例 談 情 境 教 育

內容提要:情境教育是素質教育的一種教育模式,它服務于素質教育,是實施素質教育的一條有效途徑。創設良好的教學情境,能使數學教學達到意想不到的效果。本文從兩個定理的教學情境的創設,以及達到的教學效果出發,論述情境教育在素質教育中的重要意義。

關鍵詞:情境教育;情境教學;素質教育

一 情境教育

情境教育是由情境教學發展而來的。近半個世紀來,中國的教育受凱烙夫教育思想的影響極深,注重認知,忽略情感,學校成為單一傳授知識的場所。這就導致了教育的狹隘性、封閉性,影響了人才素質的全面提高,尤其是影響了情感意志及創造性的培養和發展。情境教學則針對我國傳統的注入式教學造成的中學數學教學的弊端而提出的,這些弊端是:呆板、繁瑣、片面、低效,以及壓抑學生興趣、特長、態度、志向等素質發展。情境教學開辟了一條促進學生主動發展,人格素質全面發展的有效途徑。

情境教育反映在數學教學中,就是要求教師注重數學的文化價值,創設有利于當今素質教育的問題情境。在數學課中加入數學史的講授會使學生興趣盎然。任何一個靜止的事物,如果和它的歷史聯系起來,就會對它有濃厚的興趣。教師講授一條定理,如果不僅僅給出推導和證明,還指出它的思考路線,以及學者研究和發現定理的經過,課堂氣氛會立刻活躍起來。教師也可以適當介紹和本定理有關的典故和趣事。學生開闊了眼界,知道一個定理的發現過程竟如此曲折,印象會非常深刻。講述定理的來龍去脈,可以開拓學生的思維,使他們從多方面去思考問題。教師可以給予一定的物質條件,讓學生自己動手實踐,自主探索與合作交流。

二 兩個定理的教學

在初二幾何的勾股定理的教學中,如果教師講授新課時,照本宣科地將知識程式化地交給學生,學生即使知其然,卻不知其所以然。失去了對知識、技能、方法的領悟過程。不如先給學生講“勾股定理”的歷史及其一些著名的證明方法,把學生帶入勾股定理的教學情境。

教師可介紹:《九章算術》記載:今有勾三尺,股四尺,問為弦幾何。答曰:五尺[1]。

我國古代稱直角三角形的短直角邊為勾,長直角邊為股,斜邊為弦[2]。又如《周髀算經》稱:“勾廣三,股修四,徑隅五!闭n本表述為:勾股定理,即直角三角形兩直角邊的平方和等于斜邊的平方。這個定理,國外稱為:畢達哥拉斯定理。勾股定理作為幾何學中一條重要的定理,古往今來,有無數人探索它的證明方法。同學們能否猜出有幾種證法?怎么證?

 

這個問題一提出,就讓學生倍感新鮮、有趣。當教師告訴學生它的證明方法有500來種,更讓他們吃驚。接著教師可以向學生介紹歷史上幾種著名的證法。如果學校教學條件允許的話,教師可發揮信息技術的優勢,利用現代教育媒體,配合教學課件,為學生展現證明的過程,使學生印象更深刻。

 

(課件演示)

(一)     劉徽以割補術論證這一定理(圖1)

 

(二)     君卿注里記載的證法    (圖2)

 

2ab+(b-a)2=c2 化簡為 a2+b2=c2

 

(三) 利用相似三角形的性質的證法 (圖3)

 

直角三角形ABC,AD為斜邊BC上的高。

利用相似三角形的性質可得:

AB∶BC=BD∶AB   即   AB2=BD×BC

      AC∶BC=DC∶AC        AC2=DC×BC   

    兩式相加得:AB2+AC2=BD×BC+DC×BC=(BD+DC)BC=BC2

B   朱出

  a 朱方   青入

C      b   A

青入       

朱入           青出

青出       

c          a

b      

 

 

 

 

 

(圖1)          (圖2)        (圖3)

(四)如圖一:兩個正方形邊長分別是a,b。它們的面積和為 a2+b2

      如圖二:在圖一的基礎上,構造了以a,b為直角邊的直角三角形,斜邊為c。

在圖二的基礎上把兩個直角三角形順時針旋轉90°,構成了如圖三的正方形,且它的邊長為c,即面積為c2。

定理得證。

 

 

 

a

 

c         b

a

 

b

a     c

b

b      a

 

 

 

 

(圖一)               (圖二)                (圖三)

 

教師在演示課件時,可介紹這幾種證明方法,讓學生清楚運用割補法、等比法、代數法等可證明定理。學生們觀看了教師所演示的勾股定理的幾種證法之后,有了一種豁然開朗的感覺,并為之驚嘆!產生“竟有此事”之感。如此簡明、巧妙的證法,且都是非常形象、簡單。這時,教師可抓住這時學生產生驚詫,思維正處于積極活動狀態的教學情境,讓學生用課前準備的材料,自己動手試一試。

要求:用8個全等的直角三角形,它們的兩條直角邊長分別為a,b,斜邊長為c;3個邊長分別為a,b,c的正方形,用拼圖的方法來證明勾股定理。

 

 

 

 

 

 

(圖4)

 

 

教師演示的各種前人證明勾股定理的方法,激發了學生的求知欲,他們迫不及待地想自己動手嘗試,希望自己也能證明定理。由于有了許多前人的證法作鋪墊,學生有條件、有能力去思索和探究。學生們在教師的指導下,很快就能把定理證出來(如圖4)。教師也就能在一個輕松的環境中完成“勾股定理”的教學。

因此,教師所創設的這個勾股定理的教學情境,由于引入了勾股定理的歷史背景,及簡明、巧妙的證法,為學生學習定理提供了環境,激發了學生的學習動機和好奇心,培養了學生的求知欲望。教學過程中教師還要求學生自己動手實踐,使學生深入其境,真正作為一個主體去從事研究。調動了學生學習的積極性和主動性[3]。提高學生運用知識解決實際問題的能力和動手能力,學生在實踐過程中,免不了與其他同學合作、交流,同時也就培養了學生的合作精神,在這過程還能使學生嘗試失敗和挫折,體驗成功的喜悅!所有這些,都對后續學習起了一定的激勵作用。所以,實施素質教育,創設教學情境至關重要。

在素質教育中,我們提倡提高教學效率,減輕學生學習負擔。所謂教學效率是學習收獲與師生的教學活動量在時間尺度上的度量。教師只有注重提高課堂教學效率,才能在保證教學質量的同時,努力減輕數學課的學習負擔,讓學生獲得較好的自由度,發揮較大的積極性和主動性。下面以“三角形中位線定理”一節為例[4],談談情境教學對提高課堂教學效率的積極作用。

在“三角形中位線定理”這一節中,教科書中利用“平行線等分線段定理推論2”得到了“三角形中位線定理”。它是運用同一法思想來推理的。初中學生還不容易接受,但決不能因此而簡單地把定理告訴學生,然后就開始練習。我們可以通過創設問題情境,啟發誘導引入新知識,激發學生的求知欲,讓他們在迫切要求之下學習。

在復習平行線等分線段定理的推論2后,結合圖形(圖5)分清定理的條件是AD=BD,DE∥BC。結論是AE=CE。

(圖5)

提出問題后,學生可能證明結論有些困難,這時可稍作引導,提醒學生:“我們現有幾種判定平行的方法?”學生容易聯想到同位角相等,內錯角相等,同旁內角互補等方法,可提醒學生還有:平行四邊形來判定對邊平行。并注意條件是AD=BD,AE=CE。這時同學們經思考有些已找到思路。通常能找到兩種證明方法。

一種是如圖6,延長DE至F使EF=DE。由ΔADE≌ΔCFE得AD∥CF且AD=CF。從而證得四邊形DBCF是平行四邊形,所以DE∥BC。

(圖6)

教師可用多媒體設備,演示課件,把兩個證明過程演示出來,這樣更吸引了學生的注意,最后介紹教科書上的推理過程。在這樣的教學過程中,既激發了學生學習幾何的興趣,又使學生對三角形中位線定理有了深刻的理解。同時活躍了學生的思維,收到較好的課堂教學效果。

但教師應不極限于常規的證法,應積極創造條件,要學生去思索、去研究、去創造。比如三角形中位線定理,可嘗試用向量的方法來證明。

如圖7,在ΔOAB中,C、D分別為OA、OB的中點,設有向線段

 ,

同理:

(圖7)

用向量計算代替傳統平面幾何中有些過于復雜的演繹推理,這不僅是一種解題方法的變革,更重要的是研究平面幾何的觀點的變革。這種變革,已逐漸成為平面幾何教材的一種流派。用向量法計算,有時可避免用演繹法時所帶來的某些麻煩。

這里教師還可設置懸念,為下節課梯形中位線定理的教學埋下伏筆。讓學生親自動手畫梯形,并測量其上、下底和中位線的長度,要求學生探索梯形的上、下底和中位線是否和三角形一樣具有一定的數量關系。這樣會激起學生繼續學習的熱情。

由于學生親自做一做,測一測,猜一猜等實踐活動,初步得出結論:梯形中位線好象平行于兩底并且約等于兩底和的一半。這時教師可通過多媒體關于角的重疊,線段的疊加等演示活動,讓學生形象直觀的進一步加深對自己的發現正確性的強烈印象。教師再給出證明定理的基本策略提示:

(一)           證線段平行的途徑和方法:

1、兩條平行線互相平行→證線段平行

2、平行四邊形兩組對邊平行→證平行四邊形

3、三角形中位線平行底邊→證三角形中位線

(二)           證明一線段等于兩線段和的途徑和方法有:

     把線段分成兩段使其分別與要證的兩線段相等,或把兩線段合成一線段使其與另一線段相等,再利用三角形全等,或用三角形中位線定理證之。

證明基本策略給出后就給了學生充分自主的活動空間,充分調動了他們學習的積極性,使其成為學習的主人。因此,學生得出許多不同的證明方法。

 

 

(方法一)        (方法二)            (方法三)

 

 

 

        

(方法四)                    (方法五)

 

 

這種讓學生實踐、體驗的教學方式與傳統教學中單純的知識傳授和結果測查截然不同的,它更注重于學習的過程。

學習完了定理,如何讓學生更好地掌握定理呢?數學中的定理是一個有序的結構體系,要掌握一個定理,必須了解它在定理體系中的地位和作用,以及它們之間的關系。雜亂無章的定理,猶如散沙一盤,不便于保持和選取。在教學中應引導學生按定理的內在聯系將它們組織成一個邏輯圖,形成定理鏈,使之在定理的結構體系中掌握定理。如“三角形中位線定理”與“梯形中位線定理”的聯系:(如圖8)當梯形的上底等于零時,梯形變成三角形,這時,“梯形中位線定理”與“三角形中位線定理”等價,即“三角形中位線定理”是當梯形上底等于零時的“梯形中位線定理”。教師可以用多媒體課件演示它們之間的關系,加深學生對它們的關系的理解。

 

(圖8)

 

 

 

 

在此過程中,教師還可進一步拓展定理,提出:“當梯形和三角形的中位線所在的直線向上、下平移時,會產生什么后果?各線段之間有何聯系?”這樣又創設了一個問題情境,使學生很自然地進入到另一個問題情境中,教師也就順利地把學生的思維帶到了“平行線分線段成比例定理及其推論”的教學中來。這個教學過程是師生交流、共同發展的互動過程,教師在教學過程中,不僅是傳播知識,更重要的是發揮育人的功能,培養學生掌握和利用知識的素質和能力。發現并激發學生的潛能,提高教學效率,減輕學生學習負擔。

三 創設教學情境應注意的幾個問題

以上兩個例子的教學情境的創設說明:情境教學能促進教學過程變成一種不斷能引起學生極大興趣的,向知識領域不斷探索的活動。它借助新異的教學手段,創設生動有趣的情境,激發學生的學習情緒,使學生固有的好奇心、求知欲得以滿足。但應注意以下幾個問題:

1、      教師在創設問題情境時,一定要緊扣課題,不要故弄玄虛,離題太遠,要有利于激發學生思維的積極性、要直接有利于當時所研究的課題的解決,既要考慮教學內容又要考慮學生的差異,注意向學生提示設問的角度和方法。使學生從教師的情境設計教學中學到提問題的本領。一個好問題應該是解答中包含著明顯的數學概念與技巧;或問題有多種解法;或問題能夠推廣各種情形;或問題來自學生的經驗和日常生活中[5]。

2、      要啟發引導,保持思維的持續性。首先要給學生一定的思考時間和空間,必要時可作適當的啟發引導,教師的啟發要遵循學生思維的規律,因勢利導、步步釋疑,切不可不顧學生的心理狀態和思維狀態,超前引路,也不可強制學生按照教師提出的方法和途徑去思考問題,越俎代庖。

3、      要不斷向學生提出新的數學問題,要提出帶有導向性、難度適宜、啟發性的問題。其實,問題并不在多少,而在于是否具有啟發性,是否是關鍵性的問題,是否能夠觸及問題的本質,并引導學生深入思考。

4、      鼓勵學生大膽發言,保護學生的獨特見解,即使對沒有多大價值的問題,也要盡量找出合理部分,給予及時的肯定和表揚。

四 結束語

教學實踐證明,精心創設各種教學情境,能夠激發學生的學習動機和好奇心,培養學生的求知欲望,調動學生學習的積極性和主動性,提高學生運用知識解決實際問題的能力,同時又使課堂教學豐富多彩,生動活潑,另外,對教師也提出了更高要求,不僅自己要刻苦鉆研、精心設計,而且要經常向別人學習,學習別人先進的教學方法和設計思路,另外還要敢于示范,在學生面前展示自己的思維過程,在教學中應打破“老師講,學生聽”的習慣,變“傳播”為“探究”,充分暴露知識形成的過程,促使學生以探索者的身份去發現問題,總結規律,獲得成功,同時激發學生鉆研,從而為學生將來成為創造型人才奠定基礎?傊,情境教育是實施素質教育的有效途徑。

 

    參考文獻

【1】白尚恕 《九章算術》注釋[M]  科學出版社  1983

【2】人民教育出版社中學數學室 幾何[M]   人民教育出版社 2001,3

【3】燕國材 素質教育概論[M]  廣東教育出版社  2002,1

【4】陳  虹 教學結構設計優化一例[J]  中學數學月刊 2000年,第2期

【5】 施文娟 發揮問題情境教育在數學教學中的作用[J]  寧波大學學報(教育科學版)2001年,第3期

 

 

 

 

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