在新一輪的課改方案中,“素養(yǎng)導向”“育人為本”“課程綜合”等關(guān)鍵詞一再被提及,這既是對素質(zhì)教育內(nèi)涵的進一步深化,又是推進我國學生全面發(fā)展的實踐路徑。素養(yǎng)導向的教學,要求以核心素養(yǎng)作為教學改革的方向和目標,并將之貫穿于教、學、評的全部環(huán)節(jié),這就需要教師以高站位、大視角重新審視日常的教學活動,大單元教學是實現(xiàn)教學方式轉(zhuǎn)變、落實素養(yǎng)導向教學的必然選擇。核心素養(yǎng)視域下的數(shù)學大單元教學,就是以數(shù)學核心素養(yǎng)為目標導向,以學科大概念、大任務或大主題等為統(tǒng)攝中心,統(tǒng)籌安排教學目標、內(nèi)容結(jié)構(gòu)、學習方式和學習資源等,讓學生從單一對課本信息的領(lǐng)悟,變?yōu)槎嗲?、多方位的感知和體驗,并以主人翁的姿態(tài)全身心投入數(shù)學學習活動,真正發(fā)揮學生學習的主動性,促進學生知識體系的建構(gòu),培養(yǎng)學生解決問題的能力。
“認識三角形”是蘇教版四年級下冊第七單元的起始課。在備課時,我深入思考該采取什么方式教學。帶著問題,我對教材進行了深度研讀,發(fā)現(xiàn)本節(jié)課涵蓋了三角形的概念、三角形的穩(wěn)定性、三角形三邊關(guān)系、三角形的內(nèi)角、三角形的分類等知識點,這些知識點簡潔明了,但彼此之間又存在密切的聯(lián)系,如果讓學生死記硬背,顯然無法達到深入理解的效果,因為學生在學習過程中既沒有構(gòu)建知識體系,又沒有發(fā)展數(shù)學思維。而且有的學生對前面所學的線段、角等相關(guān)知識有所遺忘,這樣勢必會影響新知的學習。因此,我從培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)出發(fā),將本節(jié)課單獨拿出來,以“三角形”為主題的大單元教學模式,將學生零散的認知經(jīng)驗進行有機整合,以促進學生對知識的深入理解和運用。
一、對內(nèi)容的理解
三角形是基本的平面圖形之一,在現(xiàn)行的蘇教版小學數(shù)學教材中三角形的認識從建立表象到形成概念經(jīng)歷了兩次學習,一年級上冊“認識圖形(二)”單元學習中直觀認識三角形,學生的頭腦中形成三角形的表象,并能識別與區(qū)分判斷。四年級下冊“三角形、平行四邊形和梯形”單元的學習,則在直觀認識三角形的基礎(chǔ)上,通過“三邊關(guān)系→底和高→分類(按角分)→內(nèi)角和→分類(按邊分)”的編排幫助學生對三角形形成概括性認識。在對教材內(nèi)容進行整體分析后,三角形的編排具有三個特點:一是深度與廣度并行;二是實踐與體驗并重;三是應用與思考并舉。這為大單元教學活動的設計指明了方向。
二、對學情的分析
學生在學習這個單元之前已經(jīng)有了多少知識儲備?學生的真正難點在哪里?為了清楚了解學生的現(xiàn)實起點,對四年級兩個班級的90名學生進行幾個水平的調(diào)研。
水平調(diào)研一:(1)請畫出3個不一樣的三角形。(2)尋找3個三角形的共同點。
水平調(diào)研二:(1)給畫出的三角形取個名稱并說說理由。(2)除上述名稱外,你還知道哪些三角形?(3)這些三角形還有什么樣的關(guān)系?
水平調(diào)研三:(1)你知道三角形的三邊之間有什么關(guān)系嗎?(2)你能作出三角形的高嗎?
通過前測發(fā)現(xiàn),大部分學生能從不同的角度畫出不一樣的三角形;55.6%的學生按照鈍角、直角和銳角的分類,畫出3個不一樣的三角形。由此可見,角的特征對學生而言更加直觀;而在三角形的定義、三角形三邊關(guān)系判斷、作三角形的高等方面,學生存在較大難度。總的來說,學生雖然已經(jīng)積淀了很多關(guān)于三角形的感性經(jīng)驗,但這些經(jīng)驗無法準確用數(shù)學語言表述。
三、對單元目標的定位
在大單元教學框架下,核心素養(yǎng)的落實是整個教學活動設計的起點,為此,確定核心目標是進一步明確三角形的定義及特征,體驗從點到面的空間變化,培養(yǎng)學生的數(shù)形結(jié)合能力。具體可以分為三點:一是通過分類和操作活動,認識到三角形的多種類型,包括銳角三角形、直角三角形、鈍角三角形,并在此基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)更細分的分類,如等腰銳角三角形、等腰直角三角形、等腰鈍角三角形和等邊三角形;二是通過繪制、折疊、測量等操作活動,驗證三角形的內(nèi)角和是180°,并在增加邊數(shù)的過程中發(fā)現(xiàn)多邊形的內(nèi)角和,滲透合情推理;三是通過自主探索、合作交流等途徑,掌握三角形三邊的關(guān)系以及高的作法,進一步培養(yǎng)學生的空間觀念。
四、大單元教學框架的構(gòu)建
小學幾何圖形學習與中學幾何學習相比,最為顯著的區(qū)別是小學段主要是在活動中認識圖形及其圖形的特征,通過活動積累數(shù)學經(jīng)驗,發(fā)展核心素養(yǎng)。操作是探索圖形性質(zhì)的有效手段,為此,結(jié)合以上分析,我將單元大概念確定為“在活動中認識圖形及其特征”,并分為以下四個小概念:(1)三角形的認識;(2)邊、角的關(guān)系決定三角形的特征;(3)三角形底和高的位置關(guān)系;(4)三角形和四邊形的內(nèi)角和。
在大概念的引領(lǐng)下,我將單課時教學內(nèi)容拓展為大單元教學,并結(jié)合人教版教材對教學內(nèi)容進行了整合,如文末表1所示。每個課時都由活動引領(lǐng),重視動手操作活動,以加深學生對圖形形狀和特征的理解。
五、教學過程的設計
基于以上大單元整體分析,以本單元的第4課時“三角形及多邊形的內(nèi)角和”為例展開課時教學設計。
(一)課時目標
依據(jù)單元整體目標和課時目標,本課時目標設定為:
1.通過測量、撕拼、折疊等方法探索三角形的內(nèi)角和,并能實際應用,解決實際問題。
2.運用探究三角形的內(nèi)角和的經(jīng)驗,遷移探究四邊形的內(nèi)角和,體會轉(zhuǎn)化的數(shù)學思想。
(二)教學活動及設計意圖
1.創(chuàng)設情境,引出問題
通過前面幾節(jié)課的學習,我們知道三角形具有穩(wěn)定性,三角形家族是一個團結(jié)的家族,但今天在家族內(nèi)部發(fā)生了激烈的爭吵,它們在爭誰的內(nèi)角和最大,那你們來比一比誰的內(nèi)角和大吧。
師:三角形的內(nèi)角是什么?
生:三角形內(nèi)部的角。
師:三角形的內(nèi)角和又是什么?
生:三角形內(nèi)部角的和。
師:為了方便表述,我們給三角形的三個內(nèi)角標上∠1、∠2、∠3,現(xiàn)在誰來說一說內(nèi)角和是什么?
生:∠1、∠2、∠3度數(shù)加起來的和就是內(nèi)角和。
師:那現(xiàn)在請你們來當一當“小法官”,看看究竟誰的內(nèi)角和大?
生1:我認為乙的內(nèi)角和最大,因為∠3是一個鈍角,比甲和丙兩個三角形最大的角度都要大。
生2:我認為甲、乙、丙三個三角形的內(nèi)角和是相等的,且都是180°。
師:你們認為誰說得對呢?你是怎么想的?你有什么辦法可以比較這三個三角形的內(nèi)角和?
(三)活動引領(lǐng),解決問題
1.提出猜想,初步探索
師:三角形的內(nèi)角和是多少度呢?請同學們猜測一下。
生1:我認為三角形的內(nèi)角和是180°,因為在學習角的度量時,我們測過三角板每個角的度數(shù),分別是90°、60°和30°,把它們加起來就是180°。
生2:我認為可能是190°,我們的紅領(lǐng)巾是鈍角三角形,其中最大的角比90°大,估計有130°,另外兩個銳角合起來大約是60°,所以我估計三角形的內(nèi)角和為190°。
師:誰的猜想正確呢?有什么方法可以驗證?
生:用量角器量。將三個角的度數(shù)量出來,然后加起來、算一算。
師:用量角器量的確是一個好辦法,下面請同學們以小組為單位,量出學習單上任意一個三角形的度數(shù),再算出內(nèi)角和,完成學習單(見表2)。
組1:我們測的是銳角三角形,三個內(nèi)角分別是55°、60°、68°,三個內(nèi)角的和是183°。
組2:我們測的是直角三角形,三個內(nèi)角分別是90°、35°、55°,三個內(nèi)角的和是180°。
組3:我們測量了三個不同類的三角形。第一個銳角三角形我測量出來的內(nèi)角分別是72°、75°、33°,這三個角加起來剛好是180°;第二個是直角三角形,我測量出來的三個內(nèi)角度數(shù)分別是90°、47°、43°,這三個加起來的度數(shù)也是180°;最后一個三角形是鈍角三角形,我測量出來的內(nèi)角度數(shù)分別是14°、130°、38°,這三個度數(shù)加起來是182°!
師:你們很會探究,測量了不同形狀的三角形,這樣的結(jié)果很有說服力。請同學們觀察測量結(jié)果,你有什么發(fā)現(xiàn)?
生1:我發(fā)現(xiàn)有的三角形的內(nèi)角和是180°,有的接近180°。
生2:我們發(fā)現(xiàn)在測量同一個三角形的內(nèi)角和時,內(nèi)角和會有所不同。
師:同學們真是善于觀察和思考。通過剛才的測量和計算,我們發(fā)現(xiàn)三角形的內(nèi)角和都在180°左右,那你們能不能大膽地猜測一下:三角形的內(nèi)角和就是180°,出現(xiàn)偏差是因為我們利用量角器進行測量時存在誤差。
2.深入探索,驗證猜想
師:那是不是所有三角形的內(nèi)角和都是180°呢?除了量一量、算一算,還有其他方法來驗證嗎?小組成員都完成后,請在組內(nèi)先交流一下,說一說你是用什么方法得出結(jié)論的。
學生小組合作,操作探究,并匯報探究方法。
組1:我們學過平角是180°,可以把內(nèi)角剪下來,拼在一起,看能否拼成一個平角,如果是平角就是180°。(板書:∠1+∠2+∠3=平角=180°)
組2:我們小組是將直角三角形的兩個銳角剪下來,發(fā)現(xiàn)兩個銳角拼在一起,與直角完全重合,90°加90°就是180°。
師:你們的想法真有創(chuàng)意!其實把三角形的三個角拼成平角,或者把直角三角形中的兩個銳角拼成直角,都是運用了轉(zhuǎn)化的思想,將新問題轉(zhuǎn)化成了舊知識。誰還有別的方法?
組3:我們組先選擇了折的方法,拿出一個三角形,分別給它的三個內(nèi)角標上∠1、∠2、∠3,再把這三個角分別向中間折下來,如果最后三個角能拼成一個平角,就說明三角形的內(nèi)角和是180°。為了驗證這個方法,我們用了好幾個三角形,有鈍角三角形、直角三角形、銳角三角形。每個三角形的三個內(nèi)角折過來拼在一起都可以拼成一個平角,也就輕松地證明了三角形的內(nèi)角和是180°。
組4:我們組第一步和組2一樣,先選擇折,就是準備一個三角形,然后分別標出∠1、∠2、∠3三個內(nèi)角,然后把三個角撕下來,只要能拼成一個平角就可以證明三角形的內(nèi)角和是180°。我們?nèi)匀挥免g角三角形、直角三角形、銳角三角形分別試了試,發(fā)現(xiàn)每個三角形的三個內(nèi)角拼在一起都可以拼成一個平角。這也證明了三角形內(nèi)角和就是180°。
師:非常好,你們采用了折、撕的方法驗證了三角形的內(nèi)角和,在歷史上許多科學家研究過三角形的內(nèi)角和,如法國數(shù)學家帕斯卡12歲時就證明了任意三角形的內(nèi)角和等于180°。
我通過幾何動畫的演示,讓學生更加直觀地了解撕拼和折拼的驗證過程,同時引導學生思考撕、折兩種方法有什么共同點,經(jīng)過討論發(fā)現(xiàn)這兩種方法運用了“轉(zhuǎn)化”的思想。
3.畫板演示,探尋規(guī)律
師:如果三角形的大小一直在變化,三角形的內(nèi)角和還會是180°嗎?
生:會。
師:如圖1所示,老師現(xiàn)在用幾何畫板畫了一個三角形ABC,現(xiàn)在三個內(nèi)角的和是180°,如果拖動A點,三角形的內(nèi)角和會發(fā)生什么變化呢?如果拖動B點或C點,又會發(fā)生什么變化呢?如果同時拖動A、B、C三個點呢?
通過動畫演示“變化”的三角形,幫助學生得出結(jié)論:無論三角形的大小、形狀如何變化,三角形的內(nèi)角和都是180°,即任意三角形內(nèi)角和等于180°。
4.類比遷移,借力三角形探究四邊形內(nèi)角和
師:同學們,三角形的內(nèi)角和我們已經(jīng)知道是180°,那么四邊形、五邊形、六邊形的內(nèi)角和會是一個固定值嗎?(見圖2)
學生運用探索三角形內(nèi)角和的經(jīng)驗來探究四邊形及更多圖形的內(nèi)角和。在此過程中,我重點指導學生將四邊形分割為三角形,然后計算這些三角形的內(nèi)角和,從而推導出四邊形的內(nèi)角和。這不僅幫助學生理解多邊形內(nèi)角和的規(guī)律,還培養(yǎng)了他們的數(shù)學推理和問題解決能力。知道了三角形的內(nèi)角和四邊形的內(nèi)角和,我們繼續(xù)采用分割法,可以發(fā)現(xiàn):任意多邊形的內(nèi)角和都是180°的倍數(shù)。如五邊形,它有3個三角形,那么它的內(nèi)角和就應該180°×3=540°;六邊形包含有4個三角形,它的內(nèi)角和就應該是180°×4=720°……所以,我們可以總結(jié)這樣一句話:任意多邊形都可以分成若干個三角形,但是它們必須減去兩個相鄰的邊,因為從一個頂點出發(fā),我們沒有辦法和相鄰的兩條邊組成三角形,所以所分成的三角形的數(shù)量就是n-2,那么它們的內(nèi)角和就是(n-2)×180°。這種活動不僅幫助學生理解四邊形內(nèi)角和為360°的規(guī)律,還展示了如何將一個復雜問題分解成簡單的問題進行解決。
五、教學反思
在本課時教學中,教師首先根據(jù)故事情境引導學生思考:三角形的內(nèi)角是什么?三角形的內(nèi)角和又是什么?學生在尋找答案的同時,對三角形的內(nèi)角和給出了多種猜測,由此也引出了本節(jié)課的課題。這樣設計既符合學生的認知水平,又能很好地激發(fā)學生的探究欲望。在此基礎(chǔ)上,教師引導學生大膽猜想三角形內(nèi)角和的度數(shù),用量角器量一量,通過測量發(fā)現(xiàn):三角形的內(nèi)角和都在180°左右,而這是由測量誤差引起的。學生進一步通過動手操作,如剪紙、折紙、撕紙等直觀操作,驗證了三角形的內(nèi)角和等于180°,既落實了學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng),又促進了學生對大概念“在活動中認識圖形及其特征”的理解。
總而言之,學科核心素養(yǎng)導向下的大單元整體教學已經(jīng)成為新時期課堂教學改革的重要課題。通過大單元整體設計中的核心問題和關(guān)鍵活動,教師引導學生主動探究與深度思考,促進學生的知識理解與思維發(fā)展,從而促進學生數(shù)學核心素養(yǎng)的發(fā)展。
(作者單位:宿遷市蘇州外國語學校)
編輯:陳鮮艷