江蘇鹽城市毓龍路實(shí)驗(yàn)學(xué)校(224000)
關(guān)于“三視圖”,多版本教材均將其分設(shè)到2個(gè)學(xué)段來(lái)學(xué)習(xí),先是探究學(xué)習(xí)由3~4個(gè)大小相同的小正方體拼搭的實(shí)體結(jié)構(gòu),再增加到由5或6個(gè)小正方體拼搭的立體結(jié)構(gòu)。這在直觀上增加了操作的程序和清數(shù)的難度。教材在編制“三視圖”的相關(guān)例題或者習(xí)題時(shí),應(yīng)在保證基本題型的訓(xùn)練下,增加變式訓(xùn)練,給出“面不重合但是棱接合”的特殊現(xiàn)象,體現(xiàn)三維圖與三視圖的差異性,以避免學(xué)生形成定式思維,從而有效發(fā)展學(xué)生的空間想象能力。
六年級(jí)數(shù)學(xué)總復(fù)習(xí)中有這樣一道棘手的幾何猜想題:“由幾個(gè)完全相同的正方體拼搭成一個(gè)立體結(jié)構(gòu),其正視平面圖為左視平面圖為請(qǐng)根據(jù)以上信息推測(cè),要構(gòu)造這么一個(gè)立體結(jié)構(gòu),至少需要___個(gè)小正方體做建材?!?/p>
設(shè)置這道題的目的是檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)三視圖與實(shí)物圖的空間想象與轉(zhuǎn)換能力。由于是在復(fù)習(xí)課上出現(xiàn)的習(xí)題,大部分學(xué)生都覺(jué)得很簡(jiǎn)單,筆者也放松警惕,課前并沒(méi)有準(zhǔn)備正方體的學(xué)具供學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作。經(jīng)過(guò)初步思考,學(xué)生認(rèn)定上述立體結(jié)構(gòu)至少需要6個(gè)小正方體來(lái)構(gòu)筑。筆者追問(wèn)根由,他們給出的答復(fù)是:共設(shè)2層,上層放置1個(gè)小正方體,下層一字排開(kāi)擺放4個(gè)小正方體,再在側(cè)面挨著放置1個(gè)小正方體。
按照常理推斷,將平面三視圖轉(zhuǎn)化為三維實(shí)物圖時(shí),由三視圖的正、上、左三個(gè)側(cè)面投影,就可以精準(zhǔn)定位實(shí)物圖的三維形態(tài)結(jié)構(gòu),而根據(jù)2個(gè)側(cè)面的投影(本題是正面、左面投影)則只能確定保障原型外觀成立的最少方磚數(shù)量,以及保持外觀不走樣的最多方磚容量。本題問(wèn)的是最少數(shù)量,于是,筆者憑經(jīng)驗(yàn)判斷“至少有6個(gè)”這一答案是對(duì)的。
正當(dāng)筆者滿(mǎn)心歡喜地認(rèn)為這個(gè)問(wèn)題得以圓滿(mǎn)解決時(shí),忽然一個(gè)學(xué)生站起來(lái),語(yǔ)出驚人地辯駁道:“我認(rèn)為只需要5個(gè)即可?!贝苏Z(yǔ)一出,舉座皆驚。大家齊刷刷地看向這位發(fā)言的學(xué)生,等待著他的申辯。他慢條斯理地說(shuō):“同樣是鋪設(shè)2層,上一層也放置1個(gè)小正方體,但是下層只需要放置4個(gè)小正方體就可以了?!?/p>
筆者及時(shí)干預(yù):“這與之前的方案有區(qū)別,是嗎?”
他解說(shuō)道:“沒(méi)錯(cuò),在擺放的時(shí)候,大家會(huì)形成思維定式,正面看到的五個(gè)正方體必須擺整齊才能形成其實(shí)不然,將下一層中除了疊雙層的那一個(gè)以外,其他三個(gè)中的任意一個(gè)往后挪動(dòng)一個(gè)單位的體位,對(duì)正面投影都沒(méi)有影響,我們從正面看到的仍是但是從左面就會(huì)看到這個(gè)形狀?!薄?/p>
教室里響起了雷鳴般的掌聲。大家都為這個(gè)偉大的發(fā)現(xiàn)嘖嘖稱(chēng)奇。
為什么大家會(huì)如此激動(dòng)?這個(gè)圖形本身并不是特別復(fù)雜,而且少了一個(gè)正方體反而變得更簡(jiǎn)單。筆者竊以為,大部分學(xué)生想不出此種思維方法,與教材編排脫不了干系。
筆者翻閱人教版、蘇教版和北師大版教材后發(fā)現(xiàn),但凡涉及三視圖,均是將小正方體“一字排開(kāi)”,要么成橫排,要么成縱列,每個(gè)小正方體都至少有1個(gè)面與其他小正方體重合,很少出現(xiàn)“錯(cuò)位相連,四個(gè)側(cè)面都露出,只有棱接合”的情況。
小學(xué)生接觸的實(shí)物圖本就簡(jiǎn)單,小正方體“面不重合而棱重合”的情況并不稀奇,在拼擺小正方體的第一層做出這種造型很平常,只可惜教材很少呈現(xiàn)這種情形。如果出現(xiàn)三視圖中的俯視圖,就可以清楚地觀察出第一層小正方體的布局情況,而上題正是由于缺少俯視圖,最終導(dǎo)致錯(cuò)誤發(fā)生。
“觀察物體”的內(nèi)容屬于“空間與圖形”領(lǐng)域,如果學(xué)生通過(guò)觀察、操作、想象等活動(dòng),體驗(yàn)小正方體拼搭成立體結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)的各種錯(cuò)位相連現(xiàn)象,以及認(rèn)識(shí)到各種可能引起的視覺(jué)假象,就能擺正三視圖與實(shí)物圖之間的關(guān)系,認(rèn)識(shí)到三視圖只是反映實(shí)物圖的一個(gè)平面成像。
一道簡(jiǎn)單的三視圖題,居然引起不小震動(dòng),原本簡(jiǎn)單的移位推理難倒了許多學(xué)生,這一點(diǎn)不得不引起我們教師重視,在教材提供的樣本之外,我們理應(yīng)拓展思路,創(chuàng)造變式,讓學(xué)生的空間想象能力得到更好的發(fā)展。