高中课程标准实验教科书·数学2(必修)》第1.2.3节),章老师深入浅出的点评,加深了笔者对“三个理解”的认识.本文记述周老师的几个教学片断和章老师的精彩点评,结合自己的学习和教学实践,谈谈对这节课的一些反思,与各位读者分享、交流.

一、教学实录

片断1:线面关系分类.

师:线面有怎样的位置关系?能举几个实例吗?

:如地面上的地砖线,即线在面内.

:人们做针线活时,针与布面是相交的,即直线与平面相交.

:线还可以与平面平行.

用笔和文具盒比划.)

师:直线与平面有三种位置关系,即线在面内、线面相交和线面平行.你们是根据什么总结出来的?

生:直线与平面公共点的个数.当它们没有公共点时,线面平行;当它们恰有一个公共点时,线面相交;当它们有两个公共点时,线在面内.

师:若有两个以上的公共点呢?

生:仍然是线在面内.

(教师板书:直线与平面的位置关系分类.)

片断2:图示和符号表示线面关系.

师:能画图表示这几种位置关系吗?你能用数学符号语言叙述这几种位置关系吗?

(一位学生在黑板上板演,其余学生在下面画.教师点评学生的板演.)

师:画得都正确,符号表示也都正确.a//α还能怎么表示?

生:a∩α=

师:还是用a//α表示线面平行比较简单.

(至此,教师给出本节课课题:直线与平面平行.线面平行的定义由学生叙述,教师说明画线面平行时的注意点——线画成与表示平面的平行四边形的前后边平行,并回顾实例,教师手上拿着长方体铁丝框架模型.)

片断3:探究判定定理.

师:接下来我们研究什么呢?

(学生茫然.)

师:如何判断直线与平面平行?

生1:用定义,只要直线与平面没有公共点.

师(手拿长方体模型):那你看图1这个模型中的直线AB与平面α有公共点吗?

无言以对,因为线和面都是无限伸展的,“观察”无济于事).

:直线AB与平面α平行,因为AB//.

师:为什么?

片断4:探究性质定理.

师:如果一条直线与平面平行,你能得到哪些结论?

(学生讨论后汇报:①直线与平面没有公共点;②直线l与平面α内任一直线没有公共点,即平行或异面).

师:当l//α时,你能在α内画一条与之平行的直线吗?

走到黑板前,在先前学生画的线面关系图中,将平行四边形的前后两条边描粗.全班学生哄堂大笑.板演如图2所示).

师:不靠谱.

就着先前学生画的线面关系图,板演如图3,CD就为所求).

师:你怎么画的?

:ABCD为平行四边形,是一个面,AB、CD都在这个面中.又它们没有交点,所以CD满足要求.

师:非要画平行四边形吗?

:哦,过l画一个面就可以了.

师:谁来总结一下刚才研究的结论?

(学生能比较准确地表述出线面平行的性质定理,并会用符号表示).

师:结论好不好?好在哪?

(学生能说出该结论的作用是由线面平行导出线线平行,但都不清楚“降维”思想).

二、专家点金

笔者注意到了章老师在稿纸上记满了“师……生……”的课堂“实录”,对周老师的课从两个方面给出了精彩的点评.教学中意识到展示数学概念、原理的形成过程,教师参与到学生的讨论中,通过教师穿针引线式的提问,注重让学生阐述一些东西,感悟数学的思想和方法,这是一种好的传统,要发扬光大.例如,在片断1(“片断”的说法是笔者所加,下同)中,学生例举线面关系,片断3和片断4中判定定理和性质定理的形成等教师都留有足够的时间让学生思考、讨论、表达和纠正.

教学中很好地贯穿了问题引领学习的意识,过程中比较注重几何教学的要素,即空间观念和推理.例如,要求学生会画图表示线面关系,让学生证明线面平行的判定定理等.几何教学中,文字、图形和符号等三种语言协同作用.

需要改进的地方有如下几个方面.

研究思路和问题要明确.在片断2一开始,教师问“接下来我们研究什么呢?”学生茫然.因为学生刚进入立体几何的学习,对研究空间位置关系的“套路”——定义→判定定理→性质定理才刚开始.片断3向片断4的过渡也不太自然,课堂的研究思路要让所有学生明白,提出的问题要明确无误.

在课堂中让所有学生都有表达的机会.在片断1中,学生例举线面关系时,三位学生举出了全部三种关系,之后教师就开始总结了.为什么不让其他学生也说说,毕竟立体几何刚开始,由实例概括出抽象的线面关系还是比较困难的,不要怕学生说错、说重复.还要适当追问,你怎么想到的?你凭什么说……通过追问,将似是而非的东西辨析清楚,它们是培养思维能力的材料和机会.

四位学生讲到了判定定理的发现,除最后一位没怎么听清,其他学生都没有讲到定义的实质.

立体几何的学习要关注画图,画图是立体几何教学中很重要的方面,实际上也是空间概念的形成过程.课堂中老师要求学生画出三种线面关系,学生也板演了,画得与书上一样.实际上还应该让学生说一说画图的要点,如衬托平面.

三、笔者反思

评课后章老师给与会老师做了主题为“有效教学”的专题报告,笔者能够近距离地聆听章老师对具体一节课的指导和评价,并在随后报告中从实践到理论做全面系统的、深入浅出的阐述还是第一次.结合学习章老师的“三个理解”,谈几点个人体会或反思.

1.创造丰富的问题情境,为概念的形成做好充足的铺垫

立体几何初步的教学重点是帮助学生逐步形成空间想象能力[2].学生虽然在初中时学习过三视图,但空间概念并没有真正形成,尤其是抽象的点、线、面位置关系.因此在立体几何学习的开始阶段,教师和学生都应该多举例或通过长方体铁丝框架模型,使学生在直观感知的基础上,认识空间中一般的点、线、面之间的位置关系;通过对空间图形的观察、实验、操作和思辨,使学生了解平行、垂直关系的基本性质以及判定方法.同时,“让学生多举例也是为了让学生参与到概念的形成过程中来,为概括位置关系的本质特征提供丰富的背景基础.课堂实践表明,学生会尽量举与众不同的例子,因此可以得到丰富、多样的例子,学生可以从中得到相互启发;有的学生举的例子不确切,说明他的理解还不到位,正好可以用来纠正偏差”[3].例如,在片断1中,仅仅通过三位学生各回答一种位置关系就匆匆总结恐怕是不够的,教室内的日光灯管所在直线与天花板所在平面是什么关系?为什么?教室的门边线与墙面所在平面是什么位置关系?为什么?在正方体中,AC、(这里不宜说成面对角线和体对角线)与下底面所在平面什么位置关系?为什么……当然,如果有立体几何的传统教具——竹针和纸板,问题情境那就更丰富了.

2.发挥教师的主导作用,使定理的“发现”更自然、更合理

“只有围绕数学概念的核心展开教学,在概念的本质和数学思想方法的理解上给予点拨、讲解,让学生在理解概念及其反映的数学思想和方法的基础上,对细节问题、变化的问题进行深入思考,这样才能实现有效教学.因为概念的核心、思想方法是不容易把握的,这是教师发挥主导作用的重点所在;具体细节正好是锻炼学生应用概念解决问题的机会,是促进学生理解概念的平台.”[1]

在片断3和片断4中,笔者与章老师有同样的感觉,周老师“放”得太开,因此章老师提出了“研究思路和问题要明确”的要求.章老师指出“:为了使学生学会思考,培养学生的创新精神和实践能力,数学教学中必须重视学生的探究活动,给学生提供独立思考、自主探索的机会.但在安排学生的探究活动时,必须注意学习内容的需要,做到恰时恰点.”而做到“恰时恰点”正是发挥教师的主导作用.

笔者的一次教学实录:

师:刚才有同学说,日光灯管所在直线与天花板所在平面是平行的.何以见得?用定义判断行吗?

(当然不行,因为你不可能去“无限延长”它们.全班学生盯住天花板看.看学生没有反应,笔者改换问法).

师:想想安装日光灯的师傅如何工作的?

生:连接的两根绳子一样长就行了.

师:那这两根绳子所在直线什么位置关系呢?

生:平行并且相等.哦,长方形就行了.

师:如果突然吹起一阵风,日光灯晃起来了,还能线面平行吗?

生:能.平行四边形就行了.

(教师要求学生总结一下,学生一般总是漏掉“aα”的条件.这时笔者追问:教室的门这条边与墙面什么关系?为什么?)

生:平行.因为它与门的对边平行,而对边在墙面中.

师:是吗?

(笔者边说边关上门,全班学生恍然大悟).

所以说,教师在教学活动的设计上应起主导作用,以若干典型具体事例为载体,将凝结在数学概念中的数学思维活动打开,引导学生展开分析各事例的属性、抽象概括共同本质属性,使数学概念或定理的“发现”更自然、更合理.

3.关注课堂的“预设”与“生成”,使教学过程更流畅、更舒心

关注预设与生成,南京师范大学附属中学著名特级教师、人教A版课本的编者陶维林老师有一段精彩的论述:“毫无疑问,每堂课都应有一定的教学任务.但我认为,应当全面理解教学任务,其中以知识为载体的能力培养是最重要的任务,这是与数学教学的‘育人’目标紧密相关的.另外,教学是动态生成的过程,课堂上必然会有课前难以预料的事情发生.在‘预设’与‘生成’发生矛盾时,笔者会毫不犹豫地选择‘生成’.教学越民主,越尊重学生的认知规律,‘教学任务没有完成’的事就越容易发生.讨论、交流活动是促进学生思维深度参与的平台,是感悟概念的机会,学生不仅训练了思维,加深了概念理解,培养说理、表达能力,而且还在不知不觉中学会了倾听、尊重,身心健康也得到发展.所以笔者认为对‘完成’两个字要有正确理解.那种为了把知识‘交’给学生而中断学生实质性数学思维活动的‘完成’,是得不偿失的.”[3]

《江苏省普通高中数学课程标准教学要求》(以下简称《要求》)指出,应注意引导学生结合实际模型,学会将自然语言转化为图形语言和符号语言,能做到准确地使用数学语言表述几何对象的位置关系.周老师在教学中很好地贯彻了这一要求,线面关系的分类、线面平行的判定定理和性质定理都要求学生会用三种语言表达,其中图形语言还让学生上黑板画.在片断2中,笔者注意到一个细节,当学生画线面关系图时,章老师移坐到了学生旁边,仔细观察周围的几个学生画图,看一个学生没有稿纸,还撕了一张稿纸给这位学生.在后面的评课中,章老师语重心长地说,图学生都画对了,恐怕不一定都会,“我看他们都是看着书画的”.所以,笔者认为,这里虽然没有“学生画错了”的“意外”生成,符合教师“学生肯定会画”的预设,但是,必要的画图技巧(如衬托平面)和辨析环节还是应该有的,如将直线画成与表示平面的平行四边形的左右边平行,也给人线面平行的直观感.画图也是培养空间概念的重要途径,也有个从简单到复杂的螺旋上升过程,教学中要坚持不懈地渗透.在片断3中,有一位学生用反证法来说明他的结论(线面平行的判定定理)的正确性,这可能不在周老师的预设中.一是在高一数学必修阶段的学习中还没有学习反证法;二是《要求》中,“线面平行、垂直关系的判定定理只要求直观感知、操作确认,教学中不要提高要求”,即不要求学生会证明,但教学过程中,周老师还是让这位学生说(证)完,并简单扼要地说明反证法的三步骤:反设、归谬和存真.这里不仅体现了周老师灵活地处理这个环节的预设与生成,更体现了尊重学生的认知规律,培养学生说理和表达能力.

“数学是思维的体操”,因此一节数学课也应该像一节优美律动的韵律操,给人自然流畅、一气呵成的大气感.笔者注意到,要想使一节课的进程流畅、舒心,必要的问题预设必不可少.

从片断3(判定定理)向片断4(性质定理)的如下过渡是否自然?

师:线面平行的判定定理告诉我们,二维平面的线线平行关系可以推出三维空间的线面平行,这体现了维度的转换是立体几何的典型思维方法.请同学们思考下面两个问题.

(1)如果直线l与平面α平行,直线aα,那么l与a什么位置关系?

(2)如果直线l与平面α平行,点P∈α,你能在α内过点P画一条与l平行的直线吗?

【设计意图】对于问题(1),学生不难从直观、集合等角度得出结论,即l与a的位置关系是平行或异面.但根据笔者教学经验,学生对问题(2),往往就是“看准了”在表示平面α的平行四边形中,过点P直接画与l平行的直线.这时要追问:你凭什么说你画的线既在平面α内,又与l平行呢?因为根据问题(1),它们也有可能异面啊!这时学生会调整画图策略,改用先画面,得交线的方法,这样做自然排除了异面的情况.所以,这里的“预设”是画图,“生成”是线面平行的性质定理,自然地过渡体现了“先行组织者”策略的运用.

当然,关于维度的转化,由于学生刚接触空间概念的判断、概括和证明,应该有一个螺旋上升的过程,在这个过程中,需要教师不断地去“点化”、渗透,聪明的学生也一定会有一天真正感悟周老师的问题:“好不好?”“好在哪?”

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