[摘 要] 圖形,是數(shù)學信息的重要載體;教學中要培養(yǎng)學生直接從圖中搜集、分析和處理信息的能力,即培養(yǎng)讀圖能力. 小學高年級數(shù)學教學中,所接觸的線段圖、幾何圖形、坐標圖等圖象較抽象,條件隱蔽,關系復雜. 可以采用“圖文結(jié)合,化零為整”,“圖繪結(jié)合,化靜為動”,“圖型結(jié)合,化虛為實”,“圖策結(jié)合,化難為易”等策略,有效培養(yǎng)和提升學生的讀圖能力.
[關鍵詞] 小學數(shù)學;讀圖能力;培養(yǎng)策略圖形,是數(shù)學信息的重要載體;《數(shù)學課程標準》指出:“要培養(yǎng)學生直接從圖中搜集、分析和處理信息的能力”,強調(diào)讀圖能力的培養(yǎng).小學數(shù)學低、中年級常常用直觀、趣味性強的圖形、圖象呈現(xiàn)數(shù)學信息,學生已經(jīng)初步學會讀圖,具備了初步的讀圖、析圖能力. 高年級教學中,接觸到的圖象有情景主題圖,更多的是線段圖、幾何圖形、坐標圖等,這些圖象往往更為抽象、條件更為隱蔽,關系更為復雜. 如何進行讀圖能力的有效培養(yǎng),提高分析和解決問題的能力,是小學高年級數(shù)學教學中亟待解決的問題. 筆者擬從“四個結(jié)合,實現(xiàn)四化”入手,談談個人的體會.
高年級的教材中,大量存在情景主題圖、圖文信息題,它們的信息較為零散. 這類題目,旨在讓學生運用觀察、閱讀、歸納、分析的方法,獲取有用的信息,以進行演算和推理,培養(yǎng)學生獲取信息的能力、信息轉(zhuǎn)化能力和應用信息的能力. 圖文結(jié)合,就是要把圖形和文字的信息進行綜合、疊加,化零為整,又要把圖文信息相互對應,將它們所蘊涵的信息進行相互補充和相互支撐. 我們要引導學生有序觀察,多角度思考,保持信息的完整性,篩選出有效的信息,并提出問題,形成解決問題的方案.
比如:爸爸從甲地走向乙地,兒子從乙地走向甲地,兩人同時出發(fā),兩人之間的距離與兒子行走時間的關系如圖1所示,根據(jù)圖象可得爸爸比兒子每分鐘多走( )米.
這是一道圖文信息題,題干文字中提供了兩個主要信息:一是爸爸和兒子是相向運動,二是求速度差. 圖象中提供的信息更為豐富,圖象的橫坐標上,時間變量從0到24分鐘,有8分鐘和24分鐘兩個明確的時間信息;縱坐標上,路程變量是0到720米. 若圖文相離,則信息不全,無從解題,甚至偏離正確的思路,使問題復雜化. 如果讀圖時,通過圖文結(jié)合,整合信息,細心觀察、分析圖象含義,就可以抓住圖中關鍵信息——8分鐘和24分鐘,算出父子速度以及兒子的速度,進而解決問題,即:①速度和:720÷8=90(米)②兒子速度:720÷24=30(米)③速度差:90-30=60(米).
靜態(tài)的讀圖與動態(tài)的繪圖操作,似乎是不相干的事,其實不然,“能根據(jù)文字繪出或想象出圖意”是讀圖能力提高的一個標志. 讀圖需要借助對圖形特征的認識、需要借助操作的經(jīng)驗和感知.陸游詩云“書上得來終覺淺,絕知此事需躬行.” 實踐出真知,化靜為動,圖繪相益. 讀圖為繪圖操作提供信息支持,畫圖操作為讀圖奠定感性基礎. 圖繪結(jié)合,有助于學生直觀地讀出信息,厘清數(shù)量關系.
如圖2:長方形ABCD以BC為軸旋轉(zhuǎn)一周后,其中白色部分和黃色部分體積比是多少?面對這個靜態(tài)的圖形,學生會如何讀圖呢?經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),學生讀圖解答時主要有三種情況:(1)從圖中直觀看圖,輕率得出白色、黃色兩部分經(jīng)旋轉(zhuǎn)后的體積比為1∶1;這種結(jié)論受到 “先入為主”效應的影響——學生直觀感知:圖形一樣,旋轉(zhuǎn)后的圖形也一樣,因而體積也一樣. (2)根據(jù)題意進行想象,繞BC邊旋轉(zhuǎn)后是一個圓柱體;但學生想象會存在困難,分析結(jié)論時,意識停留在圓柱體沿直徑的一個縱截面上——長方形AA′DD′(見圖3),白色與黃色區(qū)域相同,得出體積相等的錯覺;這種情況是學生想象能力發(fā)展水平還不夠而引起的,也有學生探究問題的深度不夠及對所學知識的概念理解不深入. (3)思維和空間想象能力比較強的孩子,憑借讀圖分析能順利、正確解題;事實表明,這種情況為數(shù)不多,約占30%. 如果在讀圖時,教師引導學生采取“圖繪結(jié)合、化靜為動”策略,根據(jù)題意畫出示意圖(見圖3),就很容易發(fā)現(xiàn):黃色部分是一個與圓柱等底等高的圓錐,體積占圓柱體的三分之一,白色部分體積則占圓柱體的三分之二,從而得出V白和V黃的比是2∶1.
小學生的思維發(fā)展,從感性思維向形象、抽象思維過渡,高年級學生已經(jīng)具備了一定的空間想象能力,但發(fā)展水平還很有限;面對立體圖形的讀圖,往往還是受年齡心理特征的約束,對想象的立體圖形的感覺“虛而不實”,總體表現(xiàn)“平面強、立體弱”. 對于立體圖形的讀圖能力的提高,我們認為可以圖形結(jié)合,化虛為實. 利用實物或模型操作,既激發(fā)了學生的學習興趣和學習積極性,同時帶來真實、豐富的感知,積累大量的表象. 圖形結(jié)合,還可以喚醒學生的生活體驗和知識經(jīng)驗,建立起圖象與立體圖形的空間聯(lián)系,形成“空間感覺”.
如圖4,根據(jù)正面、上面、左側(cè)面的視圖,所觀察到的物體是什么樣子?共有多少塊小正方體?本題的讀圖,需要較強的空間想象能力,要依據(jù)三份視圖進行三維構(gòu)建,學生無從下手或構(gòu)建不完整. 教師可以引導學生用小正方體學具,嘗試搭拼圖型,再把圖形與實物模型進行對照,打通平面圖形與立體圖形之間的聯(lián)系,提高空間想象能力、讀圖能力. 當然,用嘗試畫圖的方式,也能殊途同歸,都能實現(xiàn)對學生讀圖能力的提升.
策,方法也. 分割、旋轉(zhuǎn)、平移、轉(zhuǎn)化、等量代換等方法都是讀圖活動中有效的策略. 高年級教學中,常有較為復雜的圖形,往往數(shù)量關系較為隱蔽. 讀圖、分析處理圖形信息時,借助這些策略,可以實現(xiàn)信息的有效轉(zhuǎn)化,使讀圖化繁為簡,化難為易,圖形的數(shù)量關系進一步清晰,有利于形成簡明的解題思路.
讀圖時,采用的策略不同,所獲取的信息就不同,分析和解決問題的方法也就不同,應注重解題策略的優(yōu)化. 如圖5,求陰影部分的面積. 方法1:采用分割法,在正方形中添加對角線,把陰影部分分割成八個弓形,再求和. 方法2:重疊法;圖中有4個半圓,即2個圓,試想,如果這2個圓鋪滿正方形,沒有重疊,則2個圓的面積正好等于正方形的面積;而圖形中有出現(xiàn)重疊,則說明2個圓的面積減去正方形的面積正好等于陰影部分的面積.
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又如圖6:(1)面積比較:S△AOD( )S△BOC;(2)圖中有( )對面積相等的三角形.學生在讀圖中,會憑視覺、直覺認為S△AOD略大,造成錯誤結(jié)論.如果在讀圖時,結(jié)合梯形的高或平行線之間距離相等的性質(zhì),就能讀出圖中△ACD與△BCD等底等高,即S△ACD=S△BCD,運用等量消去策略,減去S△ODC,可得S△AOD=S△BOC,進而得出圖形中有3對面積相等的三角形. 讀圖中,能否運用相關的策略,讀出圖形信息,對于分析和解決問題至關重要.
總之,圖形是一種數(shù)學語言,讀圖就是要讀出圖形所傳遞的數(shù)學信息;在小學高年級數(shù)學教學中,要激發(fā)學生讀圖興趣,更要多渠道、多角度進行讀圖能力的培養(yǎng),并進行必要的方法指導和訓練,以期提升讀圖能力,乃至提高學生數(shù)學素養(yǎng)和數(shù)學能力.