摘 要:直觀能力是影響初中生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的重要因素。學(xué)生空間想象力的培養(yǎng)需要大量的直觀經(jīng)驗(yàn);需要通過大量的圖形觀察與分析逐步培養(yǎng);需要生動多樣的圖形語言。初中數(shù)學(xué)教學(xué)中很多方面都體現(xiàn)著直觀的作用,也都可以作為培養(yǎng)學(xué)生的幾何直觀能力的載體。
關(guān)鍵詞:直觀能力;直觀經(jīng)驗(yàn);圖像識別;圖形語言
圖形廣泛地存在于我們生活的空間中。新課程非常重視學(xué)生
學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng),而直觀能力是學(xué)生學(xué)習(xí)的重要能力。從視圖、切截到三角形、四邊形;從數(shù)軸到函數(shù)、方程組的求解;從乘法公式的幾何意義到探索規(guī)律等內(nèi)容,都體現(xiàn)著直觀的作用,也都可以作為培養(yǎng)學(xué)生的幾何直觀能力的載體。下面就以幾個教學(xué)片段談?wù)勎以诮虒W(xué)過程中用到的一些方法和體驗(yàn)。
一、豐富的數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力
學(xué)生空間想象力的培養(yǎng)需要大量的直觀經(jīng)驗(yàn)。在《截一個幾何體》一節(jié)課中,我在課堂上通過獎勵發(fā)言積極的學(xué)生引入截面的概念,請學(xué)生猜測截面形狀;學(xué)生小組合作驗(yàn)證猜想:要求學(xué)生每個小組先畫出要驗(yàn)證的截面形狀,再思考刀子怎樣運(yùn)動才能保證準(zhǔn)
確地截出這個形狀的截面,最后實(shí)際操作截出截面,并與猜想形狀對照;通過學(xué)生的切截,總結(jié)正方體截面的形狀,并分析原因。
學(xué)生通過動手操作觀察,到思考截面的成因與形狀,經(jīng)歷了由操作到觀察這樣一個認(rèn)識過程,從而感知和體驗(yàn)空間與圖形的現(xiàn)實(shí)意義。在接下來的截正方體活動中,學(xué)生先猜想截面的形狀、設(shè)計(jì)刀子的運(yùn)動路線,發(fā)揮空間想象力;再動手操作,驗(yàn)證空間想象;最后交流總結(jié),提升空間想象力。
二、具體的圖像識別與分析,培養(yǎng)學(xué)生的直觀洞察力
函數(shù)的研究是初中階段數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的一個重要內(nèi)容,它很好地
體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合思想,是提高學(xué)生直觀洞察力的有效載體。在講解函數(shù)問題時,我們可以引導(dǎo)學(xué)生觀察函數(shù)圖像,從中找到所反映的具體信息,再求出函數(shù)關(guān)系式;引導(dǎo)學(xué)生思考圖像交點(diǎn)的意義和交點(diǎn)前后部分的實(shí)際意義,從而逐步引導(dǎo)學(xué)生通過圖像信息的識別與分析,從而逐步提高學(xué)生的直觀洞察力。這個過程中教師要求學(xué)生到講臺上結(jié)合圖形回答問題,這就要求學(xué)生不僅僅是將自己的觀察結(jié)果呈現(xiàn)出來,而且要將觀察的過程同時呈現(xiàn)給大家。對于回答問題的學(xué)生來說,這是直觀洞察力的一種提升;而對于聽眾來說,這也是直觀洞察力的一種培養(yǎng),即讓聽眾學(xué)會如何觀察。最后對問題的解決進(jìn)行了一般化,即“通過上面這個問題的解決,我們知道在此類問題中我們要關(guān)注兩個圖像的交點(diǎn)和交點(diǎn)前后圖像的位置關(guān)系”。使得學(xué)生對此類函數(shù)圖像的認(rèn)識和分析角度有了明確的認(rèn)識,從而在本質(zhì)上提高學(xué)生的識圖能力。
學(xué)生的直觀洞察力的培養(yǎng)必須通過大量的圖形觀察與分析逐步培養(yǎng),其中圖形的呈現(xiàn)與認(rèn)知是必不可少的。例如,我引導(dǎo)學(xué)生在一系列圖形中找出全等三角形。在這一過程中學(xué)生對全等三角形這一幾何概念有了直觀的認(rèn)識,同時從復(fù)雜的組合圖形中抽取所
需要的基本圖形,又恰好是直觀洞察力的另一表現(xiàn)形式。
這樣借助圖形幫助我們理解題意;而在圖形中標(biāo)注已知條件,實(shí)際上是將文字語言表示轉(zhuǎn)換成圖形表示,在轉(zhuǎn)換的同時,學(xué)生不自覺地將一個復(fù)雜圖形分解為我們已知的簡單圖形,提升了學(xué)生分析圖形的能力,同時也為證明提供了思路。
三、生動的圖形語言,培養(yǎng)學(xué)生直觀的解題能力
人類的知識很大一部分是依靠直觀觀察得到的。對于復(fù)雜的幾何結(jié)論,我們往往可以通過一些直觀的例子觀察得到初步的結(jié)論,再進(jìn)一步去推理驗(yàn)證。幾何直觀具有發(fā)現(xiàn)功能,同時也是理解數(shù)學(xué)的有效渠道。
對于勾股定理的研究,使我們深刻地體會幾何直觀的價值與
魅力所在。在勾股定理的驗(yàn)證過程中,先請同學(xué)根據(jù)自己的調(diào)查研究,展示我國古代對勾股定理的證明方法,并選取“青朱出入圖”,請學(xué)生親手操作驗(yàn)證,讓學(xué)生親自體驗(yàn)這種“無字證明”。學(xué)生在調(diào)查研究勾股定理的過程中了解到,“勾股定理”的圖形作為與外星人聯(lián)絡(luò)的信號發(fā)射到太空,進(jìn)而思考“為什么我們選擇這個圖形作為聯(lián)絡(luò)信號”,從而體會到圖形語言具有直觀性。我在課堂上又繼續(xù)提出問題:“這個圖形是如何說明勾股定理的?”這時學(xué)生需運(yùn)用已有的幾何經(jīng)驗(yàn)分析圖形,并最終建立圖形語言與數(shù)學(xué)概念之間的
聯(lián)系,使得學(xué)生對圖形語言的把握由感性上升到理性。
豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、具體的圖形分析與識別以及生動形象的圖
形證明,從不同角度培養(yǎng)了學(xué)生的直觀能力。但是學(xué)生直觀能力的提升不是一朝一夕能夠達(dá)到的,需要我們在教學(xué)過程中不斷地引導(dǎo),逐步地培養(yǎng)。
參考文獻(xiàn):
熊躍農(nóng).隱去結(jié)論,讓學(xué)生自己去探索[J].中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)參考,1997(09).
作者簡介:臧思展,男,1979年2月出生,本科,就職于山東省青島第三十三中學(xué),研究方向:中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)法。