《义务教育数学课程标准(2011年版)》(以下简称“新课标”)中设置了“综合与实践”领域,这个领域与知识领域相比,它更多的指向实践和综合,指向数学应用,是一类以问题为载体,以学生自主参与为主的学习活动。在课标修订后,对这一领域的教学提出了明确要求:引导学生关注知识的综合,体会数学知识之间、数学与其他学科之间、数学与生活之间的联系。而从总体内容上看,开展综合与实践活动,是在具体目标“经历问题情境——建立模型——求解——解释与应用的基本过程”的基础上,把“综合与实践”提升为包含选题、开题、做题、结题四个环节的一个模拟的“微型科研的过程”。综合实践就是要让学生能有`微科研'的体验,增长`微科研'的能力,在`微科研'中提升问题意识,培养创新精神。
基于上述背景,下面结合平时一节综合实践课“平面图形的镶嵌”的教学设计进行一次再设计,并由此引发思考:
一、教学设计
在本章前几节的学习中,学生经历了对平行四边形、菱形、矩形、正方形、梯形等一些特殊四边形性质和判定的探索活动,掌握了相关知识并了解了多边形的内角和外角。本节力图学生通过对“平面图形的密铺”的研究,进一步强化对多边形的内角和以及相关知识的认识。
教学目标:
1.经历探索多边形密铺(镶嵌)条件的过程,进一步发展学生推理、合作交流的意识和一定的审美情趣;
2.通过探索平面图形的密铺,知道哪些图形可以密铺;
3.通过本节的学习,进一步感受平面图形在现实生活中的广泛应用。
教学重难点:多边形密铺的条件
教学过程
(一)美图欣赏
1.(1)观察工人师傅铺地砖的情境;
(2)观察校园中、家中等随处可见的平面图形密铺实况;
2.小结:(1)什么叫平面图形的密铺?
用形状、大小完全相同的一种或几种平面图形进形拼接,彼此之间不留空隙,不重叠地铺成一片,这就是平面图形的密铺,又称叫做平面图形的镶嵌。
(2)生活中平面图形的密铺随处可见,你能再举一些生活中的实例吗?
设计意图: 现在的学生思维活跃、求知欲强,对事物都有自己的看法,他们的学习在很大的程度上受着兴趣、情感的支配。通过观察、举例生活中密铺的平面图形,可以激发他们参与活动的积极性,进一步让他们感受平面图形密铺在现实生活中的广泛应用。
(二)小组合作、探索发现
1. 探索活动[拼一拼]:用大小相同的正三角形、正方形、正六边形能否密铺?简述你的理由。
A.学生自主动手操作,小组成员活动观察。
B.小组成员合作交流,组长及时归纳总结。
结论:(1)用形状、大小完全相同的正三角形可以密铺,每个拼接点处有6个角,这六个角都是正三角形的内角,它们的和为360°。
(2)用同一种正四边形可以密铺,每个拼接点处的四个角恰好是正方形的四个内角,它们的和为360°。
(3)用同一种正六边形也可以密铺,每个拼接点处的三个角恰好是正六边形的内角120°,它们的和也为360°。
2.延伸拓展[议一议]:除正三角形、正四边形、正六边形能密铺外,正五边形能否密铺?为什么?请叙述你的理由。还能找到其它能密铺的正多边形吗?
A.小组小组成员合作交流。 B.组长交流发表小组意见
结论:正五边形不能密铺。正五边形的每个内角都是108°,在每个拼接点处,三个内角之和为324°,拼接处会有空隙,而四个内角之和都大于360°,拼接处有重叠现象,因此正五边形不能密铺。同理:除正三角形、正四边形、正六边形外,其它的正多边形都不可以密铺。
设计意图:这一问题的设计,主要想带领学生先从特殊的正多边形开始研究镶嵌,任意多边形甚至任意图形,涉及的范围较广,采用数学中从特殊到一般的研究方法,可以降低问题的难度。事实上,通过[拼一拼]、[议一议]中的合作交流探讨,学生确实能从实践层面和理性分析合情推理方面,得到数学事实,正三角形、正方形形、正六边形可以密铺,其它正多边形不能密铺。
3.终极挑战[拼一拼] [议一议]:(1)同一种任意三角形能否密铺?
(2)用同种任意四边形可以密铺吗?
小组合作,拼接摆摆,将你实践探索的结论与同伴交流,组长总结归纳。
结论: (1)同一种任意三角形可以密铺。密铺过程中,每个拼接点处有6个角,这6个角分别是这种三角形的三个内角(其中两两分别相等),它们可以组成两组三角形的内角和,6个角总和为360°。
(2)用同种任意四边形也可以密铺。个拼接点处的四个角恰好是一个四边形的四个内角,它们的和为360°。
设计意图:由对特殊图形的密铺到一般图形密铺的探索,实现了“实践—认识—再实践—再认识”的研究问题的方法。意在通过学生的活动,发现任意多边形可以密铺的条件:每个拼接点处的多边形各内角之和能组合成 180°或360°。
4.训练反馈 [练一练,想一想]
如图,在一个正方形的内部按图示的方式剪一个正三角形,并平移,形成如图所示的新图案,以这个图案为“基本单位”是否进行密铺?说说你的理由。
结论:可以,正方形是可以密铺的,而本题只是在整个密铺图案中,将其中一个正方形的某一部分平移到了另一正方形的相应部位,因而它也是可以密铺的。
设计意图:平面图形的密铺是体现多边形在现实生活中应用价值的一个方面,也是开发、培养学生创造性思维的一个重要渠道。为有兴趣的学生研究多种多边形的密铺、不规则图案的密铺提供了范例,增强了学生对密铺的理解。
(三)收获评价,总结提高
l 本节课你有什么收获和感受?
l 本节课你有什么疑惑和问题?
l 你能给自己和同伴在本节课的学习作个评价吗?
设计意图:通过师生反思评价,梳理知识,系统归纳,对知识和方法进行总结。
二、设计思路
背景分析:随着中考选拔功能的渐趋增强,综合与实践活动的内涵逐步走进命题者视野,承载着选拔的功能。在《新课标》中对于这部分内容有明确的要求:探讨一些具有挑战性的研究课题,发展应用数学知识解决问题的意识和能力。同时,进一步加深对相关数学知识的理解,认识数学与生活之间的联系(“综合与实践“在各版本教材中都有相应的教学内容和素材,甚至有些版本教材配套出版有”综合与实践“的补充素材。而在近几年的中考中越来越多的地区都通过相应的试题为载体,对这部分的教与学进行考查。)
过程分析:“综合与实践“是以问题为载体,以学生个体积极参与为主的学习活动。在学习活动中,学生将综合应用已有的知识经验、活动经验以及思维惯性经验,经历实验操作,类此归纳、探究猜想、验证结论并运用结论解释现实问题合理化的过程,实现累积活动经验和获取生命感悟的个性化目标,从而提升学生的问题意识、应用意识、创新意识以及解决现实问题的能力。
这些不同的“综合与实践“活动,可以综合不同年级的学生不同的感受,从而使学生自觉地发现数学与生活之间的联系,帮助他们更好建立知识体系。
三、实施建议:组织学生开展综合与实践活动时我们要注意以下几点
(1) 处理好学生独立思考与合作交流的关系
(2) 提高组织学生开展自主探索活动的能力
(3) 给学生自主探索足够的“自由度”
积累数学活动经验,培养学生应用意识和创新意识是数学课程的重要目标。“综合与实践”是实现这些目标的重要和有效的载体,“综合与实践“的教学,重在实践,重在综合,我们在教学设计和实践时应特别关注问题的选择,问题的展开过程,学生参与的方式,学生的合作交流,活动过程和结果的展示与评价等。