錢建兵
【摘 要】日常生活經(jīng)驗(yàn)促使學(xué)生形成了“日常數(shù)學(xué)概念”,而在這些“日常數(shù)學(xué)概念”中,存在著個(gè)人的、生活化的、零散的對數(shù)學(xué)概念的理解與認(rèn)識(shí),教學(xué)中要了解并利用“日常數(shù)學(xué)概念”中科學(xué)的、數(shù)學(xué)化的成分,引導(dǎo)學(xué)生在操作與思考的不斷深入與精致中,凸顯數(shù)學(xué)概念的關(guān)鍵,并認(rèn)識(shí)到原有知識(shí)中的不足,由模糊走向清晰,祛除非本質(zhì)屬性并進(jìn)行抽象概括,促進(jìn)顯性化數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)的形成。
【關(guān)鍵詞】默會(huì)性;顯性化結(jié)構(gòu);經(jīng)驗(yàn);思維
蘇教版教材中“平行四邊形的認(rèn)識(shí)”是在三角形的認(rèn)識(shí)之后編排的內(nèi)容。教材在編排這一內(nèi)容時(shí),讓學(xué)生利用方格紙,畫出一個(gè)平行四邊形,從而發(fā)現(xiàn)平行四邊形的特征。這樣的編排,有利于學(xué)生充分利用原有認(rèn)知平行四邊形的經(jīng)驗(yàn)。
教材內(nèi)容如下圖:
學(xué)生在生活中見過、接觸過大量的平行四邊形,在圖形的認(rèn)識(shí)過程中,也建立了平行四邊形的“標(biāo)準(zhǔn)式”:上下一組對邊平行、相等,并伴隨著一些直覺性的認(rèn)識(shí),如有兩個(gè)銳角和兩個(gè)鈍角。因此,本課的教學(xué),需要幫助學(xué)生排除生活概念的干擾,理清哪些是平行四邊形本質(zhì)的特性,哪些是平行四邊形非本質(zhì)的特性。在此探究的過程中,積累學(xué)習(xí)平面圖形的經(jīng)驗(yàn),發(fā)展學(xué)生的空間觀念。方格中的平行線、單位長度,正好利于學(xué)生發(fā)現(xiàn)平行四邊形的特征,但也應(yīng)注意到,這種加工好的素材,也可能會(huì)限制學(xué)生的思考空間。
與原教材提供多種思路作(畫)平行四邊形相比,只提供一種材料(思路),是向真實(shí)兒童經(jīng)驗(yàn)的回歸。原教材中的一些方法只是成人想出的,并不是學(xué)生根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)想出來的。這也提醒我們,成人提供的經(jīng)驗(yàn)是否能與兒童的經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生聯(lián)結(jié),是這種方法有無教學(xué)意義的依據(jù)。而讓學(xué)生在方格紙上畫平行四邊形,學(xué)生容易將經(jīng)驗(yàn)中的平行四邊形、平行線的認(rèn)識(shí)與方格紙上的條件聯(lián)系起來,產(chǎn)生一種聯(lián)結(jié),學(xué)生在這一情境中更容易整體感知平行四邊形的特征。
課前的調(diào)查表明,學(xué)生在腦中有著標(biāo)準(zhǔn)的平行四邊形的表象,能認(rèn)識(shí)、判斷一個(gè)圖形是不是平行四邊形。如學(xué)習(xí)長方形與正方形的認(rèn)識(shí)一樣,在課堂學(xué)習(xí)之前,大量的社會(huì)性的、緘默的學(xué)習(xí),使學(xué)生已經(jīng)建立了相關(guān)的認(rèn)識(shí)。但這種認(rèn)識(shí)是整體性的,這種認(rèn)識(shí)是一種默會(huì)性認(rèn)識(shí),處于一種“不能言”的狀態(tài),因而是不成形的、無結(jié)構(gòu)的。既然已認(rèn)識(shí)了平行四邊形,那么再讓學(xué)生去經(jīng)歷所謂的猜想、操作、驗(yàn)證,必定索然無味,學(xué)生的思維就會(huì)始終處在一個(gè)比較淺的應(yīng)對層次上面。另外,對平行四邊形特征的認(rèn)識(shí),學(xué)生對平行的感知要強(qiáng)于對長度特征的感知,特別是如何引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)式中左右一組對邊平行關(guān)系,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)對邊的相等關(guān)系,從而形成明確的結(jié)構(gòu)化的認(rèn)識(shí),這是教學(xué)中需要思考的問題。
基于以上的認(rèn)識(shí)與思考,我進(jìn)行了以下的教學(xué)實(shí)踐。
(一)引入
談話:四根小棒,可能圍成一個(gè)什么圖形?
生:長方形。
師:能圍成一個(gè)長方形嗎?(給出四根都不一樣長的小棒)
生:不能。四根小棒要兩根兩根一樣長,因?yàn)殚L方形的對邊相等。
師:除了對邊相等,長方形還有什么特征?
生:四個(gè)角都是直角。
師:看來,我們研究一個(gè)圖形可以從邊與角這兩方面去描述一個(gè)圖形的特征。這四根小棒只能圍成長方形嗎?
生:還可以斜過來,圍成平行四邊形。
師:今天我們就來認(rèn)識(shí)平行四邊形。
【反思】回顧長方形的特征,喚起已有平面圖形的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。同樣的四根小棒,既可圍成長方形,也可圍成平行四邊形,說明學(xué)生對對邊相等有一定的認(rèn)識(shí),只是在教學(xué)中我們需要將這些特征顯性化和系統(tǒng)化,將其納入平行四邊形的特征系統(tǒng)。
(二)研究特征
1.呈現(xiàn)“標(biāo)準(zhǔn)式”,反思中初現(xiàn)邊的特征
師:你能在方格紙上畫一個(gè)平行四邊形嗎?畫好了在小組里交流一下。(學(xué)生在作業(yè)紙上操作)
集體交流。
生:我畫的時(shí)候先畫出一組邊(指水平方向的),再畫出另一組邊(指左右方向的)。
生:也可以這樣豎著畫。
師:老師注意到了,不管是先畫上下一組邊還是先畫左右一組邊,都要正好畫在這些格子的邊線上。
生:因?yàn)榉礁窦埳蠙M著的線都互相平行,豎著的也互相平行。
師:你們的意思是說平行四邊形有什么特點(diǎn)?
生:這兩條邊是平行的。
【反思】借助方格紙,讓學(xué)生將原有認(rèn)識(shí)中的平行四邊形的“標(biāo)準(zhǔn)式”呈現(xiàn)出來,并借助這一“標(biāo)準(zhǔn)式”,來進(jìn)一步認(rèn)識(shí)平行四邊形的特征。學(xué)習(xí)的社會(huì)性告訴我們,人的社會(huì)性本質(zhì)所驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)都是基于有意識(shí)和無意識(shí)的模仿。小組的學(xué)習(xí)形式讓不同質(zhì)的學(xué)生有效地進(jìn)行交互,促使每一個(gè)個(gè)體原有經(jīng)驗(yàn)的激活。學(xué)生對平行四邊形的原有認(rèn)識(shí)具有整體性,能從整體外觀上判斷一個(gè)圖形是“像”還是“不像”平行四邊形。即便有學(xué)生在畫的時(shí)候把兩邊畫得不一樣長,但在自己的觀察之后,能及時(shí)地改正過來,并認(rèn)識(shí)到自己錯(cuò)誤的原因。這也充分說明他內(nèi)心不斷地將所畫與平行四邊形的標(biāo)準(zhǔn)式表象進(jìn)行比較。因此,這里畫平行四邊形是對特征的整體呈現(xiàn)。教學(xué)中,要讓學(xué)生充分地畫,并讓其充分地進(jìn)行自我反思與同伴交流,即與心里表象不斷對質(zhì)。這是默會(huì)認(rèn)識(shí)走向顯性的前提。但此時(shí)學(xué)生對平行四邊形缺少精確的把握,即特征的明確。弗賴登塔爾說過,只要學(xué)生沒能對自己的活動(dòng)進(jìn)行反思,他就達(dá)不到高一級的層次。引導(dǎo)學(xué)生對畫法的反思,即對平行四邊形的認(rèn)識(shí)走向了顯性化的第一步。
2.思維聚焦,明晰特征
師:我們已會(huì)在方格紙上畫平行四邊形,下面兩條直線,你能利用它們,畫一個(gè)平行四邊形嗎?
出示:
生:不能,因?yàn)檫@兩條直線不平行。
師:它能成為兩組對邊中的任意一組嗎?
生:不能。平行四邊形的兩組對邊分別平行。
師:你是怎么知道平行四邊形的兩組對邊分別平行的?拿出剛才畫的平行四邊形,你準(zhǔn)備怎么檢驗(yàn)?
生:我們畫的時(shí)候,一組對邊就正好是方格的邊線,另一組雖然不在邊線上,但是都一樣地斜過去,角度一樣,所以我判斷是平行的。
生:但也不能代表它們一定平行。我覺得可以用畫平行線的方法檢查一下。
生:可以看成是這邊上的一個(gè)三角形平移過去,那么平移后的對應(yīng)邊應(yīng)該是平行的。
師:想象一下,怎樣調(diào)整,就能成為平行四邊形?調(diào)整之后的平行四邊形是什么樣子的?
師:(出示第2組)能利用它們畫一個(gè)平行四邊形嗎?
生:也不能,長度不相等。
生:可以,雖然現(xiàn)在看上去它們不等,但可以延長其中的一條,使兩條一樣長。
師:你們的意思是說平行四邊形的對邊還要相等?你能驗(yàn)證嗎?
生:我是數(shù)的(指方格紙上的平行四邊形)。上下兩條邊一樣,左右兩條邊也一樣。
師:左右兩邊也能數(shù)嗎?
生:可以量。
生:它們都是同樣大的長方形對角的連線。
生:我還是平移的,平移后對應(yīng)邊長度相等。
師:想象一下,怎樣使它們成為平行四邊形的一組對邊?想一想這個(gè)平行四邊形的樣子。
小結(jié):平行四邊形的特征;變式判斷。
【反思】通過這個(gè)層次的操作,將學(xué)生的思維引向精致化的過程,從關(guān)注整體感覺到局部特征,幫助學(xué)生超越經(jīng)驗(yàn)。學(xué)習(xí)新知的過程,是與標(biāo)準(zhǔn)比較的過程。因?yàn)閷W(xué)生已認(rèn)識(shí)平行四邊形,這兩個(gè)沒有完成的圖形,分別指向了平行與相等的特征,引導(dǎo)學(xué)生將自己的經(jīng)驗(yàn)與平行四邊形的特征進(jìn)行對比,從而引導(dǎo)學(xué)生重新發(fā)現(xiàn)特征。這里的驗(yàn)證,是學(xué)生為了對自己直覺經(jīng)驗(yàn)的一種確定,因此具有自主性,不是讓學(xué)生在教師的指揮下進(jìn)行的“驗(yàn)證”。正因?yàn)槿绱耍瑢W(xué)生能積極地思維,能夠激活已有的經(jīng)驗(yàn)與畫平行四邊形時(shí)的體驗(yàn)。特別是對于對邊相等,不正好畫格子線上,能進(jìn)行簡單的推理。這種思維方式正是在小學(xué)需要適時(shí)培養(yǎng)的。不少學(xué)生在高年級,仍依賴“眼見為實(shí)”的直觀思維思考問題,圖形看上去是直角,就認(rèn)為是直角,線段之間的長度看見是什么關(guān)系就認(rèn)為是什么關(guān)系,思維缺少嚴(yán)謹(jǐn)性。不給出完整的圖形,而是讓學(xué)生想象,是需要加工的“半成品”,這樣的發(fā)現(xiàn)就有一種思維上的探究,在嘗試、想象的過程中強(qiáng)化的平行四邊形的表象,對邊的特征有了新的認(rèn)識(shí),發(fā)展了空間想象力。
(三)研究高
出示標(biāo)準(zhǔn)式平行四邊形,你能根據(jù)對三角形高的理解說說什么是平行四邊形的高嗎?
生:這一組對邊之間的距離就是它的高。
師:畫一條它的高。想一想可以畫幾條?它們的長度相等嗎?
生:這一組對邊上的高有無數(shù)條,長度都相等。
出示高的定義:像這樣從平行四邊形一條邊上的一點(diǎn)到它對邊的垂直線段,是平行四邊形的高,這條對邊是平行四邊形的底。高用虛線,并且及時(shí)畫上垂直記號(hào)。
師:另一組對邊可以畫高嗎?這樣的高可以畫多少條?跟另一組對邊上的高一樣嗎?
生:可以。
師:原來平行四邊形兩組對邊間都可以畫高。
師:角頂點(diǎn)上的一點(diǎn)。這一點(diǎn)可以怎么畫高?有不同的畫法嗎。為什么這一點(diǎn)可以畫兩條不同的高?
(一)對比反思中將經(jīng)驗(yàn)的、模糊的認(rèn)識(shí)顯性化
學(xué)生的已有認(rèn)識(shí)是一切教學(xué)的起點(diǎn)。正是對起點(diǎn)有了比較準(zhǔn)確的判斷,對于特征的認(rèn)識(shí),沒有費(fèi)多少周折,讓學(xué)生自己去探索、發(fā)現(xiàn)。重點(diǎn)是通過學(xué)生的反思內(nèi)省,達(dá)到對特征的認(rèn)識(shí)由模糊走向清晰,由緘默走向顯性,由零散走向結(jié)構(gòu)。在這些過程中,讓學(xué)生的思維參與到課堂中,注重的是空間想象,而不是不假思索地動(dòng)手。比如對對邊相等的再確定,學(xué)生能夠沉靜在思考中,進(jìn)行論證推理。其實(shí),有時(shí)候教學(xué)被教師復(fù)雜化反而讓學(xué)生不知所措,學(xué)生真正用于思考的時(shí)間很少。特征的發(fā)現(xiàn)過程,沒有多少花哨的活動(dòng),只是不斷地引導(dǎo)學(xué)生與所畫的標(biāo)準(zhǔn)式進(jìn)行對比,從而發(fā)現(xiàn)熟悉地方的風(fēng)景。
(二)提供的材料要能夠讓學(xué)生突破原有的樸素認(rèn)識(shí),聚焦概念本質(zhì)
在課上討論平行四邊形與長方形的關(guān)系時(shí),不少學(xué)生一致認(rèn)為長方形不具備平行四邊形的特征,理由是長方形四個(gè)角是直角,而平行四邊形的四個(gè)角是兩個(gè)銳角與兩個(gè)鈍角。這使筆者深刻地意識(shí)到學(xué)生對平行四邊形原有的認(rèn)識(shí):學(xué)生原先認(rèn)識(shí)的平行四邊形的特征,不僅有邊的,更有角的。因?yàn)樵械恼J(rèn)識(shí)圖形特征(長方形、正方形)的經(jīng)驗(yàn)就有對角的關(guān)注。兩個(gè)鈍角和兩個(gè)銳角,這是學(xué)生對平行四邊形樸素的認(rèn)識(shí),因?yàn)檫@一“特征”比較外顯、直觀,而且掩蓋、干擾了對實(shí)質(zhì)——對角相等的認(rèn)識(shí)。雖然教材沒有提及,但這確實(shí)是學(xué)生會(huì)提及的真的數(shù)學(xué)問題,我們無法也不能回避。這個(gè)問題不解決,學(xué)生難以理解平行四邊形與長方形的關(guān)系就很正常。因?yàn)樗麄兛吹降钠叫兴倪呅蔚慕谴_實(shí)是這樣的,且這樣的觀念根深蒂固。如果認(rèn)識(shí)了平行四邊形,學(xué)生對角的認(rèn)識(shí)還是原有認(rèn)識(shí),這樣的知識(shí)結(jié)構(gòu)是有缺陷的。從知識(shí)的獲取方面來說,讓學(xué)生不限于一種方式(邊的特征)定義,多視角認(rèn)識(shí)概念,有利于形成“概念域”,是概念學(xué)習(xí)過程中深層次的精致。直面學(xué)生的各種真問題進(jìn)行教學(xué),是兒童立場的根本。因此,提供的材料要能夠讓學(xué)生突破原有的對平行四邊形角的樸素認(rèn)識(shí),聚焦概念本質(zhì)。
教學(xué)研究就是這樣,就是不斷地發(fā)現(xiàn)問題、解決問題而后又發(fā)現(xiàn)新問題、解決新問題的過程。如果利用兩個(gè)完全一樣的三角形拼一個(gè)平行四邊形,一方面,可以感知對邊相等,另一方面,主要是為學(xué)生研究平行四邊形的角的特征提供一個(gè)平臺(tái),同時(shí)豐富圖形轉(zhuǎn)化的經(jīng)驗(yàn),為三角形的面積計(jì)算公式推導(dǎo)做好鋪墊。在交流時(shí),明確問題:四個(gè)角有什么關(guān)系,而不是模棱兩可“角有什么特征”,學(xué)生就自然而然地表達(dá)為“對角相等”。因?yàn)樵诓僮鲿r(shí),他們是能發(fā)現(xiàn)平行四邊形的一組對角是兩個(gè)三角形的對應(yīng)的一個(gè)內(nèi)角,而另一組則是由三角形另外兩個(gè)角拼成的,并且是相等的。這樣就可能沒有說教,讓學(xué)生自覺地放棄了“兩個(gè)鈍角、兩個(gè)銳角”的直覺經(jīng)驗(yàn),從而上升到特征的認(rèn)識(shí),理解平行四邊形與長方形的關(guān)系時(shí)也就沒有什么障礙了。
(江蘇省南通市通州區(qū)西亭小學(xué) 226301)