文/博羅縣中小學(xué)教育教學(xué)研究室
幾何直觀可以理解為一種思維方式或策略,即依托、利用圖形進(jìn)行數(shù)學(xué)的思考和想象。它不僅在“圖形與幾何”領(lǐng)域的學(xué)習(xí)中起到不可替代的作用,在數(shù)學(xué)的各個領(lǐng)域內(nèi)容的學(xué)習(xí)過程中也非常重要。培養(yǎng)學(xué)生的幾何直觀能力,可以為發(fā)展學(xué)生分析問題、解決問題的能力搭建“腳手架”,為學(xué)生后續(xù)的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。
如何培養(yǎng)小學(xué)生幾何直觀能力,讓幾何直觀更好地為教師的教與學(xué)生的學(xué)服務(wù)?
小學(xué)生幾何直觀能力的發(fā)展有賴于教師的重視與培養(yǎng)。教師要充分認(rèn)識幾何直觀的作用,在教學(xué)中為學(xué)生提供動手操作的機(jī)會和平臺,更好地培養(yǎng)、發(fā)展學(xué)生的幾何直觀。如教學(xué)北師大版四年級數(shù)學(xué)下冊《買文具》時,教材中問題1和問題2解決的都是“買4塊橡皮需要多少元?”需要計(jì)算“0.2×4”。教材是讓學(xué)生借助小數(shù)的直觀模型理解小數(shù)乘整數(shù)的算理,掌握口算方法。在此基礎(chǔ)上,提出問題3:“買3把尺子需要多少元?”需要計(jì)算“3×0.4”,由于學(xué)生剛剛學(xué)習(xí)了小數(shù)乘整數(shù)的方法,通常比較容易解答。這時,教師適時地追問:“買5把需要多少錢?8把呢?”讓學(xué)生在面積模型中表示出買“3把”“5把”“8把”的錢,提出如下問題:“為什么涂12條?20條?32條?”結(jié)合涂、畫的過程,學(xué)生不難發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律:1把是0.4元,即4個0.1,涂4條直條,那么3把就是12個0.1,所以涂12條直條……此環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí),學(xué)生“畫圖--看圖--想事”,幾何直觀能力得到很好的發(fā)展。通過用圖形描述“總價”,學(xué)生不僅充分理解了小數(shù)乘法的意義和計(jì)算方法,同時,對乘法中因數(shù)的變化引起積的變化的規(guī)律也有了初步認(rèn)識,為后續(xù)學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。
小學(xué)生的思維主要以具體形象思維為主,而幾何直觀具有“具體、直觀、形象”的特點(diǎn),借助直觀的圖形語言學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識易于學(xué)生理解。因此,數(shù)學(xué)教學(xué)中要培養(yǎng)學(xué)生“用圖形思考問題”“用圖形說話”的習(xí)慣,促進(jìn)學(xué)生幾何直觀能力的發(fā)展,進(jìn)一步提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。教師要不斷提供機(jī)會和平臺,教會學(xué)生用畫圖的方式思考問題、解決問題,積極引導(dǎo)學(xué)生“用圖形說話”,用圖形表達(dá)思考問題的過程,從而體會到畫圖的妙處,圖形語言對理解概念、分析數(shù)量關(guān)系的作用,養(yǎng)成畫圖的習(xí)慣。這樣,將相對抽象的思考對象“圖形化”,便于學(xué)生把握問題的結(jié)構(gòu),明晰概念、理解算理,而學(xué)生在動手動腦的過程中,往往會迸射出創(chuàng)新的火花。
如北師大版三年級數(shù)學(xué)《搭配中的學(xué)問》一課的教學(xué),教師在黑板上貼出:短衣,長衣,短裙,長裙和長褲這五種圖片后,提出問題:“馬戲團(tuán)里的小丑要表演,想選一套衣服,可以怎樣搭配呢?”讓學(xué)生先借助擺學(xué)具找出所有的搭配方法,在此基礎(chǔ)上,初步探索如何借助符號表示不同的搭配方法。畫一畫,直觀、形象地表示出了學(xué)生的思考過程和思考結(jié)果,很多的學(xué)生找到了搭配的方法共有6種。這時,教師啟發(fā)學(xué)生,通過剛才的畫一畫,你發(fā)現(xiàn)一件上衣可以與幾件下衣連線?你還有其它發(fā)現(xiàn)嗎?此時,學(xué)生沉默了,但是不一會兒,就有一個學(xué)生很興奮地說:“老師,我發(fā)現(xiàn)了可以用2×3=6來計(jì)算搭配的種數(shù)”,多么難得的發(fā)現(xiàn)呀!畫圖,讓學(xué)生非常直觀地體驗(yàn)到了初中階段才學(xué)習(xí)的乘法原理。此時,畫圖既是學(xué)生思考問題的方法,也是解決問題的工具。
數(shù)形結(jié)合就是將抽象的數(shù)或數(shù)量關(guān)系,用形象的圖形語言表達(dá)出來,是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的一種方法。數(shù)形結(jié)合可以將抽象的數(shù)學(xué)問題變得直觀、形象,便于學(xué)生找到解決問題的方法。教師要關(guān)注數(shù)形結(jié)合,幫助學(xué)生建立數(shù)與形的一一對應(yīng),讓學(xué)生在用形表示數(shù)的過程中加深對數(shù)的理解,培養(yǎng)學(xué)生幾何直觀能力。如在解決植樹棵數(shù)與間隔問題時,很多學(xué)生弄不清楚“間隔”與“樹”兩者之間的關(guān)系是“加1”“減1”還是“不加不減”。這時,讓學(xué)生畫一畫,1段(1個間隔)種幾棵,2段(2個間隔)種幾棵……學(xué)生就很容易地發(fā)現(xiàn)“樹”與“間隔”的關(guān)系。學(xué)生只要明確了“間隔”與“樹”兩者之間的對應(yīng)關(guān)系,就能理解植樹問題的本質(zhì)一一對應(yīng)了。
幾何直觀在研究、學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)中是非常重要的,它是學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)必備的最基本的能力。加強(qiáng)小學(xué)生幾何直觀能力的培養(yǎng),能為學(xué)生分析問題和解決問題提供有效的方法,從而促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)思維的發(fā)展、解決問題能力的提高。因此,小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中要加強(qiáng)“直觀”,凸顯幾何直觀在學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中的地位和作用,讓幾何直觀更好地為教與學(xué)服務(wù)。