基于大概念背景下高中数学概念教学的实践与思考
1问题的提出
所谓大概念,并非數学学科中所体现的概念或法则,而是指在进行数学教学的过程中,能够有效呈现数学核心内容所规定的核心教学任务的概念.由于高中数学概念比较抽象,对学生的认知要求较高,并且数学概念又是发展学生思维、培养数学核心素养的关键因素,但在实际教学中,概念教学仍然得不到一线教师的重视.大多数教师认为,概念教学不需要浪费太多的时间和精力,其教学过程往往“重结论,轻过程”、“重记忆,轻理解”.基于大概念背景下的概念教学有助于揭示数学的本质特征,帮助学生正确理解数学教学的宗旨,将概念发生、发展的动态过程展示在学生面前,让“冰冷的数学课堂”变得更加生动、更加火热.为此,笔者以《平面与平面垂直的判定(一)》的教学片断来谈谈大概念背景下高中概念教学,以期抛砖引玉.
2教学片断实录
2.1情境引入明确方向
师:前几节课我们学习了面面平行的判定和性质,我们一起来回顾学习内容(学生回顾面面平行的判定和性质及研究方法).
师:生活中其实更多的是不平行,我们来看一下生活中的这样几张图片,并思考这些图片给你一个什么样的印象?(展示生活中常见的图片:打开的书本、笔记本和打开的门)
生:这些图片给我们的印象是两个平面相交.
师:很好.两平面相交的关系中,其中比较特殊的是两平面垂直,这个又是怎么刻画的呢?能否类比平面角定义平面和平面所成角?
今天我们就来学习两个半平面所成的角和两平面垂直的概念.
设计意图:通过复习引导学生回顾已经学过的知识内容和学习思路,通过展示生活中的图片,引出后面的探究活动,让学生感受到所学知识是浑然一体的,知识结构更完整更清晰,空间位置关系的学习是连贯的、学习方法是相似的.
2.2关注过程构建定义
(1)二面角的概念
师:这三个图片,是由我们的几何图形怎么演变过来的?
利用门、书、电脑三个生活中的实例,将其转化为数学图形,并清晰展示出其变化过程.
师:我们把这样的几何图形称为二面角.你知道构成二面角的要素是哪些吗?
课件演示平面角和二面角的生成过程,并引导学生类比平面角的构成要素,学生思考并建构二面角的要素及相关概念.
师:了解了二面角的概念,那如何作出二面角并写出二面角的符号表示呢?
生:类比平面角的表示方法,给出二面角的符号表示.
图形表示:平卧式、直立式,同时黑板上作出图形.
设计意图:通过多媒体课件演示,类比平面角和二面角,降低了概念的抽象性,使得对二面角的认识更直观,将学生对二面角的直观认知推向理性认知.要定义二面角容易,但是通过类比得到的概念不突兀,更自然、合理.
(2)二面角的平面角及作法探究
师:我们知道,张开一定角度的笔记本构成一个二面角,那么随着二面角张口的不同,二面角的大小不同,那如何度量二面角呢?
师:我们可以回忆下,我们是如何刻画直线与平面所成角的大小的?
生:我们用线面角来刻画直线与平面所成的角,也可以用平面角来表示二面角的大小,师:如何作出这样的平面角呢?下面我们来自己动手画一画.
探究活动:每个学生用事先准备好的A4纸折出一个二面角,画出一个平面角,变化二面角的大小,探讨找出最合理的平面角来表示二面角的大小.
师:下面请同学们说一说你是如何作出这个角的?
生:过棱上任意一点作两条与棱垂直的直线,这两条射线所夹的角即为二面角的大小.
师:过棱上任意一点做一条直线,折成二面角后所成的角能做为二面角大小吗?为什么?
生:过棱上任意一点做一条直线时,当两个半平面重合时,二面角为0度,但是此时的角不是0度,产生矛盾.
师:那能不能在棱上取任意一点,使得重合时夹角为0度?
生:这样虽然满足了重合时的角度,但是当两个半平面展开成平面角后,夹角不是180度,所以也不满足题意.
师:很好!只有与棱垂直的两条线的夹角才可以表示二面角的大小.(同时把二面角从重合状态展开到平面大小时,观察所作的角的大小,与二面角大小吻合.)
师生一起完善二面角的平面角的概念、表示方法及范围.
设计意图:引导学生自己动手操作,展示分享学生的不同结果,给学生示错的机会,对各种不同结果的辨析,引导学生体会二面角的平面角的作法由来是合情合理,自然形成的,让学生体会到数学定义、概念的形成都具有高度的科学性和合理性.
2.3例题辨析承上启下
师:刚才了解了二面角的概念,那你能不能快速找出下面几何体中的二面角.
例1在正方体ABCD-A1B1C1D1中,找出下列二面角的平面角,并说说二面角的大小.
(1)二面角D1-AB-D的大小;(2)二面角C1-BD-C的大小.
(学生读题、抢答,其他同学纠正,同时老师点拨讲解,并再次回顾二面角及其平面角的概念.)
师:二面角的平面角必须要与棱垂直,当平面角是直角时,称此时两个平面垂直.那如何证明面面垂直呢?
生:只有用面面垂直的定义,