甘小生 李朝暉
“圖形與幾何”是義務(wù)教育階段小學數(shù)學課程內(nèi)容四個部分之一,其教學目的是培養(yǎng)和發(fā)展學生的空間觀念。所謂空間觀念主要指物體的形狀、大小、位置、距離、方向等具體的直觀形象在人腦中產(chǎn)生的表象及想象,它是以空間知覺為基礎(chǔ)逐漸形成起來的。而表象就是當實際物體不在面前時,人腦對客觀事物的形象反映,它兼有直觀性和概括性的特點,是由感知過渡到概念的“橋梁”。小學生的年齡特征,決定了他們對圖形的認知活動處于由依據(jù)直觀表象為主的辨認水平,逐漸向以依據(jù)特征為主的初級概念判斷水平的發(fā)展。教學中,應(yīng)恰當把握直觀經(jīng)驗的感性認識與理性抽象數(shù)學特征的關(guān)系,讓學生在形象直觀的探究活動中形成和發(fā)展空間觀念。下面以人教版小學三年級數(shù)學上冊《周長的認識》一課為例,談?wù)劷虒W中如何引導學生在觀察、操作等直接體驗活動的基礎(chǔ)上進行推理和抽象概括,把握數(shù)學本質(zhì),形成空間觀念。
課前思考:抽象的數(shù)學知識呼喚直觀的現(xiàn)實原型“無痕對接”
數(shù)學來源于生活,教師要善于根據(jù)教學內(nèi)容選取數(shù)學知識的生活原型。然而,現(xiàn)實生活豐富多彩,素材的選用要充分考慮小學生的認知特點和生活經(jīng)驗,應(yīng)在能較好地反映數(shù)學本質(zhì)的前提下盡可能地貼近學生的現(xiàn)實生活,便于他們經(jīng)歷從現(xiàn)實情境中抽象出數(shù)學知識與方法的過程。
《周長的認識》是圖形與幾何知識領(lǐng)域的重要內(nèi)容之一。周長概念不僅僅局限于長方形和正方形的周長,也包含所有平面圖形的周長。從字面上看,周長的概念似乎不難理解,但從教學實踐看,學生在學習面積之后,對周長和面積兩個概念總是容易混淆。仔細反思教學,還是開始學習時對周長概念的認識不到位。究其原因,是三年級學生的形象思維占優(yōu)勢,抽象思維有待發(fā)展,平時我們呈現(xiàn)給學生直觀看到的是一個平面圖形,而要讓學生說到周長就會去想到“圖形一周的長度”,則是一個較難的認知過程。建立周長的空間觀念既是對學生空間思維能力的挑戰(zhàn),也是學生學習的難點。因此,教師在擬訂教學方案時需要考慮創(chuàng)設(shè)一個與學生生活、學習內(nèi)容相適應(yīng)的情境,激發(fā)學生探求解決問題的欲望,以及如何引導學生緊緊抓住“長度”一詞去思考,從學生的生活經(jīng)驗和已有的知識出發(fā),結(jié)合具體的實例,讓學生通過觀察和親身體驗,體會周長的含義,即封閉圖形一周的長度。
創(chuàng)設(shè)情境:直觀的生活情境助推有效教學理性的本質(zhì)特性
空間觀念具有一定的抽象性、概括性,而小學生普遍缺乏由感性認識上升到理性認識的思維能力?,F(xiàn)實生活中豐富的原型是發(fā)展學生空間觀念的寶貴資源,在教學中應(yīng)當多結(jié)合生活實際,引導學生把從生活中感受到的圖形與學習的數(shù)學知識有機聯(lián)系起來,增強直觀感受,認識圖形特征。
《周長的認識》一課中,圖形的周長實際就是用適當?shù)拈L度單位量出圖形邊線的長度。周長的概念對于小學生來說卻比較抽象,因為在實際生活體驗中,學生見到、摸到、用到的圖形感知是形狀、大小比較多,而感受和關(guān)注周長的時候比較少。學生的認識只是停留在這個圖形的整體印象上,也就是只能感受到這個平面圖形的大小,對于周長的概念還所知不多。值得我們思考的是,生活中怎樣的實例能夠蘊含周長的三個關(guān)鍵詞:封閉圖形、一周、長度。這是選取教學情境創(chuàng)設(shè)的出發(fā)點和融合點。基于這樣的思考,教學時可設(shè)計學生熟悉的沿操場跑一圈的活動情境。(課件出示跑步路線動畫)情境一:未到一圈(如圖1)。情境二:超過一圈(如圖2)。學生觀察后,自然會發(fā)現(xiàn)這兩種情境都不是完整的一圈,參與到教學活動中的興趣也調(diào)動起來了。接下來,教師讓學生邊在圖上指認位置、路線邊口述:從任意一點開始(起點),沿著邊線跑一次,最后再回到起點(終點與起點重合),這就是操場的一圈(即周長)(如圖3)。
為了更好地把握周長的本質(zhì)特征,緊接著設(shè)計組織學生辨別情境三:在操場里面跑了一圈(如圖4)。情境四:從起點出發(fā),途中跑到內(nèi)圈,最后也回到起點(如圖5)。
這時引導學生觀察、討論,這樣的一圈是不是操場的周長,讓學生在直觀感受中理解周長應(yīng)是邊線,在議一議的思辨中,初步建構(gòu)周長的表象特征。在此基礎(chǔ)上再讓學生翻開課本,看一看數(shù)學書上是如何闡述周長的,把個人認為的關(guān)鍵詞圈起來,并說一說自己的理解。這樣教學遵循了直觀——表象——抽象的認知規(guī)律,學生容易理解與掌握數(shù)學知識的實質(zhì)。
動手操作:直觀的操作體驗深化初步的感知,產(chǎn)生質(zhì)的飛躍
兒童認知從直觀形象到理性抽象的規(guī)律是從動作表象到符號(數(shù)學語言)表象。學生空間觀念是在活動的過程中逐步建立起來的。學生只有親身經(jīng)歷了這一數(shù)學化的體驗過程,才能較好地把感性認識上升到理性認識。教學實踐中,應(yīng)在不同形式的動手操作中,讓學生主動探究認識圖形的特征??梢哉f,在“圖形與幾何”內(nèi)容教學過程中,通過設(shè)計動手操作環(huán)節(jié),調(diào)動學生多種感官協(xié)同參與,使直觀的形象在頭腦中得到反映、形成表象,能讓學生對概念的認識更清晰、理解把握更正確。
在《周長的認識》教學時,教師可設(shè)計以下幾個層次的活動:活動一,初步感知周長。依次摸一摸數(shù)學書封面的周長、課桌面的周長、圓形紙片的周長、樹葉的周長?;顒佣_理解周長。辨一辨,議一議:(出示一個角的圖形)思考角有沒有周長?通過討論可知:角不是封閉圖形,不能從起點經(jīng)過一周回到起點,沒有周長?;顒尤?,整體感知周長。描一描:用彩筆描出下面各圖形的周長。
活動四,強化對周長概念的建構(gòu)。找一找身邊物體表面的周長,說一說你對周長的理解。學生通過邊列舉生活中實例邊用語言表述“物體的表面或平面圖形一周邊線的長就是周長”推進了對周長概念的進一步理解。
策略應(yīng)用:“化境”的形象直觀,融合“脫俗”的理性認知
學生對新知的理解與掌握通常都不是一次簡單的認識就完成的,需要加以逐步深化、提高。只有注重對所學知識的延伸、拓展,才能強化認知,掌握數(shù)學知識,同時,也培養(yǎng)和提高了學生解決實際問題的能力。
《周長的認識》一課在理解周長的含義之后,引導學生合作探究不同形狀平面圖形的周長測量,既感悟不同的數(shù)學思想方法,也進一步加深對周長概念數(shù)學化形成。活動一:規(guī)則圖形周長的測量方法(如:三角形、長方形、正方形等)。先用刻度尺測量規(guī)則圖形邊的長度,再計算出圖形中幾條邊的長度和,就得到圖形的周長?;顒佣翰灰?guī)則曲邊圖形周長的測量方法(如:圓、心形等)。先用繩子沿著圖形的邊圍一圈,再用刻度尺量出拉直繩子的長度,繩子的長度就是不規(guī)則圖形的周長?;顒尤海ㄈ鐖D:出示有聯(lián)系且增加圖形大小干擾的兩個圖形)比一比,哪個圖形的周長長?
這樣,在初步建立周長概念的基礎(chǔ)上,讓學生動手的過程,有效提高了知識攝取的效果。在測量、計算、辨析活動中,探究計量不同圖形的周長,進一步體會周長的實際含義,認識周長是可以測量的,充分感知周長是長度,單位用長度單位。同時,避免了“只有規(guī)則圖形才能計量周長”的思維定式產(chǎn)生,感受到“化曲為直”的數(shù)學思想方法。
總之,“圖形與幾何”教學中,要充分將小學生的生活經(jīng)驗作為認識圖形、發(fā)展他們寶貴資源的空間觀念。巧借“幾何直觀”的形象性助力抽象空間概念的有效生成,充分發(fā)揮感性素材的作用,從而引導學生逐步學會融合數(shù)學的理性思維到豐富的現(xiàn)實生活中,促進學生空間觀念的形成和發(fā)展。
(作者單位:武漢市黃陂區(qū)長軒嶺街長嶺小學)