初中階段的學生正處于思維發展的關鍵時期,而數學學科能夠為他們提供豐富的思維訓練素材。通過數學知識的學習,學生可以學會運用數學的思維方式觀察、分析和解決問題,從而提高自身的綜合素養。初中數學教師不僅要傳授數學知識,更重要的是培養學生的核心素養,使他們具備適應未來社會發展的能力。教師深人研究核心素養在初中數學“平行四邊形\"教學中的滲透,不僅可以制訂具體的教學策略,更好地實現教學目標,提高教學質量,還可以全面提升學生的數學核心素養,為學生的終身發展奠定堅實的基礎。
一、核心素養在“平行四邊形”教學中的具體體現
(一)邏輯推理能力的培養
在“平行四邊形\"教學中,性質與判定定理的推導過程是培養學生邏輯推理能力的關鍵。推導“平行四邊形對邊相等”的性質時,教師給出定義后,引導學生連接一條對角線,將平行四邊形分成兩個三角形。因對邊平行,根據平行線性質可知內錯角相等,再加上公共邊相等,利用全等三角形判定定理(SAS)能證明這兩個三角形全等,進而由全等三角形對應邊相等得出平行四邊形對邊相等。學生在此過程中運用已有知識逐步推導,邏輯推理能力得到有效鍛煉。
推導判定定理同樣如此。以“一組對邊平行且相等的四邊形是平行四邊形\"為例,教師引導學生逆向思考:先假設四邊形有一組對邊平行且相等,連接對角線構造兩個三角形,通過證明三角形全等得出另一組對邊也相等,最終依據平行四邊形的定義得出結論。學生從結論出發反向推理,逆向思維與邏輯推理能力得以培養。教師還可設置開放性問題,給出四邊形部分條件,讓學生思考添加哪些條件能判定它是平行四邊形并闡述理由,促使學生靈活運用判定定理,多角度思考推理,提升邏輯推理與問題解決能力。
(二)直觀想象能力的提升
直觀想象能力是數學核心素養的重要部分。在“平行四邊形\"教學中,生活實例可有效提升這一能力。教室窗戶的邊框呈現平行四邊形,學生觀察便能直觀感受平行四邊形對邊平行且相等;學校的電動伸縮門在伸縮時保持平行四邊形,讓學生想象其邊長、角度的變化及不穩定性。
教學中,教師引導學生深入探究,如讓學生測量窗戶邊長和角度驗證性質,剖析電動伸縮門結構,探尋其變化規律,鼓勵學生自主尋找生活中的平行四邊形實例并分享,以此激發學生興趣,培養學生觀察與直觀想象能力。教師還可借助多媒體展示平行四邊形在建筑、機械等領域的應用,通過動態演示凸顯特性與價值,拓展想象空間。在講解面積公式推導時,教師利用多媒體動畫呈現剪拼為矩形的過程,助力學生直觀理解,進一步提升其直觀想象能力。
(三)數學建模能力的發展
數學建模能力是學生運用數學知識解決實際問題的關鍵。在“平行四邊形\"教學中,教師可以將諸多生活問題可轉化為平行四邊形模型,如土地規劃算面積、裝修算瓷磚數量。以算平行四邊形土地面積為例,教師先引導學生明確問題,回顧平行四邊形的面積公式 s=, 底 Φ× 高,再確定底和高,代入公式求解,從而建立模型。求解后,教師引導學生檢驗結果的合理性,若不合理就檢查調整。教師還鼓勵學生嘗試不同的建模方法,比較后選最優方法,以此培養創新與實踐能力,提升數學建模水平。
二、核心素養在“平行四邊形”教學中的滲透策略
初中數學“平行四邊形\"教學是培育學生數學核心素養的關鍵。精準把握學情,對教學策略制訂及核心素養培養意義重大。在知識儲備上,學生已掌握基礎幾何知識,對簡單四邊形也有認知,但對平行四邊形獨特性質與判定理解不足。教師可先通過提問引導學生回顧已學知識,如“三角形全等判定方法有哪些?”,再引入平行四邊形內容,通過對比分析助力學生構建知識聯系,提升其邏輯推理能力。面對學生學習能力的差異,教師因材施教。對能力強的學生,教師在課堂上提出“建筑中平行四邊形結構如何優化?\"等拓展問題,鼓勵他們自主探索并分享成果;對學困生,教師利用多媒體展示平行四邊形的變形動畫,課上組織小組互助,讓能力強的學生協助講解證明步驟,幫助學困生理清思路。
(一)立足學生發展,把握教學起點
在生活經驗運用上,教師展示伸縮門、晾衣架等實物或圖片,引導學生觀察并提問“生活中這些平行四邊形應用的原理是什么?”,組織小組討論,讓學生分享生活中的平行四邊形實例,加深其對概念與性質的理解。在教學活動設計上,教師導人時展示圖片設疑,激發學生興趣;講解時,教師組織小組合作,讓學生測量、拼接平行四邊形,探究其性質與判定,教師巡視指導,適時答疑;練習環節,教師設計分層題目,學生完成后小組互評,教師總結反饋。教學中,教師引導學生梳理知識脈絡,對比三角形與平行四邊形知識,總結平行四邊形性質的證明思路,強化學生思維能力,為其終身學習奠基。
(二)展開情境教學,培養學生能力
1.創設生活情境,激發學生的學習興趣
在數學教育中,教師緊密聯系教學內容與生活實際,是激發學生學習興趣、提升教學效果的關鍵以本課教學為例,教師創設生動的生活情境,對學生理解知識、培養數學素養大有裨益。
如概念教學時,教師展示城市人行天橋菱形網格狀扶手的圖片,引導學生從不同角度觀察,提問:“這種扶手設計里的平行四邊形,它的邊有什么特點?為何如此設計?\"學生思考、討論后,能直觀理解平行四邊形對邊平行且相等的特點。
又如,探討穩定性與不穩定性時,教師借助多媒體展示工地升降腳手架運行的動畫,讓學生觀察平行四邊形結構的變化,提問:“腳手架的平行四邊形結構如何實現便捷操作和安全支撐?”學生在思考解答中,理解平行四邊形性質及其在工程中的應用。
教師還可組織“生活中的平行四邊形”調查活動。學生課外觀察記錄,課堂上分享成果,互相提問交流,如“你找到的平行四邊形在生活中有什么作用?”在互動中深化對平行四邊形的認識,培養多種能力。這種教學方法將抽象知識具象化,激發學生興趣,培養數學思維和綜合素養,為后續學習筑牢基礎。
2.運用多媒體資源,增強學生的直觀感受
在信息技術蓬勃發展的當下,多媒體資源憑借其圖文并茂、動靜結合的特性深度融入教學領域。在初中數學“平行四邊形\"教學中,教師合理運用多媒體資源,能顯著提升教學質量。
在性質教學環節,教師借助幾何畫板等多媒體工具,對平行四邊形進行旋轉、平移、拉伸等操作,并提問:“同學們,平行四邊形的邊、角、對角線這些變化中有何性質?\"學生通過觀察動畫,得出對邊平行且相等、對角相等、對角線互相平分的性質,培養空間觀念。講解判定定理時,教師在多媒體上展示普通四邊形,逐步添加條件,如演示“兩組對邊分別相等的四邊形是平行四邊形”時,問:“當對邊長度相等時,圖形發生了什么變化?\"引導學生觀察四邊形轉化為平行四邊形的過程,加深其對相關定理的理解。
在展示應用案例時,教師展示橋梁、機械零件等含有平行四邊形結構的圖片或視頻,組織小組討論:
“這些平行四邊形結構在實際中起到什么作用?\"學生交流想法,體會平行四邊形的應用價值,激發學習興趣。多媒體資源的運用,增強了學生的直觀感受,促進學生對知識的理解與掌握。所以,教師應充分發揮多媒體優勢,打造高效課堂。
(三)設計教學活動,提高邏輯推理
1.組織小組合作學習,促進思維碰撞
小組合作學習作為一種行之有效的教學策略,為學生搭建互動交流平臺,有力促進學生思維碰撞,對提升學生邏輯推理能力效果顯著。在“平行四邊形”教學中,以探究其性質與判定定理開展小組合作,意義非凡。
如探究平行四邊形對邊相等、對角相等性質時,教師將學生分成4~6人一組,發放平行四邊形紙片、直尺、量角器等工具。教師引導:“大家嘗試用手中的工具探究邊與角的關系。\"學生積極動手,有的測量、有的折疊、有的拼接。在交流中,學生各抒己見,互相啟發,深化對性質的理解,學會多角度思考問題。又如,探究“對角線互相平分的四邊形是平行四邊形”判定定理時,教師指導小組用細木條和橡皮筋制作模型,提問:“觀察這個四邊形,如何證明它是平行四邊形?\"學生討論熱烈,分別從三角形全等、平行四邊形定義等角度論證。討論中,學生相互質疑、補充,完善推理過程。
小組合作結束后,各小組代表匯報探究過程與結論,其他小組提問、質疑。教師總結評價,肯定優點,指出不足,引導學生完善推理過程,拓寬學生的思維視野,提升其邏輯推理能力。
2.開展探究式學習,培養自主探究能力
探究式學習作為以學生為主體的教學模式,高度重視學生的自主探索與主動學習。在初中數學“平行四邊形\"教學中,教師運用探究式學習并提出開放性問題,能有效激發學生的好奇心與求知欲,培養其自主探究能力和創新思維。
教學時,教師提出“如何用不同方法證明平行四邊形的判定定理\"這一開放性問題,引導學生開展探究。以“一組對邊平行且相等的四邊形是平行四邊形”的證明探究為例,教師鼓勵學生:“開動腦筋,思考不同的證明思路。\"學生積極思考,有的運用三角形全等知識連接對角線,將四邊形分割為兩個三角形,通過證明三角形全等得出另一組對邊相等,從而完成證明;有的借助平行公理推論,從已知條件出發構建同位角,證明另一組對邊平行;還有的從向量的角度出發,利用向量關系證明對邊平行且相等。在這一過程中,學生充分發揮想象力與創造力,自主探究不同的證明路徑。
為助力學生探究,教師提供數學史資料、數學家故事及數學研究論文,拓寬學生的知識面;組織學生運用幾何畫板開展數學實驗,指導學生構造與變換平行四邊形,觀察分析判定條件與性質;在學生探究時,密切關注進展,適時給予指導與鼓勵。
在學生完成探究后,教師組織交流討論,鼓勵學生分享成果與心得,引導學生相互學習、啟發。教師對學生的探究成果進行評價,肯定學生的努力與創新,深入點評、拓展不同的證明方法,如進一步探討各種方法的適用場景,引導學生深入思考,不斷提升探究能力。
三、核心素養滲透的效果分析
(一)學生學習興趣的提升
在“平行四邊形的性質\"教學中,教師通過創設多元生活情境,有效激發學生的學習興趣,顯著提升課堂參與度。在情境導入環節,教師展示伸縮門、樓梯扶手等生活中的平行四邊形物體,提問:“這些物體的形狀與平行四邊形有何關聯?\"學生專注觀察,積極思考,課堂氛圍熱烈。
在性質探究環節,小組合作讓學生熱情高漲。教師為每組提供工具,引導學生自主探究;學生測量、折疊、旋轉,踴躍分享發現。如探究對邊相等性質時,有的學生興奮展示測量結果,有的學生演示折疊驗證過程,互動頻繁。學生從被動接受轉為主動探索。
課后訪談與觀察顯示,學生對平行四邊形的學習興趣濃厚,意識到數學與生活緊密相連,主動尋找生活中的平行四邊形實例,學習態度更加積極。
(二)學生思維能力的發展
通過作業、測試分析及課堂觀察可知,學生在邏輯推理和直觀想象能力上取得顯著進步。課堂上,探究平行四邊形性質和判定定理時,教師引導學生思考證明思路,如證明對邊相等性質,學生從已知條件出發,運用全等三角形知識推導結論,在討論中相互質疑與補充。當有學生提出新的證明方法,教師鼓勵大家分析、判斷,發生思維碰撞,從而促進知識理解與邏輯推理能力提升。解決實際問題時,學生能分析問題、運用知識求解。如計算平行四邊形土地面積,教師引導學生分析條件、選擇公式,使學生在這一過程中鍛煉邏輯思維能力。
展示生活實例和多媒體動態演示時,教師提問引導學生想象,學生能直觀感受平行四邊形的性質,拓展其直觀想象空間。推導面積公式時,學生動手剪拼,理解平行四邊形與矩形的關系,增強直觀想象能力。討論判定條件時,教師啟發學生想象圖形,讓學生在想象中鍛煉思維。
(三)學生數學應用能力的增強
教師發現學生解決平行四邊形實際問題的能力明顯增強。教學中,教師引人計算花壇面積、確定物體尺寸等實際問題,引導學生思考:“如何將這些實際問題轉化為數學問題?”
學生分析問題,提取關鍵信息并轉化為數學問題。如學生計算花壇面積時,能快速確定其形狀,找出底和高并計算,體現知識運用與問題轉化能力。面對復雜問題,學生靈活運用多種方法;確定物體尺寸時,學生可測量、計算或推理判斷;分析框架穩定性時,學生可通過實驗觀察或用原理分析。
課后實踐作業和觀察表明,學生能將知識應用于生活。學生制作手工藝品、測量物體時準確運用性質和判定方法,數學應用能力得到切實增強。
四、“平行四邊形”教學反思與建議
(一)教學反思
在“平行四邊形\"教學中,核心素養的滲透取得一定成果,但仍存不足。
一是情境創設時,教師展示伸縮門、晾衣架等實例,激發學生興趣,如以伸縮門講解平行四邊形的不穩定性,學生理解直觀,但深度和廣度欠佳;展示樓梯扶手時未深挖力學原理,導致學生對知識的理解浮于表面。
二是教學活動組織上,小組合作探究平行四邊形性質,學生積極討論、動手操作,思維碰撞,能力提升。但部分小組分工不明,學生參與度不均;探究式學習中,基礎薄弱學生面對開放性問題時缺乏自主探究能力,需教師更多引導。
三是教學方法上,多媒體展示平行四邊形動態變化,助力理解判定定理。但教師過度依賴多媒體會導致學生動手操作減少,如面積公式推導,學生親身體驗不足。
四是教學評價以課堂提問、作業測試為主,對小組合作、探究能力評價不夠全面深入,小組合作時,對學生合作態度等評價不夠細致。
(二)教學建議
1.情境創設要拓展廣度,教師可以引入建筑、機械等領域案例,如橋梁結構,加大深度,展示后提出啟發性問題,引導學生思考。
2.組織教學活動時,教師在小組合作前明確分工,如探究性質時分解任務,在過程中關注并指導學生,培養學生的合作溝通能力;對探究困難的學生,教師以引導性問題啟發思維。
3.教學方法上,教師應合理運用多媒體,結合動手操作,如面積公式推導先動手再展示;開展互動式教學,提升學生積極性。
4.評價體系要多元化,除了傳統方式,教師應增加對學生合作、探究等能力的評價,采用教師評價、學生自評與互評,全面客觀地評價學生的學習情況。
五、總結
本次初中數學“平行四邊形\"教學中核心素養滲透的探索實踐,經理論剖析、案例研究及效果評估,得出結論:初中數學核心素養含多個要素,在“平行四邊形\"教學中體現豐富。教學中,教師立足學生學情,設計多元活動;創設生活情境,展示伸縮門等,激發學生興趣;運用多媒體,增強直觀感受;組織小組合作,如探究性質時,學生交流并互相啟發;開展探究式學習,提出開放性問題,培養自主探究能力。教學案例表明,學生學習興趣、思維能力及應用能力顯著提升,證明在“平行四邊形\"教學中培養學生的核心素養可行且重要,能使學生融入教學各環節,從而促進學生發展。
(作者單位:甘肅省華亭市西華初中)
編輯:陳鮮艷