《郝四柱工作室》——数学教学中教具创新探研

浏览数量：273 作者:南京市金陵中学仙林分校中学部发布时间： 2021-01-12 来源：本站

郝四柱工作室——数学教学中教具创新探研

南京市示范中心成果展示

【摘要】：本案例是围绕数学教学课程中难点问题进行重点突破而制作的；通过现代化工具进行制作，让学生能够直观的理解和发现数学模型的内涵，降低数学思维的难度，弥补数学抽象带来的数学枯燥、晦涩，提升课堂教学效率。

一、教具制作的目的

【素养目标】数学核心素养提出：“数学核心素养包含数学抽象、逻辑推理、数学建模、数学运算、直观想象、数据分析等六个方面。数学学科核心素养的培养，要通过学科教学和综合实践活动课程来具体实施。”在初一到初三整个教学过程中，都需要进行核心素养的培养。

【数学模型可视化】数学模型的出现，需要老师针引导学生进行数学模型的提炼、分析、归纳、总结，形成良好的教学程序；师生课堂共建，形成精确的数学认知。

【难点突破】如何让教学过程能够顺畅、简洁？许多难点问题可以通过几何画板等工具进行演示达到目的，但是缺点是：几何画板的东西仍然没有物化，其过程不能被所有学生所认同，过目即忘、缺乏动手直观的情况时有发生；根据数学思维可视化的物化要求：学生动手能够促进学生的思考，因而让数学手段达到物化、动画、理解深化、思维优化的层面。

【数学模型的物化】基于我校数学示范中心的3D打印、激光切割等配备，能够实现规模化制作，让每个小组都能实现自己利用教具进行合作、琢磨、发现。

【数学实验室】：1、加工工具：3D打印机、激光切割机、洗床、曲线锯等。

2、仪器设备：Arduino开发板或实木木条、锂电池、扩音器、电路模块、红外灯泡等。

3、通用耗材：护目镜、粘接剂、纤维胶布、尼龙搭扣、电工胶布、透明胶、剪刀、直尺、圆规、裁纸刀、钢丝、软管等。

4、设计软件：Autocad2016 SolidWorks2016 Arduino IDE

二、教具设计、制作、用途简介

教具	工具简介（教学具体用途）	适用年级
第1件：抛物线上动点函数值大小比较	通过3D打印的抛物线教具：上面两个动点的运动，认识到点的纵坐标的大小比较，关键看它到对称轴的距离的大小（开口向上时，距离对称轴越远，函数值越大；开口向下时，刚好相反）	初三

第2件：圆周角和圆心角之间的关系教学	通过3D打印圆心角和圆周角模型：让圆周角顶点在圆上不断的运动，感知该定理的三种分类情况；并把定理证明转化为特殊情况得到解决。	初三

第3件：特殊的四边形	通过木工制作，或3D打印的四边形可以变成长方形、平行四边形、菱形、正方形、等腰梯形等变化	初二

第4件：定边定角的隐圆可视化	3D打印的可滑动的角：让定边固定，让角度一定的角的两边在定边的两个端点上运动，发现角的顶点运动是一个隐圆：8字形隐圆。	初三

第5件：旋转角问题	利用可伸缩、可固定的金属条，让一个角的边固定，另一边绕着顶点旋转，可以达到角的旋转，实现旋转。配合所学的相应年级的知识进行分析	初一、初二、初三
初一：角的概念：用旋转观点看“角”以及角的边的延伸性
初三：绕着定点旋转的线段，其另一个端点的轨迹是圆；
第6件：出现声、光、电融合系列	基本几何模型，通过开关按钮，进行声音播放、光的闪烁。达到眼、耳、口的使用。	初一、初二、初三
目前该项目制作正在优化之中，以期得到教具和相应的配套设施体积小、音量大、光感强、多按钮、成本低、易操作的效果。这一套可以制作十余件。
总结：	上述教具的制作只是数学教学中的一些难点问题的思维可视化一小部分，将随着开发的深入，会形成一整套的初中数学可视化教具体系，有效促进数学教学工作。