馬榮榮
“幾何直觀”是數(shù)學(xué)新課程理念中體現(xiàn)出的核心概念之一,《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標準(2011年版)》(以下簡稱《課標》)如此闡述:“幾何直觀主要利用圖形描述和分析問題。借助幾何直觀可以把復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題變得簡明、形象,有助于探索解決問題的思路,預(yù)測結(jié)果。幾何直觀可以幫助學(xué)生直觀地理解數(shù)學(xué),在整個數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中都發(fā)揮著重要作用?!睆摹墩n標》的描述中可以看出,幾何直觀在數(shù)學(xué)課程內(nèi)容的運用中,其核心的價值很容易被顯現(xiàn)出來,尤其是對培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理和直觀思考能力具有更顯性的價值。這無形中給教師的教學(xué)提供了一個思考的重要依據(jù),也為我們深入細致品味幾何直觀的內(nèi)涵提供了一個方向。
一、基于幾何與圖形并超越其本身是幾何直觀的最基本特征
幾何直觀對培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和直觀思考能力具有顯性的價值意義。幾何直觀是建立在圖形與幾何的基礎(chǔ)之上的,學(xué)生在圖形與幾何的學(xué)習(xí)過程中,通過對圖形實物的觀察,很容易建立實物的表象,并形成對表象的深刻的思考和豐富的想象,這些都是幾何直觀因素的嵌入。在數(shù)學(xué)概念中,大部分都具有“數(shù)”和“形”的共同特征,只有從“數(shù)”和“形”的視角去審視它們的共同特征,才能正確理解與把握它們的本質(zhì)含義。所以,在數(shù)學(xué)教學(xué)中,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會運用圖形去想象與思考問題,從而實現(xiàn)解決數(shù)學(xué)問題不僅是為學(xué)生提供了有效的學(xué)習(xí)方法,更是提高他們幾何直觀能力的一種舉措,在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)領(lǐng)域中,這應(yīng)該是一種必然。
二、幾何直觀的重要內(nèi)容之一是利用圖形去表達關(guān)系
“三種顏色的上衣,四種不同顏色的褲子,能有多少種不同的穿配方案?”如果讓學(xué)生嘗試運用畫圖的方法解決問題,必然會有很多學(xué)生能很快運用實物圖的方法完成任務(wù)。由此我們知道,實物圖是小學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的一種實用的也是很重要的途徑,幾何直觀就是要讓學(xué)生學(xué)會運用一些圖形的繪畫(如三角形、線段、圓圈等)去代替實物,即把數(shù)學(xué)問題情境的描述通過圖案示意出來,這樣形成實物圖與幾何圖案的一一對應(yīng)關(guān)系,從而實現(xiàn)由實物到幾何圖案的數(shù)量表征方法。在這個過程中,也的確有其抽象的意思包含在內(nèi),但畢竟處于入門階段,抽象的內(nèi)容還比較簡單,正常情況下不會有反復(fù)的。更為重要的是,讓學(xué)生逐步體驗到幾何直觀需要關(guān)注用什么樣的方法或形式去表現(xiàn)不同數(shù)學(xué)對象的表達關(guān)系,對于量自身的表達則應(yīng)該忽略一些。當然對于年級高的學(xué)生,還可以運用韋恩圖的形式表達,交叉形式的表達將會更加簡約些,且量之間關(guān)系的表達更加有凝聚感。
三、關(guān)注圖像的直觀性的時候也要考慮其抽象性的一面
在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,學(xué)生所感受到的直觀和抽象其實是相對的。比如在數(shù)學(xué)對象的幾何直觀,對于這個數(shù)學(xué)對象本身是直觀的,但對于剛接觸這種直觀方式的學(xué)生而言,其面臨的卻又是抽象的。
運用圖形的直觀性表達數(shù)學(xué)對象,思考數(shù)學(xué)問題,需要兩個程序來完成,即首先是把數(shù)學(xué)研究對象抽象成為一種可觀的圖形,然后再把研究對象之間的關(guān)系轉(zhuǎn)化成為對應(yīng)的圖形之間的關(guān)系,這樣,兩個程序的完成也就實現(xiàn)了把數(shù)學(xué)問題轉(zhuǎn)化成為圖的數(shù)量以及位置關(guān)系的問題了,在此基礎(chǔ)上進行分析與思考,整個的過程包含一系列的轉(zhuǎn)化,并非是天然形成的。所以,不要看到“直觀”二字,教師就認為幾何直觀就一定很簡單、膚淺,認為學(xué)生可以一蹴而就。
幾何直觀作為數(shù)學(xué)核心概念之一,滲透于數(shù)學(xué)教學(xué)的各方面無疑對實現(xiàn)數(shù)學(xué)教育的價值會起到很大的作用,但理解對行為起著指向的作用,對幾何直觀內(nèi)涵的理解與把握是發(fā)揮其教育價值的根本保證,教師應(yīng)具有一定的幾何直觀的課程意識,善于挖掘和捕捉幾何直觀的資源,才能真正滲透幾何直觀的思想精髓,這需要教師通過一貫的實踐培養(yǎng)才能得以實現(xiàn)。
(作者單位:江蘇宿遷市蘇州外國語學(xué)校)endprint