【摘 要】平行與相交既是表述兩條直線位置關(guān)系的兩個(gè)基本概念,又是描述圖形特征的關(guān)鍵要素。教學(xué)中,可引導(dǎo)學(xué)生通過觀察平行四邊形,從中分離出“平行”這一概念,進(jìn)一步經(jīng)歷找平行、畫平行、判斷平行,以及旋轉(zhuǎn)、平移與捆綁等數(shù)學(xué)活動(dòng),完善對平行的認(rèn)識,并在此基礎(chǔ)上,在生活中、平面圖形和立體圖形中分別尋找平行,體會平行多元的存在形態(tài)。
【關(guān)鍵詞】認(rèn)知規(guī)律;概念結(jié)構(gòu);平行與相交;位置關(guān)系
平行與相交既是表述兩條直線位置關(guān)系的兩個(gè)基本概念,又是描述圖形特征的關(guān)鍵要素。在先前的學(xué)習(xí)中,通過識別長方形、正方形、三角形、平行四邊形等圖形,學(xué)生對線段間的位置關(guān)系有了初步的認(rèn)識。因此,學(xué)習(xí)平行與相交的概念,既是對已有學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),也為后續(xù)進(jìn)一步學(xué)習(xí)圖形的特征打下了基礎(chǔ)?;谶@樣的認(rèn)識,在具體教學(xué)中,如何選擇合適的學(xué)習(xí)材料,讓學(xué)生利用已有的活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行觀察、比較和分析,以辨認(rèn)平行與相交?如何有層次地結(jié)合具體例子,給“平行”“平行線”和“互相平行”下定義?應(yīng)該設(shè)計(jì)哪些操作活動(dòng),讓學(xué)生根據(jù)“平行線”的特征,運(yùn)用多種方法畫平行線?帶著這樣的思考,筆者進(jìn)行了如下教學(xué)實(shí)踐。
一、基于概念名稱,直觀感知平行
平行既是一個(gè)數(shù)學(xué)概念,也常用于日常交流。從平行中的“平”字來看,它包含“平平的”的含義。在學(xué)生熟悉的平行四邊形這一概念中,便蘊(yùn)含了“平行”的元素。那么,學(xué)生是如何通過平行四邊形這一概念來理解平行的呢?筆者將以此為起點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生直觀地感知平行。
(一)通過名稱,感知平行現(xiàn)象
教師出示圖1,請學(xué)生觀察后回答:“你認(rèn)識這個(gè)圖形嗎?”在實(shí)際教學(xué)中,有學(xué)生指出這是一個(gè)四邊形,教師進(jìn)一步追問:“為什么這么說?”學(xué)生解釋因?yàn)樗伤臈l邊組成。有學(xué)生指出它是平行四邊形,教師特別強(qiáng)調(diào)“平行”這一部分,并追問:“為什么又叫‘平行——四邊形’?”學(xué)生解釋因?yàn)樗恰捌狡降摹保瓷舷聝蓷l邊是平行的。
通常,平行通過生活中的原型來引出,并用“……不相交”這樣的句式來概括。即先認(rèn)識“不相交”的現(xiàn)象,再將這種現(xiàn)象定義為“平行”。因此,筆者嘗試從學(xué)生已有的概念名稱——平行四邊形中的“平行”的解釋入手,引導(dǎo)學(xué)生感知平行的表象。
(二)借助工具,畫不同平行線
顯然,此時(shí)學(xué)生對平行的理解是基于“平行”的字面含義形成的直觀認(rèn)識。為了深入理解平行的本質(zhì)特征,教師需要借助工具,畫出不同的平行線。
教師出示一塊長方形模型(如圖2),引導(dǎo)學(xué)生觀察其上下兩條邊是否平行。學(xué)生確認(rèn)平行后,教師再將兩條邊用粉筆描到黑板上。接著,教師將長方形模型斜放,再次提問:“這兩條邊還平行嗎?”學(xué)生觀察后指出,即便傾斜,這兩條邊仍然平行。教師再次在黑板上用長方形模型畫出斜的一組平行線(如圖3)。
(三)結(jié)合反例,概括平行特征
結(jié)合圖2、圖3中的兩組平行線的例子,教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步觀察圖1中的平行四邊形。除了“平平的”一組平行線外,學(xué)生還指出存在一組“斜斜的”平行線。教師順勢讓學(xué)生用手勢分別演示“平平的”和“斜斜的”的平行線。
接著,教師在兩組平行線的旁邊畫出一組直線(如圖4),并請學(xué)生判斷它們是否平行。學(xué)生經(jīng)過比較,認(rèn)為它們不平行,并解釋如果將兩條直線延長,它們最終會相交。教師根據(jù)學(xué)生的回答進(jìn)行驗(yàn)證,得到圖5。
教師引導(dǎo)學(xué)生回顧,在平行四邊形中發(fā)現(xiàn)了兩組平行線,在黑板上也畫出了兩組平行線,并且還發(fā)現(xiàn)了像圖4中這樣的兩條直線最終會相交。啟發(fā)學(xué)生思考:我們這里說的平行在研究什么?怎樣叫作“平行”呢?
最后,組織學(xué)生進(jìn)行交流討論,形成圖6所示的板書,并總結(jié):在研究兩條直線的位置關(guān)系時(shí),存在兩種情況,一種是相交,另一種是平行,平行即兩條直線不相交。在歸納出平行的特點(diǎn)后,再用字母分別表示平行中的兩條直線。
通過對平行四邊形中“平行”概念的多輪解釋,學(xué)生逐步概括出平行線的特點(diǎn),認(rèn)識到平行是指兩條直線的位置關(guān)系。然而,目前得到的平行線概念尚不完善,需要通過更多有針對性的例子來進(jìn)一步完善。
二、結(jié)合操作活動(dòng),完善平行概念
“不相交的兩條直線”就是平行線。顯然,這一定義需要補(bǔ)充一個(gè)前提條件——這兩條直線必須在同一平面內(nèi)。判斷兩條直線是否互相平行,除了延長直線的方法,還可以采用平移的方法進(jìn)行驗(yàn)證。為了利用平移驗(yàn)證平行線,教師引導(dǎo)學(xué)生使用捆綁鉛筆的方法來畫平行線。
(一)利用教具,明晰概念范疇
在從長方形模型中描出不同位置的平行線,并從中概括出平行的特點(diǎn)后,教師繼續(xù)操作教具,將表示其中一條直接的木條繞中間的連接點(diǎn)旋轉(zhuǎn)一定角度,形成圖7中右側(cè)的樣子。然后引導(dǎo)學(xué)生判斷:此時(shí)兩條直線是否仍然平行?學(xué)生觀察后指出:“不平行?!苯處熥穯枺骸澳敲此鼈儠嘟粏??”學(xué)生回答:“不會相交?!?/p>
教師根據(jù)學(xué)生的回答提出問題:“為什么這兩條直線既不相交,也不平行呢?”學(xué)生觀察后指出,因?yàn)檫@兩條直線的方向不同。也有學(xué)生進(jìn)一步指出,它們不在同一個(gè)平面內(nèi)。教師根據(jù)學(xué)生的回答,在圖6中補(bǔ)充了“在同一個(gè)平面內(nèi)”這一前提條件。
(二)驗(yàn)證平行,完善認(rèn)識結(jié)構(gòu)
教師請學(xué)生觀察圖1中的兩組平行線,并討論可以使用哪些方法來驗(yàn)證這兩組線段是平行線。學(xué)生指出可以通過延長線段來觀察是否相交,如果不相交就是平行。教師依據(jù)學(xué)生的回答,分別延長兩組線段,發(fā)現(xiàn)沒有相交(如圖8)。教師追問:“請仔細(xì)觀察,是否還有其他方法可以驗(yàn)證它們平行呢?”
在實(shí)際教學(xué)中,有學(xué)生觀察后發(fā)現(xiàn),可以將其中的一條直線平移,看是否可以與另一條直線重合。教師根據(jù)學(xué)生回答,將直線AB向下平移,與直線CD重合,并總結(jié):直線AB平行于直線DC;然后將直線CD向上平移,與直線AB重合,并同樣總結(jié):直線CD平行于直線AB。進(jìn)而綜合兩句話得出:直線AB與直線CD互相平行使學(xué)生直觀地認(rèn)識“互相”的含義。
(三)依據(jù)特征,創(chuàng)造工具畫平行
小學(xué)階段并未涉及使用平移三角板的方法畫平行線,但教師可以利用平行的特征,引導(dǎo)學(xué)生通過捆綁兩支鉛筆的方式畫平行線,這也是教材練習(xí)十第5題所倡導(dǎo)學(xué)生學(xué)會畫平行線的方法。在本教學(xué)環(huán)節(jié),教師鼓勵(lì)學(xué)生自己創(chuàng)造出這種畫平行線的工具。
教師首先請學(xué)生回顧黑板上的兩組平行線是怎樣畫成的。學(xué)生指出,這些平行線是通過描出長方形模型的兩條對邊而形成的。隨后,教師提出了一個(gè)新挑戰(zhàn):如果沒有這樣的長方形模型,僅使用兩支鉛筆和三角板,你能夠畫出一組平行線嗎?教師讓學(xué)生先獨(dú)立嘗試,之后再進(jìn)行交流和反饋。學(xué)生嘗試后發(fā)現(xiàn),可以采用圖9的方式畫出平行線。
在成功畫圖后,教師引導(dǎo)學(xué)生反思:為什么用這一種方法可以畫平行線?學(xué)生通過觀察發(fā)現(xiàn),由于兩個(gè)筆尖之間的距離保持不變,因此畫出的兩條直線之間的距離處處相等,從而確保了它們不會相交。
通過旋轉(zhuǎn)、平移與捆綁等操作活動(dòng),學(xué)生對平行的理解得到加深,特別是認(rèn)識到“互相平行”的概念可以通過動(dòng)態(tài)的平移現(xiàn)象來解釋。
三、探索多元平行,拓展存在形態(tài)
“平行”這一概念在日常生活及各類圖形中以多種形態(tài)存在。在教學(xué)中,學(xué)生需依據(jù)定義進(jìn)行抽象思考,以感受平行在日常生活中的多樣存在形態(tài)。
(一)結(jié)合圖式,尋找生活中的平行
教師出示圖10,請學(xué)生說一說圖中畫的是什么,并描出其中的平行線。學(xué)生獨(dú)立完成后進(jìn)行反饋。在此基礎(chǔ)上,教師鼓勵(lì)學(xué)生列舉生活中有關(guān)平行的例子,尤其是教室內(nèi)的實(shí)例。
(二)觀察圖形,尋找平面中的平行
教師出示圖11的兩個(gè)圖形,要求學(xué)生識別并寫出圖形中的平行線,并說一說有什么發(fā)現(xiàn)。學(xué)生先獨(dú)立完成,再進(jìn)301d6e98f150363fe172a7c9b55599c90591207667f9960d55d0c5bd5ba5df30行交流反饋。在確認(rèn)學(xué)生理解后,教師引導(dǎo)學(xué)生觀察a∥b、b∥c、c∥d的情況(圖略),并說一說自己的發(fā)現(xiàn)。學(xué)生討論后,教師概括:如果a∥b、b∥c,那么 c∥d,這三條直線兩兩平行。從而讓學(xué)生體會到平行線的傳遞性。
(三)發(fā)揮想象,發(fā)現(xiàn)立體中的平行
在立體圖形中尋找平行線,需要學(xué)生發(fā)揮想象,構(gòu)建新的平面圖形。教師出示圖12所示的立體圖形,要求學(xué)生找一找與邊AB平行的其他邊。學(xué)生獨(dú)立完成后進(jìn)行交流評析。
學(xué)生發(fā)現(xiàn):AB∥EF、AB∥DC、AB∥GH。教師引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑:AB和GH不在同一個(gè)平面內(nèi),怎么它們也互相平行呢?學(xué)生提出可以通過連接A、G和B、H來構(gòu)建平面ABHG。教師根據(jù)學(xué)生的回答,用課件動(dòng)態(tài)演示(如圖13)。接著,教師請學(xué)生觀察,在AB、EF、DC、GH這四條邊中,還有哪兩條邊也是互相平行的。學(xué)生回答后,教師概括:AB、EF、DC、GH互相平行。基于這一發(fā)現(xiàn),教師要求學(xué)生找一找,在立體圖形中還有哪些邊也是互相平行的。學(xué)生獨(dú)立完成后校對答案。
在進(jìn)一步的探討中,教師引導(dǎo)學(xué)生思考:在立體圖形中,除了直線之間的平行關(guān)系,是否還存在“面”與“面”之間的平行呢?學(xué)生經(jīng)過觀察指出,上面與下面、前面與后面、左面與右面這些相對的面都是平行的。教師進(jìn)一步指導(dǎo)學(xué)生通過延長兩兩平行的線段來驗(yàn)證這一結(jié)論,圖14是驗(yàn)證上面與下面兩個(gè)面平行的示意圖。
本節(jié)課的教學(xué)實(shí)踐為教師提供了重要啟示。圖形的認(rèn)識經(jīng)歷從整體感知到特征概括的過程。對于“平行”“相交”等概念的學(xué)習(xí),需要從圖形整體認(rèn)識出發(fā),對圖形要素進(jìn)行特征分析,從而為深入理解圖形特征打下堅(jiān)實(shí)的認(rèn)知基礎(chǔ)。因此,對于這些概念的學(xué)習(xí),可以從圖形的整體認(rèn)識中分離出來,通過觀察、比較、操作等數(shù)學(xué)活動(dòng),逐步完善對概念的理解。
(1.浙江省湘湖師范學(xué)校附屬小學(xué)
2.浙江省杭州市余杭區(qū)百丈鎮(zhèn)中心小學(xué))