小學階段“圖形的運動”的教學旨在引導學生經歷對現(xiàn)實生活中圖形運動的抽象過程,認識平移、旋轉、軸對稱及其特征,體會運動前后圖形的“變與不變”,感受數(shù)學的美,逐步形成空間觀念和幾何直觀。
一、在觀察和比較中建立空間觀念
形成幾何表象是建立空間觀念的基礎,教學“圖形的運動”時,教師要結合生活實例設置豐富的觀察活動,讓學生在觀察和比較中形成圖形運動的表象。
初步認識“平移和旋轉”時,筆者用動畫呈現(xiàn)游樂場的情境,引導學生先觀察正在運動的觀光火車、摩天輪、太空飛梭、旋轉木馬、旋轉飛椅等,然后結合動作簡單描述它們是怎樣運動的,并按運動方式給這些游戲項目分類。學生觀察并比較后發(fā)現(xiàn),觀光火車、太空飛梭沿著直線移動,其位置改變,形狀、大小和方向不變;摩天輪、旋轉木馬、旋轉飛椅繞著一個點或軸轉動,其位置、方向改變,形狀、大小不變。根據(jù)物體運動過程中的“變與不變”,筆者引導學生將六種游戲項目的運動現(xiàn)象分成兩類,歸納出平移和旋轉兩個概念。在此過程中,學生感知到物體運動的不同方式,形成了運動方式的幾何表象。
二、在觀察和操作中發(fā)展空間觀念
要想通過動手操作加深學生對圖形運動的認識,發(fā)展學生的空間觀念,關鍵是要讓學生在畫一畫、想一想等操作活動中體會并準確識別圖形運動的特征。
“圖形的平移”教學中,平移的距離往往是學生理解的難點,原因是“格子數(shù)”容易和“點數(shù)”相混淆,即使教師多次演示數(shù)格子的方法,反復強調“平移的距離是格子數(shù)而不是點數(shù)”,效果也不夠理想。筆者聚焦“什么是平移的距離”這個關鍵問題設計操作活動,幫助學生突破難點。筆者讓學生準備一根短棒、一枚棋子和一張大一些的方格紙,先試一試在方格紙上平移棋子,平移1格、2格、3格……再試一試在方格紙上平移短棒。有了操作體驗,學生對“什么是平移的距離”就有了切身體會,就不難理解其含義了。在學生明確平移前后圖形平移距離與點平移距離之間關系的基礎上,筆者和學生共同歸納出畫平移后圖形的方法——找點、移點、連點成圖。隨后,筆者讓學生運用這樣的方法完成練習“分別畫出圖形①(圖略)向上平移5格和向右平移7格后的圖形”,體驗畫平移后圖形的過程,積累空間感知經驗,發(fā)展空間觀念。
三、在觀察和想象中鞏固空間觀念
圖形運動的教學不能僅僅停留在操作層面,教師要引導學生從空間感知、空間表象建構上升到空間想象和空間推理,以強化學生對生活中物體的形態(tài)和結構的理解,幫助學生鞏固空間觀念。
教學“圖形的旋轉”時,筆者先出示鐘面和風車的動態(tài)圖,引導學生觀察、比較、分析,逐步總結出旋轉“三要素”——旋轉中心、旋轉方向、旋轉角度。接著,筆者出示圖1,引導學生想象指針旋轉的過程,并用課件動態(tài)演示的方式幫助學生驗證想象,以增強學生的空間想象力。
然后,筆者要求學生用旋轉“三要素”準確描述鐘面上指針旋轉的現(xiàn)象,并完成填空:從“1”到“ ”指針繞點O順時針旋轉了60°;從“3”到“6”指針繞點O順時針旋轉了 ;從“6”到“12”指針繞點O順時針旋轉了 。這樣,學生就經歷了由感知到想象再到表達的學習過程。
最后,筆者出示圖2,引導學生說一說這些圖案分別由哪個圖形旋轉而成。
學生先想象,再與同伴交流想法,最后觀察課件演示,驗證想法。這樣,學生的空間想象與推理能力得到了鍛煉,空間觀念得以鞏固。
四、在觀察和應用中深化空間觀念
學生只有在感性認識的基礎上進行更高層次的思維活動,親身經歷將實際問題抽象成數(shù)學模型并進行解釋與應用的過程,才能進一步認識生活中圖形的運動現(xiàn)象,深化空間觀念。
在學生初步認識軸對稱、平移和旋轉后,筆者提問:“你在生活中見過這樣的現(xiàn)象嗎?”學生聯(lián)想到長方形、正方形、五角星等都是軸對稱圖形,推拉窗戶的過程、電梯的上下是平移運動,風車扇葉的轉動、抽獎轉盤的轉動是旋轉運動等。這樣引導學生用數(shù)學的眼光觀察生活,用學到的知識解釋運動現(xiàn)象,增強了學生的應用意識。在此基礎上,筆者引導學生從平移、旋轉和軸對稱的角度欣賞生活中的圖案,并運用圖形的運動設計好看的圖案,進一步感受數(shù)學的美,深化空間觀念。
(作者單位:麻城市第一實驗小學)