美国著名教育家爱德华兹说过:“教育的伟大目标不只是装饰,应是训练心灵使具备有用的能力,而非填塞前人经验的积累.”课堂教学中教师采用情境教学的方式,能迅速拉近学生与知识的距离,从而提高学生学习的兴趣.但教师对于情境教学的处理,大多是提供对知识的解释,让学生听懂以便于记住,从而认为学生从那里“发现”了知识,这显然是一种误解.抽象的知识只能生成不能发现,而这正是情境教学所欠缺的.现象教学则通过知识、情景、现象的循环,让学生对现象进行思考而形成对世界的认识,这与2017版高中数学课程标准中指出的“三会”是高度一致的.数学抽象产生的硕果就是形成概念,这是数学教学(也是一切教学)的核心之处. 二、课堂实录与设计意图 (一)生活现象引入概念 师:同学们,前面我们学习了平面直角坐标系,它使得平面上的任意一点P都有唯一有序实数对(x,y)与之相对应.比如点(2,-1),可否在坐标系中标注出来? (生上前指出点(2,-1)在平面直角坐标系中的位置.) 师:设想一下,军舰巡逻在北纬38度,东经121度的黄海海面上,如果你是负责观察雷达的哨兵,现在雷达显示前方有一群水雷,你应如何向军舰通报敌情,确定水雷的位置,以便将它们引爆? 生:如果知道水雷所在的经纬度,便可以确定水雷的位置. 师:这个其实类似于平面直角坐标系的思维方式,经纬度就相当于点坐标.假设水雷的位置是北纬38.5度,东经120.5度,你能想象两者的相对位置吗? 生:直接想有点困难.但如果我能在地图上把这两个点标注出来,那么我想我可以发现其相对位置. 师:好!图1是哨兵观察到的雷达图,你是否有其他方式说出水雷的位置?
生:水雷在军舰北偏西45°,10海里的位置上. 师:两种回答,大家觉得哪种更能表现位置的相对性? 生:后者.听到后面的答案,我在头脑中大概可以浮现出水雷的位置. 师:经纬度可以标识位置,而这位同学的回答,显示的是两点相对位置关系的刻画.请同学们思考一些,处理这种位置关系中,我们需要考虑哪些要素? 生:北偏西45°是考虑水雷相对于军舰方位,10海里是考虑军舰与水雷之间的距离. 师:在军舰位置确定的情况下,根据方位和距离,水雷的位置是否是唯一确定的? 生:(边比划着图边说)可以的.首先在军舰北偏西45°这样一条射线上,再往前10海里即可发现水雷. 师:为了更好地体会你所说的两个要素,让我们来实际演练一下.请一个同学站定,演示军舰,那么另外一位同学比划位置,演示水雷所在的位置? (演练过程中,有的同学不知道东西南北,就比较困惑,因为要确定方位必须先要确定“北”,再去转换.有些同学比较口语化,报以左多少度,也有和钟表类似的,在10点和11点方向中间.也有同学先考虑北向前10海里,再选择方向变化.) 生:首先,我们确定正北方向,然后向正西方向旋转45°,再往这个方向向前10海里,从而确定水雷的位置. 师:好!通过演练,我们进一步明确用方位和距离的两个要素来确定水雷的位置.下面,我们再来看这么一个数学问题. 设计意图:通过雷达显示水雷位置的处理,通过师生互动,揭示两种表示相对位置关系的方式.通过比对,发现新的位置关系与平面直角坐标系的不同,并抽象出与极坐标系关联的方位和距离两个要素.接下来,教师组织学生活动,在活动中发现问题,并通过对问题的分析、引导、处理,进一步加深学生对这两个要素的理解.确定水雷位置教学情景的应用的分析实现对概念的第一次数学化,这是比较感性的. (二)数学现象深化概念 (投影问题)在平面直角坐标系中,已知点
,将点
绕原点逆时针旋转
,得到点P',试确定点P'的位置.
师:大家思考一下,考虑哪些量可以确定点P'的位置? 生:(思索片刻)点P绕原点逆时针旋转,因此点P'到原点的距离是2.同时由于旋转的角度是
,故点P'在一条确定的射线上.