【摘要】本文闡述運(yùn)用動(dòng)態(tài)化策略教學(xué)小學(xué)幾何概念的途徑,提出在動(dòng)態(tài)化教學(xué)中挖掘幾何知識(shí)的本質(zhì),梳理幾何概念知識(shí)之間的關(guān)系,變式表征幾何概念等教學(xué)建議,讓空間關(guān)系更加清晰,幫助學(xué)生精準(zhǔn)理解幾何概念的內(nèi)涵,有效建構(gòu)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。
【關(guān)鍵詞】圖形運(yùn)動(dòng) 動(dòng)態(tài)課堂 概念本質(zhì)
【中圖分類(lèi)號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A
【文章編號(hào)】0450-9889(2020)25-0114-02
新課標(biāo)將空間觀念的發(fā)展作為一個(gè)核心概念明確提出來(lái),并指出讓學(xué)生在幾何概念的學(xué)習(xí)過(guò)程中把握實(shí)物與幾何圖形相互之間的關(guān)系,以此發(fā)展學(xué)生的空間思維?;诖耍P者認(rèn)為,在小學(xué)幾何概念教學(xué)中,教師要將物體和圖形的運(yùn)動(dòng)融入課堂,運(yùn)用動(dòng)態(tài)化策略將靜態(tài)的幾何圖形進(jìn)行動(dòng)態(tài)化處理,幫助學(xué)生在動(dòng)態(tài)變化中獲得直觀的體驗(yàn),由此精準(zhǔn)地把握?qǐng)D形之間的空間關(guān)系,深刻理解幾何概念的本質(zhì)特征,促進(jìn)空間觀念的發(fā)展。
一、運(yùn)用動(dòng)態(tài)策略凸顯概念本質(zhì)
在小學(xué)幾何概念教學(xué)中,小學(xué)生的思維以具體形象思維為主,容易被外部的顯性特征吸引,學(xué)習(xí)往往流于表面,對(duì)幾何概念的內(nèi)隱性、抽象性等特征存在理解偏差。因此,教師可以借助動(dòng)態(tài)化策略,讓隱性的概念特征顯性化,動(dòng)態(tài)挖掘概念本質(zhì),促使學(xué)生精準(zhǔn)理解幾何概念的本質(zhì)內(nèi)涵。
在教學(xué)部編版數(shù)學(xué)教材四年級(jí)上冊(cè)《平行與垂直》一課時(shí),筆者發(fā)現(xiàn),大部分學(xué)生能熟練背誦“平行”的定義,但在做練習(xí)時(shí)卻暴露出認(rèn)知上的誤區(qū),認(rèn)為“不交叉就不相交”“相交就是交叉”,這說(shuō)明學(xué)生對(duì)概念的理解還停留在外在表征上,沒(méi)有透過(guò)現(xiàn)象挖掘平行的概念的本質(zhì)屬性,頭腦中也沒(méi)有建立動(dòng)態(tài)的空間變化關(guān)系。因此,筆者運(yùn)用動(dòng)態(tài)化策略設(shè)計(jì)教學(xué)流程。首先,筆者從學(xué)生的已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)入手,帶領(lǐng)學(xué)生回顧學(xué)過(guò)的“圖形的平移和旋轉(zhuǎn)”,給學(xué)生出示一張格子圖,并引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)動(dòng)態(tài)想象:①格子圖上有一條直線a,想象一下,這條直線向下做平移運(yùn)動(dòng),平移后的為直線b,請(qǐng)問(wèn)直線b和直線a有怎樣的位置關(guān)系?②現(xiàn)在要將格子圖上的一條直線,繞著線上的某一個(gè)點(diǎn)旋轉(zhuǎn),想象一下,旋轉(zhuǎn)后的直線和原來(lái)的直線有怎樣的位置關(guān)系?
學(xué)生由此展開(kāi)想象,在想象的過(guò)程中不但積累了直線運(yùn)動(dòng)中平移和旋轉(zhuǎn)的經(jīng)驗(yàn),同時(shí)又對(duì)兩條直線在平面內(nèi)的空間關(guān)系有了充分的體驗(yàn),為后續(xù)開(kāi)展探究活動(dòng)提供了豐富的素材。接著,筆者結(jié)合學(xué)生的已有活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)平移情境,激發(fā)學(xué)生挖掘平行線本質(zhì)特征的積極性。筆者讓學(xué)生將兩條直線的位置關(guān)系畫(huà)出來(lái),并有針對(duì)性地將學(xué)生的一部分作品展示出來(lái)(如圖1),讓學(xué)生在課堂上交流和討論:
觀察圖1,你能從中找出哪些是通過(guò)圖形平移得到的?哪些是通過(guò)圖形旋轉(zhuǎn)得到的?你能發(fā)現(xiàn)這兩種不同的移動(dòng)方式形成的圖形位置關(guān)系有什么不同嗎?學(xué)生經(jīng)過(guò)觀察比較之后發(fā)現(xiàn),通過(guò)旋轉(zhuǎn)得到的兩條直線會(huì)相交,而通過(guò)平移得到的兩條直線不會(huì)相交。筆者繼續(xù)追問(wèn):為什么通過(guò)平移得到兩條直線不會(huì)相交呢?請(qǐng)說(shuō)明理由。學(xué)生認(rèn)為,直線平移之后,直線上的每個(gè)點(diǎn)都平移了,所以每一處對(duì)應(yīng)點(diǎn)的距離都是相等的。緊接著,筆者讓學(xué)生動(dòng)手操作,根據(jù)已有的平移的經(jīng)驗(yàn)畫(huà)出平行線。學(xué)生了經(jīng)歷平移—平行—平移的認(rèn)知過(guò)程,凸顯了平行這一概念中“平行線之間的距離處處相等”的隱性特征,由此在直觀體驗(yàn)中獲得了深刻的理解。
以上教學(xué)環(huán)節(jié),教師運(yùn)用動(dòng)態(tài)策略,幫助學(xué)生積累了直線(圖形)運(yùn)動(dòng)的經(jīng)驗(yàn),讓學(xué)生充分感知平面內(nèi)兩條直線的空間關(guān)系,同時(shí)又帶領(lǐng)學(xué)生將從平移中獲得的經(jīng)驗(yàn)遷移到平行線的認(rèn)知中,加深了學(xué)生對(duì)平行概念的本質(zhì)屬性的理解,再通過(guò)操作,利用本質(zhì)特征直觀展示平移,由此獲得平行概念的內(nèi)化。
二、運(yùn)用動(dòng)態(tài)策略拓展概念外延
在小學(xué)幾何概念教學(xué)中,學(xué)生往往會(huì)根據(jù)圖形的共有特征進(jìn)行概念認(rèn)知,學(xué)起來(lái)相對(duì)容易,但同時(shí)也給思維和認(rèn)知帶來(lái)一定的局限性。這就需要教師運(yùn)用動(dòng)態(tài)策略,通過(guò)圖形的運(yùn)動(dòng)變化進(jìn)行概念的表征,讓學(xué)生從變化中感悟不變,在圖形的動(dòng)態(tài)變化中深入概念內(nèi)涵,拓展概念的外延,建構(gòu)系統(tǒng)化的知識(shí)結(jié)構(gòu)。
在教學(xué)《三角形的高》這一內(nèi)容時(shí),如何讓學(xué)生認(rèn)識(shí)直角三角形和鈍角三角形中的兩類(lèi)特殊的高,這是教學(xué)的重點(diǎn),也是難點(diǎn)。為了突破這一難點(diǎn),筆者從運(yùn)動(dòng)變化的角度,運(yùn)用動(dòng)態(tài)策略設(shè)計(jì)課堂教學(xué)環(huán)節(jié),帶領(lǐng)學(xué)生抓住銳角三角形的高這一概念的本質(zhì)特征,將其遷移到直角三角形和鈍角三角形中。
筆者給學(xué)生出示了一個(gè)平行線內(nèi)的銳角三角形ABC,動(dòng)態(tài)演示整個(gè)過(guò)程:以BC邊為底邊畫(huà)出三角形的高,然后過(guò)頂點(diǎn)A沿著平行線的一條直線向右平移,形成了一系列同底等高的三角形。(如圖2所示)
筆者引導(dǎo)學(xué)生觀察并思考:三角形什么發(fā)生了改變?什么沒(méi)有變?你從中發(fā)現(xiàn)了什么?學(xué)生發(fā)現(xiàn),三角形的形狀在變化,但是底邊沒(méi)有變;高隨著頂點(diǎn)在移動(dòng),但高的長(zhǎng)度不變。隨著向右移動(dòng)頂點(diǎn)A,此時(shí)三角形的形狀發(fā)生了變化,銳角三角形變成了直角三角形,高的位置也發(fā)生了改變,高與直角邊重合了,此時(shí)直角邊不但是三角形的一條邊,同時(shí)也是三角形的高。接著,筆者繼續(xù)動(dòng)態(tài)演示,將直角三角形的頂點(diǎn)A繼續(xù)向右平移,這時(shí)候?qū)W生發(fā)現(xiàn),直角三角形改變了,變成了一個(gè)鈍角三角形,此時(shí)高不在三角形內(nèi),而在三角形的外面。通過(guò)觀察一系列的動(dòng)態(tài)變化,筆者讓學(xué)生思考:想一想,高在三角形中的位置有什么不同?你怎么理解三角形的高?學(xué)生抓住銳角三角形、直角三角形、鈍角三角形這三類(lèi)三角形中同底等高的聯(lián)系點(diǎn),深刻認(rèn)識(shí)到三角形的高就是從頂點(diǎn)向?qū)吽鞯囊粭l垂線段,高在不同的三角形中的位置也是不同的。銳角三角形的高在三角形內(nèi),直角三角形的高與直角邊重合,鈍角三角形的高在三角形的外面。
以上教學(xué)環(huán)節(jié),教師借助動(dòng)態(tài)策略,引導(dǎo)學(xué)生觀察思考,幫助學(xué)生拓寬了三角形的高的外延,突破了認(rèn)知局限,進(jìn)而讓學(xué)生在理解高的概念本質(zhì)的同時(shí)培養(yǎng)了空間觀念。
三、運(yùn)用動(dòng)態(tài)策略梳理概念關(guān)系
在小學(xué)幾何概念教學(xué)中,每個(gè)概念都有獨(dú)特的屬性,同時(shí)也包含相互之間的密切關(guān)聯(lián),因此,教師要運(yùn)用動(dòng)態(tài)策略幫助學(xué)生梳理概念之間的關(guān)系,幫助學(xué)生清晰地把握概念的本質(zhì),建構(gòu)幾何概念的知識(shí)體系。
在學(xué)生學(xué)習(xí)了平面圖形的面積后,筆者運(yùn)用動(dòng)態(tài)化策略幫助學(xué)生梳理面積計(jì)算公式,讓學(xué)生借助幾何圖形的運(yùn)動(dòng)變化探究多邊形之間的特殊關(guān)系,從而構(gòu)建平面圖形的面積知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。筆者先讓學(xué)生思考平行四邊形和梯形之間的異同,學(xué)生確認(rèn)平行四邊形是兩組對(duì)邊平行,梯形只有一組對(duì)邊平行。然后,筆者動(dòng)態(tài)演示,沿著梯形上底的一個(gè)頂點(diǎn)平移,使其兩條腰也平行,轉(zhuǎn)化為平行四邊形。此時(shí),學(xué)生直觀感知圖形之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系,筆者引導(dǎo)學(xué)生觀察并思考:圖形運(yùn)動(dòng)中什么發(fā)生了變化?什么沒(méi)有變化?(如圖3所示)
通過(guò)觀察動(dòng)態(tài)演示的過(guò)程,學(xué)生發(fā)現(xiàn)梯形的下底邊沒(méi)有變化,僅僅是上底邊發(fā)生改變。當(dāng)梯形的上底邊與下底邊相等時(shí),這個(gè)梯形就變成了一個(gè)上下底邊相等的特殊梯形——平行四邊形。
這個(gè)環(huán)節(jié),筆者讓學(xué)生初步感知了平行四邊形與梯形的變與不變,由此梳理平行四邊形與梯形之間的相互關(guān)系。緊接著,筆者繼續(xù)動(dòng)態(tài)演示,(如圖3所示)當(dāng)A點(diǎn)逐漸靠近B點(diǎn),上底的兩個(gè)頂點(diǎn)重合。學(xué)生發(fā)現(xiàn),圖形又發(fā)生了改變,梯形變成了上底邊為零的特殊梯形,即三角形。
由此,學(xué)生在動(dòng)態(tài)演示中,借助梯形在平行四邊形和三角形之間相互轉(zhuǎn)化,梳理了梯形的面積公式與平行四邊形的面積公式、三角形的面積公式之間的關(guān)系,使平面圖形的面積計(jì)算知識(shí)在動(dòng)態(tài)梳理中更加系統(tǒng)化。接下來(lái),筆者出示練習(xí)題,(如圖4所示)讓學(xué)生比較兩條平行線之間的平行四邊形、梯形、三角形的面積大小。
該練習(xí)題如果按照普通的解題方法,是要先假設(shè)高的值,然后運(yùn)用面積計(jì)算公式計(jì)算各個(gè)圖形的面積,這樣進(jìn)行比較,顯然是比較麻煩的。而通過(guò)動(dòng)態(tài)演示,學(xué)生對(duì)平行四邊形、梯形、三角形的面積關(guān)系有了清晰的把握,他們一下子找到了問(wèn)題解決的核心所在,學(xué)生認(rèn)為,可以把三角形和平行四邊形都看作是特殊的梯形,一個(gè)是上底邊為零,一個(gè)是上、下底邊相等,在高相等的前提下,只要比較上下底邊之和的大小即可。由此,學(xué)生非常容易就得到了問(wèn)題的答案。
以上環(huán)節(jié),教師通過(guò)圖形的運(yùn)動(dòng)變化,以少統(tǒng)多,帶領(lǐng)學(xué)生系統(tǒng)梳理圖形面積計(jì)算公式,讓學(xué)生感悟圖形之間的相互轉(zhuǎn)化,認(rèn)識(shí)到平行四邊形、三角形是特殊的梯形,由此深刻把握這三種圖形的概念本質(zhì),并將其綜合運(yùn)用在練習(xí)中,讓學(xué)生在變中求解,在建構(gòu)知識(shí)體系的同時(shí),又發(fā)展了數(shù)學(xué)思維。
總之,在小學(xué)幾何概念教學(xué)中運(yùn)用動(dòng)態(tài)策略實(shí)施教學(xué),能夠?qū)⒊橄蟮臄?shù)學(xué)概念與動(dòng)態(tài)的具象結(jié)合起來(lái),幫助學(xué)生深入理解運(yùn)動(dòng)變化下的幾何圖形,讓學(xué)生更加直觀地理解幾何概念,進(jìn)而獲得圖形與幾何的概念建構(gòu)經(jīng)驗(yàn),從而建立空間觀念,促進(jìn)學(xué)生更加深刻地理解幾何知識(shí)。
【參考文獻(xiàn)】
[1]王旭.小學(xué)數(shù)學(xué)幾何教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生空間概念的方式探尋[J].名師在線,2019(26)
[2]王海英.“圖形與幾何”的有效教學(xué)策略[J].江西教育,2016(21)
[3]管相娥.小學(xué)數(shù)學(xué)幾何教學(xué)方略探究[J].內(nèi)蒙古教育,2017(22)
[4]許明堅(jiān).關(guān)注學(xué)習(xí)過(guò)程,讓“圖形與幾何”教學(xué)更有效[J].小學(xué)教學(xué)參考,2018(29)
作者簡(jiǎn)介:吳萍(1976— ),女,廣西興業(yè)人,大學(xué)本科學(xué)歷,一級(jí)教師,研究方向?yàn)樾W(xué)數(shù)學(xué)應(yīng)用題教學(xué)研究。
(責(zé)編 林 劍)