王紅芳 邵森弟
摘 要:文章根據(jù)方格圖在教學(xué)中的使用現(xiàn)狀,分析方格圖在教材體系中的編排與分布,剖析方格圖的外在特征和內(nèi)在本質(zhì)。論述了方格圖在教學(xué)中的具體運用,數(shù)格子,自然建構(gòu)方法與思想;擺格子,無痕鏈接操作與概念;畫格子,無形融合算理與圖形;算格子,無縫對接經(jīng)典與創(chuàng)新。最后,文章列舉了格子圖在教學(xué)中的三個注意點,以期完美使用格子圖,提升教法學(xué)法,發(fā)展學(xué)生思維。
關(guān)鍵詞:方格圖;操作實驗;幾何直觀
在日常教學(xué)實踐中,學(xué)生們認(rèn)為數(shù)方格是笨方法,對這種方法不屑一顧,甚至老師們也認(rèn)為這是一種低層次的思維活動。筆者在以往的教學(xué)中,也忽略了方格圖的編寫意圖,忽視了方格圖的運用。但在現(xiàn)行教材中許多內(nèi)容的編寫都采用了方格圖,如認(rèn)識公因數(shù)和最大公因數(shù),分?jǐn)?shù)乘除法的計算,平移和旋轉(zhuǎn),平面圖形的面積等。專家們對方格圖的編寫不離不棄,是否意味著方格圖與課程內(nèi)容有著特殊的寓意和獨特的作用。然而,直到聽了特級教師袁曉萍老師的“平行四邊形的面積”一課 ,一系列精心設(shè)計的數(shù)方格活動,讓學(xué)生自然而然想到了剪、移、拼成長方形的方法。讓筆者對“數(shù)方格”有了全新的認(rèn)識,也引發(fā)了筆者對方格圖在現(xiàn)行教學(xué)中運用的分析與探究。
一、教材中方格圖的地位及作用
(一)教材中方格圖的分布與地位
縱觀我們的小學(xué)數(shù)學(xué)教材(人教版),方格圖在“數(shù)與代數(shù)”、“圖形與幾何”領(lǐng)域中經(jīng)常被采用,特別在“圖形與幾何”領(lǐng)域,格子圖的應(yīng)用幾乎涵蓋了所有平面圖形的內(nèi)容,在每個年級的教材中都有編排,并通過不同形式來呈現(xiàn)。這種呈現(xiàn)在遵循學(xué)生的認(rèn)知特點,符合內(nèi)容的結(jié)構(gòu)特點的前提下,體現(xiàn)出循序漸進(jìn)、螺旋上升的編寫理念。
審視方格圖在不同年級以不同的形式呈現(xiàn),對于學(xué)生理解概念、掌握方法、發(fā)展空間觀念有著不可替代的作用。從一年級的“位置”中的引用學(xué)生熟悉的座位排序等實物圖、初步感知方格圖的最初事物模型,到二年級的“圖形與變換”和“觀察物體”中學(xué)習(xí)軸對稱、平移時方格圖的運用,為學(xué)生描述平移的運動,定量刻畫物體的平移,提供了重要的輔助工具;從三年級中依托方格圖感受四邊形中“平行”“相等”這些概念,體會方格圖的標(biāo)準(zhǔn)與直觀,到四年級點子圖(方格圖的變式)的出現(xiàn),由于點子圖這種只有點而缺少線的特點,為學(xué)生提供了更大的想象空間;在五年級則成了測量的重要依據(jù),讓學(xué)生在數(shù)方格中自主探究出平面圖形面積的計算方法,最后到六年級的“數(shù)對”,感受數(shù)對與位置的一一對應(yīng)關(guān)系,有效地發(fā)展學(xué)生的空間觀。
(二)教材中方格圖的剖析與作用
方格圖是由很多邊長相等的小正方形組成的, 正方形是由點、線構(gòu)成的面。如果說點、線是一維的,那么面就是二維的,因此方格圖兼具了一維和二維的特性。從一維角度看,方格圖上的點、線,蘊(yùn)含許多特性,易與其它內(nèi)容相結(jié)合。從二維角度看,小方格就是一個單位面積,是整個方格圖的基礎(chǔ),對于平面圖形的認(rèn)識和測量都有著非常重要的作用。
1、凸顯點線關(guān)系
方格圖上的點與點、線與線之間都有其特性。點點之間的距離都是邊長的倍數(shù),線線之間關(guān)系更是特殊,一種是互相平行,另一種是互相垂直。學(xué)生最喜歡這種橫平豎直的參照,將圖形置于方格圖中,凸顯了點和線的位置與特點,從而發(fā)現(xiàn)規(guī)律,理解圖形的特征??梢哉f,方格圖是圖形與幾何教學(xué)的重要載體。
2、提供測量標(biāo)準(zhǔn)
從一維角度看,單位面積的小方格,由于邊長一定,學(xué)生借助它觀察線段的長度,很容易比較出物體或線段的長短。從二維角度看,方格圖作為測量標(biāo)準(zhǔn),有利于學(xué)生發(fā)現(xiàn)和歸納計算方法,更為學(xué)生理解面積單位,面積單位的個數(shù)和平面圖形面積計算方法之間的聯(lián)系起到了重要的作用。
3、積累測量方法
由于方格圖是由很多邊長相等的小正方形組成的,運用于平面圖形周長和面積的學(xué)習(xí),不但可以幫助學(xué)生推導(dǎo)出計算方法,還可以讓學(xué)生掌握最基本的“測量”方法,使用“單位”累加來完成自己的研究,實現(xiàn)自己的發(fā)現(xiàn)。學(xué)習(xí)“周長”,使用“長度單位”進(jìn)行累加,學(xué)習(xí)“面積”,運用“面積單位”進(jìn)行累加,面積單位的累加組成圖形的總面積,對于圖形面積本質(zhì)的理解,圖形面積計算公式的推導(dǎo),“測量”方法的習(xí)得都是至關(guān)重要的。
4、滲透對應(yīng)思想
在六年級“用數(shù)對確定位置”這一課,教材編寫了帶橫向、縱向數(shù)據(jù)的網(wǎng)格圖。其實,這是對初中知識的一種滲透,為今后學(xué)習(xí)平面直角坐標(biāo)系做孕伏。從整體上看,縱橫交錯的網(wǎng)格上的點是縱向和橫向唯一的交點。在圖中,用一對有序數(shù)來表示一個點的位置,幫助學(xué)生感受數(shù)對與位置的一一對應(yīng)關(guān)系,滲透函數(shù)思想,提升空間觀念。
二、方格圖在教學(xué)中的運用
(一)數(shù)格子,方法與思想的自然建構(gòu)
“平行四邊形的面積”這一內(nèi)容,在面積計算公式推導(dǎo)之前有一個“數(shù)方格”的活動,許多老師在處理這一活動往往只是輕描淡寫地帶過,對后續(xù)的自主探究沒有起到實質(zhì)性的引領(lǐng)作用。筆者在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)展示課上觀摩了袁曉萍老師所執(zhí)教的課,教者讓一張小小的方格紙(亦稱為單位面積卡)發(fā)揮了奇妙的作用,讓“數(shù)方格”這一活動平淡中見神奇,樸實中見豐盈,“數(shù)”出了別樣的精彩。
【“平行四邊形的面積”教學(xué)片斷】
1.引入新課
(課伊始,老師用課件在格子圖中呈現(xiàn)一個平行四邊形)
師:認(rèn)識這個圖形碼?關(guān)于平行四邊形你已有哪些認(rèn)識?
師:關(guān)于平行四邊形,你還想學(xué)習(xí)什么?今天這節(jié)課,我們就一起來研究平行四邊形的面積計算。
2.用格子圖探究面積
(1)初次數(shù)方格
師:同學(xué)們手中都有這樣一張平行四邊形紙片,你有辦法知道它的面積嗎?
師:如果一個小方格表示1平方厘米,請用數(shù)格子的方法數(shù)出平行四邊形的面積。并用筆畫一畫、標(biāo)一標(biāo),讓人一眼看出你數(shù)的方法。(生嘗試,師巡視指導(dǎo))
(2)匯報展示
師:你是怎么數(shù)的?
生1:我是先數(shù)整格的,有20格,再把上下不到一格的兩個兩個拼起來數(shù)的,也是4格。
生2:(用箭頭符號表示拼的過程)左右兩邊的正好拼起來是一個格子,這樣兩個兩個地可以拼成8個方格,再加上占整個的有20個方格,我這樣一共數(shù)出24個方格。
生3:把左邊的三角形移到右邊(并用同一個數(shù)字表示左右相對應(yīng)的方格),拼成長方形后再數(shù)一數(shù)是24個平方厘米。
(解讀:教師設(shè)計數(shù)出方格紙上的平行四邊形的環(huán)節(jié),數(shù)的過程中,學(xué)生遇到問題:不滿一格怎么辦?并促使學(xué)生思考:如何把不滿一格轉(zhuǎn)化成滿格?這時,老師適時鼓勵學(xué)生用筆畫一畫,將平行四邊形的轉(zhuǎn)化成長方形這種剪拼方法呼之欲出,大部分同學(xué)已自己得出方法)
(3)再次數(shù)方格
師:誰能用拼的方法來數(shù)出它的面積。但是要注意,拼的次數(shù)越少就越能顯示出你的水平高。
(解讀:學(xué)生思維層次不同、空間想象水平有差異,拼的次數(shù)肯定有多有少,第二次拼,教師指向明確,就是要拼的次數(shù)越少水平越高,這里的活動具有挑戰(zhàn)性,成功激發(fā)了學(xué)生的戰(zhàn)斗力,盡顯方格魔力)
袁老師在《平行四邊形的面積》一課中,巧妙的運用一系列的數(shù)格子活動,讓學(xué)生自然而然的想到了剪、移、拼成長方形的方法,既使學(xué)生水到渠成地得出了平行四邊形的面積等于底乘高這一方法,又潛移默化地滲透了“轉(zhuǎn)化”這一重要的數(shù)學(xué)思想,教學(xué)設(shè)計真是妙不可言!
(二)擺格子,概念與操作的無痕鏈接
一直以來,“公因數(shù)”教學(xué),往往以抽象、單調(diào)、乏味困擾師生。賦予“公因數(shù)”圖形的意義,既豐富了概念,豐盈了教學(xué),又讓學(xué)生通過數(shù)形結(jié)合加深理解。在“公因數(shù)”教學(xué)中運用格子圖,讓動手操作與概念理解無痕鏈接。
【“公因數(shù)”教學(xué)片斷】
1.分別用邊長9厘米和4厘米的正方形紙片鋪右邊的長方形,能正好鋪滿嗎?
(1)學(xué)生操作,交流驗證。(投影學(xué)生作品)
(2)想一想:為什么不能夠正好鋪滿呢?
生:9能整除18,9是18的因數(shù)。而9不是12的因數(shù)。
……
2.怎樣的正方形才能正好鋪滿這個長方形?
師板書:6既是18的因數(shù),又是12的因數(shù)。6是18和12的公因數(shù)。
3.邊長3厘米、2厘米、1厘米的正方形呢?能否正好鋪滿這個長方形?請在腦中描繪,并用語言表達(dá)。同理講授。
多樣的素材,真正豐富了學(xué)生的感知;精心的設(shè)計,真正讓學(xué)生自主建構(gòu)起“公因數(shù)”的概念,并幫助學(xué)生初步理解“正好鋪滿”的本質(zhì)意義。設(shè)計操作格子圖活動,組織學(xué)生展示自己的思考過程,逐步完善對概念的理解,無痕地實現(xiàn)對“公因數(shù)”概念的建構(gòu)。
(三)畫格子,算理與圖形的無形融合
算理對于學(xué)生來說是抽象的、無形的,如何讓學(xué)生真正理解算理,數(shù)形結(jié)合不失為一種有效的方法。具有直觀形象特征的方格圖的合理使用,能將抽象的數(shù)量關(guān)系形象化,把無形的解題思路具體化?!斑B除應(yīng)用題”的教學(xué)一直是學(xué)生理解的難點,將算理與畫格子結(jié)合在一起,在直觀圖示的導(dǎo)引和教師的啟發(fā)下,學(xué)生能比較容易地理解數(shù)量之間的關(guān)系,理清解題的思路,提高分析問題和解決問題的能力。
【“連除應(yīng)用題”教學(xué)片斷】
例題:有30個桃子,有3只猴子吃了2天,平均每天每只猴子吃了幾個?
30÷2÷3,學(xué)生畫了下圖:
先平均分成2份,再將其中1份平均分成3小份。
②30÷3÷2,學(xué)生畫了下圖:
先平均分成3份,再將其中1份平均分成2小份。
③30÷(3×2),學(xué)生畫了下圖:
先平均分成6份,再表示出其中的1份。
教師要求學(xué)生借助長方形表示思路的方法。因為長方形是二維的,通過二維圖中的表達(dá),讓學(xué)生很容易表達(dá)出小猴的只數(shù)、吃的天數(shù)與桃子個數(shù)之間的關(guān)系。很顯然,學(xué)生通過畫一畫的操作,借助圖形語言,借助已學(xué)過的除法知識,解決了連除應(yīng)用題的問題,從而理解了連除的意義。通過數(shù)形結(jié)合,讓抽象的數(shù)量關(guān)系、思考路徑形象地外顯了,非常直觀,宜于學(xué)生理解。
三、方格圖在教學(xué)中的注意點
格子圖作為單位面積的正方形格子,得到老師和同學(xué)們的青睞,在教學(xué)、練習(xí)過程中也大量的使用。盡管方格圖有直觀,清晰,單位面積一定,便于數(shù)數(shù)比較等優(yōu)點,但需要注意恰當(dāng)運用,切記不要事倍功半。
(一)注意適配內(nèi)容
雖然有些課的內(nèi)容使用格子圖能得到事半功倍的作用,這些內(nèi)容往往都與方格有緊密的聯(lián)系。面積教學(xué)有單位面積量的需求;平移旋轉(zhuǎn)有對垂直線段、單位刻度的需要;公因數(shù)、連除、分?jǐn)?shù)乘除法有長方形面積長乘寬兩個數(shù)相乘的呈現(xiàn)。但是更多的內(nèi)容很難與格子圖適配,如概念教學(xué)、計算教學(xué)。因此,教者要分析教材、課題內(nèi)容,選擇最適合的素材,不能為了使用而使用。
(二)注意適度操作
格子圖用于數(shù)形結(jié)合時所花的時間相對較少,但用于操作時,耗時較大,影響教學(xué)進(jìn)度。如平行四邊形的面積,大多是教師引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)化得出面積方法,而格子圖則需大量時間用來操作。由此,需要教者的精密設(shè)計,適度操作,才更能讓格子圖散發(fā)光彩。
(三)注意適時提升
小學(xué)生的思維正由具體形象思維過渡到抽象邏輯思維。俗話說,數(shù)學(xué)是思維的體操,數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的最終目標(biāo)是鍛煉思維,發(fā)展思維,提升思維。不管是數(shù)格子,擺格子,算格子還是畫格子,都應(yīng)以落實內(nèi)容,思維提升為前提。使用格子圖這種直觀的圖形,也應(yīng)注意是否優(yōu)化教法,升華學(xué)法,提升思維。
總之,正確使用格子圖,能起到事半功倍的作用,通過直觀的手段幫助學(xué)生學(xué)習(xí)幾何初步知識,乃至數(shù)與代數(shù)知識。凸顯了空間與圖形的顯現(xiàn)特征,賦予了數(shù)與代數(shù)直觀意義,滲透了中學(xué)的函數(shù)思想。但直觀呈現(xiàn)也需要提升,具體到抽象、模糊到清晰是必然的過渡,這個過程使得空間想象力得到充分有序地訓(xùn)練,空間觀念得到有效地提升。
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