摘? 要:幾何概念教學(xué)是小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的難點內(nèi)容之一,在傳統(tǒng)靜態(tài)化教學(xué)模式下,小學(xué)生并不能夠深刻理解幾何概念。在小學(xué)幾何概念的教學(xué)中,要善于采取動態(tài)化教學(xué)策略?;趧討B(tài)情境、運用動態(tài)表征、借助動態(tài)變式的教學(xué)策略能夠有效揭露幾何概念的內(nèi)涵、拓寬幾何概念的外延,幫助學(xué)生促進對幾何概念的內(nèi)化,從而促進他們空間觀念的形成。
關(guān)鍵詞:動態(tài)教學(xué);幾何概念;優(yōu)化策略
空間觀念是《數(shù)學(xué)課程標準》提出的核心概念之一,空間觀念是數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的重要構(gòu)成。而讓小學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中深刻掌握幾何概念是發(fā)展他們空間觀念的有效途徑?!稊?shù)學(xué)課程標準》特別強調(diào),對于幾何概念的學(xué)習(xí),既要能夠適當?shù)孛枋鰩缀胃拍畹倪\動、變化特色,也要能夠準確把握概念元素之間的相互關(guān)系。在小學(xué)幾何概念的教學(xué)中,要善于采取動態(tài)化教學(xué)策略引導(dǎo)學(xué)生深入理解幾何概念的本質(zhì),以此促進他們幾何概念學(xué)習(xí)的高效化。
一、基于動態(tài)情境,揭露概念內(nèi)涵
針對幾何概念的學(xué)習(xí),小學(xué)生大都以形象思維為主,所以更容易聚焦于其外表的顯性特征上,而這樣的學(xué)習(xí)大都停留在淺顯的表層,這對于把握幾何概念的本質(zhì)而言并無益處。教學(xué)中,教師要基于動態(tài)化情境的策略進行教學(xué),這樣才能夠揭露隱性的本質(zhì)特征,才能幫助學(xué)生更準確地理解和把握概念的本質(zhì)內(nèi)涵。
例如,在教學(xué)“平行與垂直”時,教師大多會遵循教材的編排,由學(xué)生任意畫兩條直線,之后帶領(lǐng)學(xué)生觀察并對其進行分類,由此完成對“平行”這一概念的推導(dǎo)和總結(jié)。對于這樣的教學(xué)形式而言,雖然從表面上看學(xué)生可以熟練記住平行的概念,實際應(yīng)用的過程中,卻往往會出現(xiàn)誤判:“兩條直線相交,但還沒有交叉。”為何會產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象?關(guān)鍵癥結(jié)在于學(xué)生并未深入透徹地理解這一概念的本質(zhì)屬性,于是筆者基于動態(tài)處理的視角,設(shè)計了三個層次的教學(xué):
層次一:引入動態(tài)素材,引發(fā)數(shù)學(xué)想象。
首先帶領(lǐng)學(xué)生回顧之前所學(xué)習(xí)的圖形的平移與旋轉(zhuǎn),并就此展開動態(tài)下的空間想象:(1)在格子圖中有一條直線,先向上做平移運動,思考其停下之后與之前位置的關(guān)系;(2)同樣是格子圖,一條直線圍繞圖中的某一點不停旋轉(zhuǎn),思考停下之后與之前的位置關(guān)系。
這一動態(tài)情境立刻激活了學(xué)生的想象,既能夠積累豐富的活動經(jīng)驗,同時還可以立足于圖形的運動,促使學(xué)生感知并把握在相同的平面內(nèi)兩條直線的空間關(guān)系,這是對空間想象能力的有效促進。
層次二:促進經(jīng)驗遷移,觸及知識本質(zhì)。
首先由學(xué)生結(jié)合自己的想象各自繪制這兩條直線關(guān)系,之后展開討論交流:哪些圖形是可以通過平移所得到的?而哪些圖形又可以通過旋轉(zhuǎn)得到?基于旋轉(zhuǎn)所得到的兩條直線與平移所得到的兩條直線,在位置關(guān)系上存在哪些不同?為什么?學(xué)生們經(jīng)過簡單的思考和交流之后,認為:基于旋轉(zhuǎn)所得到的兩條直線會出現(xiàn)相交,但是發(fā)生平移的直線并不會,因為線上的每一個點都發(fā)生了同樣的平移,就是說每一處對應(yīng)點的實際距離完全相同。
層次三:結(jié)合動態(tài)操作,內(nèi)化平行概念。
完成上述教學(xué)之后,學(xué)生會對平行概念產(chǎn)生一定程度的認知,此時再讓學(xué)生畫平行線,結(jié)合動態(tài)操作體會“平移→平行→平移”這一過程,幫助學(xué)生把握概念的本質(zhì)特征,之后連接學(xué)生生活,解釋生活中所發(fā)生的平移現(xiàn)象,學(xué)生一定可以深入透徹地理解平行這一概念。
上述教學(xué)案例中,緊扣學(xué)生的認知難點,結(jié)合動態(tài)處理的教學(xué)方式,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注“兩條直線不相交”這一外在表象,使學(xué)生可以對平面內(nèi)兩條直線的空間關(guān)系獲得整體感知,然后再將活動經(jīng)驗遷移到對平行線的認知中,真正體會潛藏于概念下的本質(zhì)內(nèi)涵,深化對于概念的透徹理解,既直擊了幾何概念教學(xué)的難點,同時也有助于促進學(xué)生空間觀念的提升。
二、運用動態(tài)表征,拓寬概念外延
在小學(xué)數(shù)學(xué)教材中,很多幾何概念的本質(zhì)都是集中體現(xiàn)于基本圖形的共性特征,所以學(xué)生比較容易獲得直觀感知,但由此也導(dǎo)致了認知局限。在實際教學(xué)過程中,運用動態(tài)表征的教學(xué)策略,能使學(xué)生透過圖形外在表象上的改變,感悟其不變的本質(zhì),這樣既能順利地突破認知局限,也能有效地拓展概念的外延,促使學(xué)生自主完善認知結(jié)構(gòu)。
例如,在教學(xué)“三角形的認識”時,首先要結(jié)合銳角三角形學(xué)習(xí)三角形的高這一概念,之后就需要使學(xué)生緊扣其本質(zhì)特征,分別基于直角三角形以及鈍角三角形拓展認知,認識兩類特殊形式的高,這也是學(xué)生認知過程中的一個難點所在。然后,要基于動態(tài)化表征的策略拓寬“高”這一概念的外延。
1. 在動態(tài)表征中感知規(guī)律
當學(xué)生已經(jīng)完成銳角三角形中“高”的學(xué)習(xí)之后,給學(xué)生展示一個平行線內(nèi)的銳角三角形,并對此進行動態(tài)演示:首先,銳角三角形ABC位于兩條平行線之間,以BC為底先繪制一條三角形的高,之后使頂點A沿著平行線中的一條直線持續(xù)向右平移,此時,之前所繪制的高當然也會隨著頂點向右移動,由此就形成了另外一個同底等高的銳角三角形。完成這一系列動態(tài)操作之后,引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)圖形的運動變化規(guī)律。
師:在這個三角形中,哪些因素發(fā)生了改變?哪些沒有改變?
生:三角形的外在形狀發(fā)生了改變,但是底沒有變。
生:雖然高也是隨著頂點在發(fā)生移動,但是其長短并未改變。
師:那么你認為高的位置在發(fā)生移動之后,與三角形的形狀變化之間是否存在關(guān)聯(lián)呢?
生:從外在表象上來看,高的位置越來越靠近邊AC。
繼續(xù)向右平移頂點A,直至高與AC重合。
師:此時高在怎樣的位置?
生:現(xiàn)在三角形的高和它的直角邊發(fā)生重合,這也說明,此時的直角邊AC不僅僅是三角形的一邊,還可以被認為是三角形的高。
……
上述教學(xué)環(huán)節(jié)中,所采用的就是動態(tài)演示方式,這樣學(xué)生能夠充分把握圖形的變與不變,感知圖形形狀以及高的位置的改變,但是高的本質(zhì)并未發(fā)生改變。
2. 在動態(tài)表征中發(fā)現(xiàn)聯(lián)系
完成上述教學(xué)環(huán)節(jié)之后,學(xué)生既了解了直角邊上的高,也能夠就此體會高的位置移動和變化規(guī)律,此時筆者仍選擇動態(tài)變化的方式組織學(xué)生想一想:在鈍角三角形上,鈍角邊上的高應(yīng)該是怎樣的?
師:如果此時仍然將直角三角形的頂點A繼續(xù)平移,大家可以想象一下會產(chǎn)生一個怎樣的三角形?那么對于這個三角形而言,其高究竟應(yīng)該在怎樣的位置?
學(xué)生們展開了想象,很多學(xué)生對于高的位置不置可否,鑒于此,筆者展開演示,在不斷向右平移之后,形成了一個鈍角三角形。
師:這是怎樣的三角形呢?它的高又在什么位置呢?
生:很顯然,這是一個鈍角三角形,它的高應(yīng)該在三角形的外面。
師:那么這還能被認為是三角形的高嗎?
生:當然了,因為這條垂直線段是從三角形的頂點A開始,向它的對邊BC所作出的。
師:經(jīng)過剛才的動態(tài)演示,你從中發(fā)現(xiàn)了什么?
生:不管任何一條高都是由頂點向?qū)吽鞒龅拇怪本€段,只是位置有所不同,例如銳角三角形,它的高在三角形內(nèi),而直角三角形的高則與其直角邊相重合,鈍角三角形最為特殊,它的高在三角形外。
以上案例中,通過運動變化的視角,緊扣三類不同的三角形中“同底等高”這一關(guān)鍵點,結(jié)合動態(tài)展示的方式不斷平移三角形的頂點,既有效地突破了學(xué)生的認知局限,還順利地拓展了三角形高的外延,學(xué)生可以更準確地把握這一概念的本質(zhì)屬性,推動空間觀念的發(fā)展。
三、借助動態(tài)變式,促進概念內(nèi)化
在教學(xué)幾何相關(guān)概念的過程中,教師應(yīng)當在練習(xí)環(huán)節(jié)為學(xué)生設(shè)計動態(tài)變式性練習(xí),使其可以轉(zhuǎn)化為有形的活動,這樣才能夠使學(xué)生在“動靜轉(zhuǎn)換”的過程中促進對幾何概念的內(nèi)化。
例如,在教學(xué)“平行四邊形”這一概念的本質(zhì)屬性的過程中,既可以引導(dǎo)學(xué)生嘗試改變角的大小,也可以改變鄰邊的長短,等等?;谶@一過程引導(dǎo)學(xué)生自主辨析、自主反思,使學(xué)生可以在識圖說理的過程中,更準確地把握這一概念所表征的本質(zhì)含義。實際上,針對“相互垂直”這一概念的學(xué)習(xí)同樣如此,學(xué)生們較為普遍的認知都是豎著的垂直,一旦直線的方向或者位置發(fā)生改變,很容易影響學(xué)生的思維并引發(fā)錯誤,其根本原因在于學(xué)生在理解概念的過程中并沒有完善對互相垂直的抽象概括,所以,作為教師應(yīng)當精心設(shè)計變式習(xí)題,不能僅僅局限于三角形內(nèi),還可以在四邊形或者梯形中找高,這樣才能夠讓學(xué)生真正明確這一概念的本質(zhì)特征。
實踐證明,在幾何概念的教學(xué)中,借助動態(tài)化變式練習(xí),能夠有效地讓學(xué)生在化靜化動的過程中對幾何概念的本質(zhì)內(nèi)涵進行內(nèi)化,以此促進他們學(xué)習(xí)的高效化。
總之,立足于運動變化觀點下的幾何概念教學(xué),就是借助物體和圖形的運動規(guī)律,將那些抽象的概念元素進行轉(zhuǎn)化,基于動態(tài)化的策略突顯其幾何表征,幫助學(xué)生明晰空間關(guān)系,完善知識結(jié)構(gòu),全面促進空間觀念的發(fā)展。
作者簡介:吳謙彪(1972-),本科學(xué)歷,中小學(xué)一級教師,從事小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)研究,曾獲得“全國教育改革優(yōu)秀教師”稱號,在“小數(shù)報杯”評選活動中獲得過優(yōu)秀指導(dǎo)教師獎。