李信霖
以問題驅動的教學秉持了“以生為本”的教育教學理念,引領學生展開系列探究學習活動,充分體現了學生的主體地位。基于學生已有的知識和生活經驗,緊密聯系他們的生活實際,引發學生探究圓的面積的內在需要,突出圓的面積計算方法的探究過程,通過估、數、算、剪、拼等活動,將探究逐步引向深入,讓學生積累豐富的數學活動經驗,體悟數學思想的價值,提升數學學習的品質。
一、挖掘生活資源,樹立問題意識
數學來源于生活,生活情境的引入需要鼓勵學生用數學的眼光發現問題、思考問題。用貼近學生生活的飛鏢游戲巧妙地引入圓的面積,討論為什么“基本都能投中靶,但是投中靶心的很少”喚起學生自主探究的意愿。第一層次,利用游戲引導學生發現圓形飛鏢靶盤與圓面積之間的關聯。第二層次,在練習過程中對學生基礎知識掌握及應用的情況進行考查。第三層次,通過對比兩次游戲的不同結果,引導學生觀察、對比,研究思考組合圖形各部分的內在關聯,將學習活動引向深入,依托情境將學生的學習熱情始終保持在較好的狀態下,充分培養學生的數學觀察能力、思考能力和感悟能力。
【教學片段一】
師:同學們,你們玩過飛鏢游戲嗎?感興趣嗎?我們先來玩一玩!
師:觀察剛才幾位同學投擲飛鏢,你有什么發現嗎?
生1:他們基本都能投中靶,但是投中靶心的很少。
師:知道為什么會這樣嗎?
生2:靶心的面積小,整個靶盤的面積大。面積小的被投中的可能性也小。
二、圍繞核心問題,深化探究活動
在教學實踐中如何組織探究活動,關注學生的數學思維發展需求,在揭示數學問題本質的同時凸顯數學學科的內在核心價值,從而提升學生的學科素養呢?圍繞一個核心問題——“圓的面積和半徑的平方有怎樣的關系”展開研究。圍繞這個核心問題,分為三個階段實施教學。
第一階段:引導學生用數學的思維研究問題。教學中,借助小正方形用直觀的方法進行猜想。結合輔助圖形,進行合理驗證,讓學生初步感受到數學推理的嚴謹性和嚴密性。通過初步觀察,發現圖形之間的關聯,猜想圓的面積和正方形面積(半徑平方)的倍數關系(3至4倍)。
第二階段:基于“已知”探究“未知”。運用“數方格”的研究方法進行數、算,更有理有據地進行探究(圓的面積是半徑平方的3倍多一點)。教學中運用切、拼的方法進行有效的問題替換,體驗極限思想,嘗試推導圓的面積計算方法和公式。
【教學片段二】
師:[14]圓的面積大約是7.5平方厘米,圓的面積大約是多少?
生1:圓的面積大約是30平方厘米。
師:正方形的面積呢?
生2:9平方厘米。
師:圓的面積大約是這個正方形的多少倍?請同學們用計算器計算。
生(齊):大約3.3倍。
師:為了使得我們的結論更有說服力,老師又請來了兩個圓,我們小組合作研究,好嗎?
引導學生利用已有的經驗,通過數、算的過程將圓的面積與半徑平方之間的倍數關系更精準化,“數形結合”更利于學生對問題的理解與掌握。在不影響探究目的和結論的前提下,對教材進行適度改編,降低了學生數、算的難度,同時采用小組任選圖形研究的方法,提高了教學效率。
第三階段:基于核心問題將探究引向深入,實現教學難點的突破。緊扣一個核心問題:切拼前后圖形間整體以及各部分“有什么關系”?引導學生獨立推導出面積計算公式(圓的面積是半徑平方的π倍)。
【教學片段三】
師:你們想自己也動手拼一拼嗎?老師為每個小組準備了將圓16等份的學具。請同學們按照要求小組合作探究。(教師將學生作品貼到黑板展示,學生匯報)
師:繼續分下去(32等份),請同學們想象一下拼成的圖形會是怎樣的呢?
生(齊):更接近平行四邊形。
師:是不是這樣呢?我們借助信息技術來看一看。
師:你還想把這個圓分成多少等份?可以任意選擇。
師:分得的每一個小圖形更像什么圖形呢?拼起來像什么圖形呢?
生:更接近平行四邊形,也有些接近長方形。
師:如果再細分呢?
師:繼續平均分,當分的份數無限多時,可以拼成什么樣的圖形呢?
生:長方形。
突出問題引領作用,深入開展自主探究學習活動,充分體現學生主體地位,從學生的最近發展區、學習需求、情感發展等方面出發,為學生提供足夠多的操作機會、展示機會、交流機會,重視學生探索與發現的過程,釋放他們的學習熱情和創新潛能。學生在探究、思考的過程中自然地運用轉化的策略,得到圓的面積計算公式,同時感受到極限的思想。
三、關注重點問題,培養核心素養
在數學教學目標設定過程中,要把過程與方法目標放在更突出的地位,要體現學生學習的過程和思維過程。在探索圓面積的過程中,重點關注“怎樣把新圖形轉化成已學過的圖形”這一問題,引導學生進行觀察比較、實驗操作、討論歸納等數學學習活動,使學生學會運用已有知識解決新的問題,積累數學活動經驗,把“轉化”的思想方法運用到探究的過程中去,增強學生的直觀能力。
【教學片段四】
師:大家想一想,以前我們是怎樣來推導平面圖形的面積計算公式的?
生1:通過剪、拼、旋轉等方法,努力把新圖形轉化成已學過的圖形。
師:我們通過轉化的策略化未知為已知。圓的面積計算公式是不是也能這樣探究呢?
生2:我們可以先嘗試一下,把圓轉化成已經學過的圖形。
師:你覺得怎樣剪、拼,最有可能轉化成所學過的平面圖形。請在小組內交流一下你的想法。
生匯報(沿著直徑或半徑剪)。
四、追溯文化源頭,提升學習品味
我們所探究的數學問題經歷了怎樣的一個發展過程?其中蘊含有哪些精神和思想方法?學生有了解知識淵源的內在需要,數學文化的熏染與學習是必不可少的。數學文化大致包含數學思想、精神、方法、觀點以及它們的形成和發展,它是提高數學學習能力、培養數學素養的“推進器”。
【教學片段五】
師:剛才我們的學習過程,16世紀德國數學家開普勒就進行過深入的探究,他的研究成果在當時引起了巨大的轟動!(課件視頻介紹)
師:看到先賢取得的成就,你想說些什么?
生1:我們要善于觀察,勤于思考。
生2:他非常執著,值得我們學習。
師:同學們都很了不起,在較短的時間里就經歷了這樣高難度的探究過程,讓我們把掌聲也送給自己。
注重數學文化的溯源和滲透,引導學生在厚重的歷史中感受數學文化的魅力,發揮數學文化的影響力。從提升學生學習品質和改進數學思維的本意出發,科學地引入貼近教學內容和具有先導性的數學文化,拓展學生的數學視野,讓他們從中習得科學的思想、方法和對數學樸素的熱愛,體悟數學文化的綜合魅力與價值。
在小學數學教學中,以問題為導向,突出問題引領的探究學習,不僅僅是探究活動的經歷,更是思維方法的探究和數學思想的體悟,學生在探究學習過程中收獲的不只是知識與技能,還有方法與思想,他們的數學核心素養和學習品質都能得到全面的提升。
(作者單位:江蘇省蘇州工業園區方洲小學)
(責任編輯 冉 然)