第一篇:幾何直觀和空間觀念的差異及教學(xué)側(cè)重點 2
幾何直觀和空間觀念的差異及教學(xué)側(cè)重點
東北師范大學(xué)孔凡哲 東北師范大學(xué)第二附屬小學(xué)王延萍
幾何直觀作為核心名詞,2011年底首次出現(xiàn)在小學(xué)階段(盡管2003年頒布的《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗)》早就明確提出了針對“幾何直觀”的要求“培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的?幾何直觀能力,是高中階段數(shù)學(xué)必修系列課程的基本要求”);同時,《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》(《標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》)以下簡稱首次將幾何直觀與空間觀念、推理能力并列,成為“圖形與幾何”領(lǐng)域的核心目標(biāo)的三大組成要素。
幾何直觀與推理能力差異是顯而易見的。但是,幾何直觀與空間觀念究竟是什么關(guān)系?在教學(xué)中,如何有針對性地培養(yǎng)學(xué)生的幾何直觀與空間觀念?這些問題都是小學(xué)數(shù)學(xué)領(lǐng)域亟待理清的問題。本文就此闡述。
一、幾何直觀與空間觀念的含義差異分析
正如《標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》指出的,“直觀與推理是圖形與幾何領(lǐng)域的核心目標(biāo)”,其中,“空間觀念”是指“根據(jù)物體特征抽象出幾何圖形,根據(jù)幾何圖形想象出所描述的實際物體;想象出物體的方位和相互之間的位置關(guān)系;描述圖形的運動和變化;依據(jù)語言描述畫出圖形等”,“幾何直觀”是指“利用圖形描述和分析數(shù)學(xué)問題。借助幾何直觀可以把復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題變得簡明、形象,有助于探索解決問題的思路,預(yù)測結(jié)果。特別地,空間觀念的培養(yǎng)要貫穿整個數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中”。
我們認(rèn)為,“嚴(yán)格意義上講,這是針對幾何直觀的作用的解釋性說明,而不是針對幾何直觀的含義的詮釋”,即不是針對“幾何直觀”的明確定義。對此,我們可以這樣定義幾何直觀:
幾何直觀是指借助于見到的(或想象出來的)幾何圖形的形象關(guān)系,對數(shù)學(xué)的研究對象(即空間形式和數(shù)量關(guān)系)進(jìn)行直接感知、整體把握的能力。
幾何直觀有助于將抽象的數(shù)學(xué)對象直觀化、顯性化,因而,尋找數(shù)學(xué)對象的直觀模型是有效發(fā)揮幾何直觀的重要環(huán)節(jié)之一。
作為“圖形與幾何”的核心名詞,幾何直觀與空間觀念分別從不同的角度涵蓋了幾何學(xué)習(xí)的重要目標(biāo),二者有局部的差異,但是,各有側(cè)重。
(一)二者的側(cè)重點非常明顯 幾何直觀通常是在有背景的條件下進(jìn)行的,而借助幾何直觀“看”出來的結(jié)果,往往需要經(jīng)過邏輯推理的驗證。而空間觀念側(cè)重于“想象出物體的方位和相互之間的位置關(guān)系”,“描述圖形的運動和變化”,“依據(jù)語言描述畫出圖形”等等,這些活動未必必須憑借看得見、摸得著的真實圖形,而可以憑借語言、頭腦的想象物等等。
不僅如此,幾何直觀側(cè)重利用圖形整體把握問題,而空間觀念側(cè)重于刻畫學(xué)習(xí)者對于空間的感知和把握程度,前者更接近應(yīng)用層面,可以歸為運用圖形的能力,后者側(cè)重于幾何學(xué)習(xí)對學(xué)習(xí)者帶來的變化和發(fā)展。
(二)二者觸及的領(lǐng)域各有側(cè)重
幾何直觀側(cè)重于利用圖形整體分析和把握數(shù)學(xué)問題,而這里的問題幾乎涉及數(shù)學(xué)的各個領(lǐng)域,而空間觀念大多局限在“圖形與幾何”領(lǐng)域——雖然有時觸及幾何與數(shù)學(xué)的其他分支學(xué)科的交叉領(lǐng)域。
(三)二者在若干局部領(lǐng)域具有交叉性、重疊性
即,對于憑借圖形分析其對應(yīng)的實際物體,二者具有重疊部分,幾何直觀側(cè)重于整體把握問題、分析解決相關(guān)的問題(雖然問題未必都是幾何問題),而空間觀念側(cè)重于看到圖形想到事物,能夠進(jìn)行圖形與其相關(guān)事物之間的轉(zhuǎn)換等。
(四)對于學(xué)生的形象思維的發(fā)展,二者共同發(fā)揮作用
在日常教學(xué)中,我們應(yīng)該幫助學(xué)生建立空間觀念,注重培養(yǎng)學(xué)生的幾何直觀與推理能力。幫助學(xué)生逐步形成初步的幾何直觀,感受幾何直觀的作用。
特別地,就整個義務(wù)教育階段而言,推理能力的培養(yǎng)必須以學(xué)生已有的幾何活動經(jīng)驗、幾何直觀為先導(dǎo),但必須強(qiáng)調(diào)概念或觀念的明確定義,以及幾何量的代數(shù)運算。而學(xué)習(xí)的內(nèi)容是由非形式化的推理逐漸提升到形式化的推理,透過直觀幾何與實驗幾何的充分學(xué)習(xí),對幾何對象的熟悉及非形式化的推理,達(dá)到知覺性的了解、操作性的了解,進(jìn)而逐步形成幾何推理。當(dāng)然,在小學(xué)階段,推理能力屬于滲透,而不是重點培養(yǎng),但是,這是整個九年發(fā)展推理能力的必不可少的階段,屬于奠基性工作。
二、幾何直觀與空間觀念的作用、價值的差異分析
幾何直觀屬于直觀感知基礎(chǔ)之上所形成的理性思考所致,是學(xué)習(xí)者對于數(shù)學(xué)對象的幾何屬性(或與幾何屬性密切相關(guān)的一些屬性)的整體把握和直接判斷的能力;
同時,幾何直觀是學(xué)習(xí)者、研究者對于數(shù)學(xué)對象的全貌和本質(zhì)進(jìn)行的直接把握,這種直接判斷建立在針對幾何圖形長期有效的觀察和思考的基礎(chǔ)之上,既有相對豐富的經(jīng)驗積淀,更有經(jīng)驗基礎(chǔ)之上的理性的概括和升華。
(一)二者都是圖形與幾何領(lǐng)域長期學(xué)習(xí)的積淀所形成的結(jié)果,具有連續(xù)性
1.幾何直觀需要長期的積淀,即利用圖形、采取整體思維的方式把握問題的本質(zhì),逐漸形成針對幾何圖形(及其等價量)的數(shù)學(xué)直觀。
例如,看到a2+b2,完全下意識地(自覺地)想到直角三角形的兩條直角邊的平方和,它等于斜邊的平方。
2.長期從事圖形與幾何的操作活動,并善于分析幾何活動要素之間的關(guān)系,可以逐步形成空間觀念。同時,空間觀念的發(fā)展具有(兒童發(fā)展的)時節(jié)性,已有的研究表明,義務(wù)教育階段是發(fā)展兒童空間觀念的最佳期,一旦錯過,幾乎無法修復(fù)或者重新發(fā)展。
其實,幾何的啟蒙活動應(yīng)該借助探索、研究、分析、討論生活中的真實形體,充分使用學(xué)生原有的、處在生活經(jīng)驗狀態(tài)的幾何認(rèn)知,熟練地描述與表征周圍的環(huán)境。這些實驗、觀察、探索的活動需要不斷地安排在不同的學(xué)習(xí)層次中,探索形體的要素、發(fā)現(xiàn)性質(zhì)、找出形體間的關(guān)系,讓學(xué)生透過有趣的操作實踐活動更多地了解幾何世界,促進(jìn)他們幾何思維的發(fā)展。
(二)二者都具有一定的邏輯性
幾何直觀屬于從整體的視角直接把握問題的本質(zhì),其間需要摒棄大量無關(guān)的次要信息,而把握核心要素之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián),其邏輯的成分顯而易見;
與此相對,空間觀念的各個成分幾乎都涉及邏輯成分,無論是實物與其相應(yīng)的圖形之間的邏輯關(guān)系,還是圖形之中的各個要素之間的關(guān)系,無論是二維、三維圖形之間的轉(zhuǎn)換,還是將復(fù)雜的圖形與其基本圖形之間的關(guān)系,無論是根據(jù)物體特征抽象出幾何圖形,還是想象出物體的方位及其相互的位置關(guān)系,無論是描述圖形的運動和變化,還是依據(jù)語言的描述畫出圖形,都或多或少地涉及邏輯因素。
(三)二者具有密切的關(guān)聯(lián)性
作為幾何學(xué)習(xí)的重要目的,無論是幾何直觀,還是空間觀念,都深深融入學(xué)生的幾何學(xué)習(xí)活動之中,而這些學(xué)習(xí)與學(xué)生親身參與的幾何活動交織在一起,在許多情況下幾乎無法嚴(yán)格區(qū)分。雖然空間觀念、幾何直觀都有先天的成分,但是,其實質(zhì)性的發(fā)展都是在后天完成的,同時,二者的發(fā)展相互制約、相互促進(jìn)。
1.空間觀念的發(fā)展對于幾何直觀的發(fā)展具有重要的促進(jìn)作用,并構(gòu)成幾何直觀形成的重要基礎(chǔ)(雖然不是唯一基礎(chǔ),幾何直觀發(fā)展的另一個重要基礎(chǔ),就是整體思維方式的形成,這需要適度的抽象水平,能夠撇開無關(guān)要素、單刀直入把握要害。
2.幾何直觀的發(fā)展對于空間觀念具有重要的強(qiáng)化作用。中小學(xué)數(shù)學(xué)中的幾何直觀具體表現(xiàn)為四種基本形式“實物直觀、簡約符號直觀、圖形直觀、替代物直觀”。這些不同層面的幾何直觀其實與空間觀念的發(fā)展密切聯(lián)系在一起:
在實物直觀(即實物層面的幾何直觀)階段,學(xué)生借助與研究對象有著一定關(guān)聯(lián)的現(xiàn)實世界中的實際存在物,以此作為參照物,借助其與研究對象之間的關(guān)聯(lián),進(jìn)行簡捷、形象的思考,獲得針對研究對象的深刻判斷(的一種能力),與其同時,學(xué)生也在漸漸地經(jīng)歷圖形抽象的過程,空間觀念的“根據(jù)物體特征抽象出幾何圖形”“根據(jù)幾何圖形想象出所描述的實際物體”“依據(jù)語言的描述畫出圖形等”等成分不斷發(fā)展。
在簡約符號直觀(即簡約符號層面的幾何直觀)階段,學(xué)生在實物直觀的基礎(chǔ)上,進(jìn)行一定程度的抽象而形成半符號化的直觀,諸如行程問題中的線路圖等等,運用這種直觀形式,學(xué)生可以很好地“描述物體的方位及其相互之間的位置關(guān)系”“描述物體的運動和變化”。
在運用圖形直觀的階段,學(xué)生可以采以明確的幾何圖形為載體分析處理相關(guān)的問題,既可以涉及代數(shù)問題,也可以觸及幾何問題。其中,分析圖形的基本要素之間的相關(guān)關(guān)系,是準(zhǔn)確運用圖形直觀的關(guān)鍵,這恰恰是空間觀念的重要成分之一。
作為實物直觀、簡約符號直觀、圖形直觀的復(fù)合物,替代物直觀是一種復(fù)合的幾何直觀,既可以依托簡捷的直觀圖形,也可能依托用語言或數(shù)學(xué)學(xué)科表征物所代表的直觀形式,對于“根據(jù)物體特征抽象出幾何圖形”“根據(jù)幾何圖形想象出所描述的實際物體”等等成分的培養(yǎng)具有顯著作用。
(四)二者彼此具有不可替代性
作為“圖形與幾何”領(lǐng)域?qū)W習(xí)的重要目標(biāo),幾何直觀和空間觀念彼此無法替代,幾何直觀側(cè)重于應(yīng)用,而空間觀念側(cè)重于學(xué)習(xí)者對于幾何對象的把握程度。從而,具有良好的幾何直觀(能力)就構(gòu)成檢驗空間觀念的重要指標(biāo)之一(雖然不是唯一指標(biāo))。
三、幾何直觀與空間觀念的培養(yǎng)側(cè)重點及其典型案例分析
1.空間觀念需要滲透在“圖形與幾何”學(xué)習(xí)的方方面面,而幾何直觀需要滲透在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的各個領(lǐng)域,特別是,在“數(shù)與代數(shù)”“統(tǒng)計與概率”“實踐與綜合”領(lǐng)域。
例如,通過觀察、操作等活動,進(jìn)一步認(rèn)識三角形、平行四邊形、梯形、長方體、正方體等幾何形體,利用學(xué)生周圍常見的事物,引導(dǎo)學(xué)生感受和探索圖形的特征,豐富圖形與幾何的活動經(jīng)驗,建立初步的空間觀念和幾何直觀。因而,積累幾何活動經(jīng)驗就成為幾何教育的一個更加直接的目標(biāo)和追求。擁有豐富的幾何活動經(jīng)驗并且善于反思的人,他的幾何直觀更有可能達(dá)到更高的水平。
與此相對應(yīng),借助于恰當(dāng)?shù)膱D形、幾何模型進(jìn)行解釋,能夠啟迪思路,幫助學(xué)生理解和接受抽象的內(nèi)容和方法,而抽象觀念、形式化語言的直觀背景和幾何形象,都為學(xué)生創(chuàng)造了一個主動思考的機(jī)會和揭示經(jīng)驗的策略,使學(xué)生從洞察和想象的內(nèi)部源泉入手,通過自主探索、發(fā)現(xiàn)和再創(chuàng)造,經(jīng)歷反思性循環(huán),體驗和感受數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程。
2.幾何直觀更多地體現(xiàn)在問題解決之中、新知建構(gòu)的過程之中,而空間觀念需要全方位地體現(xiàn)在學(xué)生親身參與幾何活動之中。例如,借鑒俄羅斯L.V.沙雷金和L.N.葉爾岡日耶娃合著的《直觀幾何》中的做法,通過折紙、擺火柴、走迷宮、鑲嵌等操作活動,接觸反射與對稱、拓?fù)浣?jīng)驗、“七橋問題”、單向曲面、六面體的展開、多邊形鋪設(shè)、坐標(biāo)與方位、密碼通訊等課題,讓小學(xué)生用直觀的方法接觸大量的、生動的幾何世界,既可以在問題解決之中體會幾何直觀帶來的美妙,又可以在活動之中發(fā)展空間觀念,開闊學(xué)生的數(shù)學(xué)視野,體驗了數(shù)學(xué)的魅力和情趣。
3.隨著年級的升高,幾何直觀的層次需要逐級提升,從最初側(cè)重于實物直觀,逐步過渡到符號直觀、圖形直觀。而空間觀念的發(fā)展需要從涵蓋“根據(jù)物體特征抽象出幾何圖形”“根據(jù)幾何圖形想象出所描述的實際物體”“想象出物體的方位和相互之間的位置關(guān)系”“描述圖形的運動和變化”“依據(jù)語言描述畫出圖形”等各個方面,而不可局限在某些方面,比如,從實物到圖形的轉(zhuǎn)換。
(編者注:限于篇幅,例子從略)
4.幾何直觀需要更較高的思維水平,從而,更需要教師在日常教學(xué)中不斷主動地運用幾何直觀幫助學(xué)生建構(gòu)自己的數(shù)學(xué)理解,有意識地培養(yǎng)學(xué)生的整體思維方式和數(shù)形結(jié)合的意識,并幫助學(xué)生把握往往起核心的那些基本圖形(諸如三角形、正方形等等)。
比如,在統(tǒng)計問題中,可以借助一個圓片代表樣本數(shù)據(jù)1,由此可以很好地理解“移多補(bǔ)少”,進(jìn)而掌握平均數(shù)的概念。這里的“圓片”就是樣本數(shù)據(jù)1的替代物,直觀而形象。而如下的代數(shù)案例也可以很好地體現(xiàn)幾何直觀的作用:
【案例】 新世紀(jì)版3年級上冊 第30~31頁 “去游樂場——兩位數(shù)乘一位數(shù)進(jìn)位乘法”
生1:
生2:我是豎式計算。
(教師在黑板用小棒卡片配合生2講解豎式計算的方法。)
用小棒直觀圖讓孩子理解,4×6=24中的2,要加在十位上,這個2在圖里就代表24中的那兩捆小棒,因為這兩捆小棒要先跟上面那四捆小棒相加,整捆加整捆,所以算十位4×1=4還要加上個位進(jìn)來的2。結(jié)合小棒圖,給孩子一個直觀的感受,孩子更容易理解豎式的算理。
但是,隨著學(xué)齡的增加,我們要有意識地提高學(xué)生幾何直觀的層次和水平,逐步過渡到圖形直觀、符號直觀的層次。
【編者的話】在《標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》中,增加了幾何直觀這一核心詞,本文結(jié)合案例,從理論和實踐兩個方面對幾何直觀與空間觀念的區(qū)別,對幾何直觀與空間觀念的作用、價值的差異進(jìn)行了區(qū)分。難能可貴的是本文還結(jié)合案例對教學(xué)中的幾何直觀與空間觀念的培養(yǎng)側(cè)重點進(jìn)行了分析和說明。無論是從理論的角度,還是教學(xué)實踐的角度,都有很好的指導(dǎo)價值。本文發(fā)表于《新世紀(jì)小學(xué)數(shù)學(xué)》雜志2011年第六期。有刪節(jié)。
第二篇:空間觀念的形成策略和幾何直觀
空間觀念的形成策略和幾何直觀、推理能力的提高策略研究與實踐經(jīng)驗交流
小學(xué)數(shù)學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)中對空間觀念、幾何直觀、推理能力給出了如下的解釋和要求。
空間觀念主要是指根據(jù)物體特征抽象出幾何圖形,根據(jù)幾何圖形想象出所描述的實際物體;想象出物體的方位和相互之間的位置關(guān)系;描述圖形的運動和變化;依據(jù)語言的描述畫出圖形等。
幾何直觀主要是指利用圖形描述和分析問題。借助幾何直觀可以把復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題變得簡明、形象,有助于探索解決問題的思路,預(yù)測結(jié)果。幾何直觀可以幫助學(xué)生直觀地理解數(shù)學(xué),在整個數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中都發(fā)揮著重要作用。
推理能力的發(fā)展應(yīng)貫穿在整個數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中。推理是數(shù)學(xué)的基本思維方式,也是人們學(xué)習(xí)和生活中經(jīng)常使用的思維方式。推理一般包括合情推理和演繹推理,合情推理是從已有的事實出發(fā),憑借經(jīng)驗和直覺,通過歸納和類比等推斷某些結(jié)果;演繹推理是從已有的事實(包括定義、公理、定理等)和確定的規(guī)則(包括運算的定義、法則、順序等)出發(fā),按照邏輯推理的法則證明和計算。在解決問題的過程中,合情推理用于探索思路,發(fā)現(xiàn)結(jié)論;演繹推理用于證明結(jié)論。在我教學(xué)中有幾點淺薄的感受:
一、多讓學(xué)生主動參與動手實踐獲取對圖形的直觀認(rèn)識
什么叫直觀,直是直接,觀是看,簡單得不能再簡單地說,就是直接看,只許看不許摸行嗎?課堂不是參觀,當(dāng)然不可以。學(xué)習(xí)直觀幾何,就像書上所說采用學(xué)生喜愛的“看一看、折一折、剪一剪、拼一拼、擺一擺、量一量、畫一畫”等具體、實際的活動方式,引導(dǎo)學(xué)生通過親自觸摸、觀察、測量、制作和實驗,把視覺、聽覺、觸覺、動覺等協(xié)同起來,強(qiáng)有力地促進(jìn)心理活動的內(nèi)化,也可以說成是刺激,從而使學(xué)生掌握圖形特征,形成空間觀念。
在空間與圖形的教學(xué)中,抽象推理、邏輯演繹、嚴(yán)格證明的方式要不要?必要的時候也可以適當(dāng)運用,但鑒于中學(xué)生實際的思維水平及認(rèn)知能力,動手操作、實踐探索似乎更能適應(yīng)學(xué)生“空間與圖形”領(lǐng)域的學(xué)習(xí)。正如課程標(biāo)準(zhǔn)所言,應(yīng)注重使學(xué)生通過觀察、操作、推理等手段,逐步認(rèn)識簡單幾何體和平面圖形的形狀、大小;應(yīng)注重通過觀察物體、制作模型、設(shè)計圖案等活動,發(fā)展學(xué)生的空間觀念。因此,在教學(xué)中,應(yīng)注重使學(xué)生探索現(xiàn)實世界中有關(guān)空間與圖形的問題:應(yīng)注重使學(xué)生通過觀察、操作、推理等手段,逐步認(rèn)識簡單幾何體和平面圖形的形狀、大小、位置關(guān)系及變換??”讓學(xué)生主動參與動手實踐獲取對圖形的最基本的直觀認(rèn)識。而且,“讓學(xué)生在主動參與中獲取對圖形的認(rèn)識”也是空間與圖形教學(xué)的重點。因此,在實際教學(xué)中要注重從學(xué)生已有出發(fā),以直觀和動手操作為基本手段,注重引導(dǎo)學(xué)生把生活中對圖形的感受與有關(guān)知識建立聯(lián)系,在學(xué)生積極主動的參與學(xué)習(xí)中并動手實踐。
二、以直觀為立足點,展開想象。
幾何中所蘊含的數(shù)學(xué)思想方法非常豐富,其中最重要的就是轉(zhuǎn)化的思想方法,它貫穿幾何教學(xué)的始終,在幾何教學(xué)中占有很重要的地位。幾何中的轉(zhuǎn)化主要是空間問題向平面問題的轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)化是解決幾何問題的常用方法之一,通過“割”或“補(bǔ)”可化復(fù)雜圖形為已熟知的簡單幾何圖形,從而較快地找到解決問題的突破口。我們可以將數(shù)學(xué)方法傳遞給學(xué)生,而數(shù)學(xué)眼光卻無法傳遞,故應(yīng)著重把握好對數(shù)學(xué)思想的教學(xué),這樣有利于學(xué)生主動探索解決問題的方法,體會解決問題的策略,提高數(shù)學(xué)的應(yīng)用意識。
整個新知識的教學(xué),教者充分尊重學(xué)生的主體地位,學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)的全過程,采用直觀感知、操作確認(rèn)、思辯論證等方法認(rèn)識和探索幾何圖形及其性質(zhì)。讓學(xué)生經(jīng)歷了“大膽想象——操作轉(zhuǎn)化——驗證猜想”這一過程,讓學(xué)生在理解公式推導(dǎo)的過程中以長方形面積計算為基礎(chǔ),以圖形間內(nèi)在聯(lián)系為線索,以未知向已知轉(zhuǎn)化為基本方法開展學(xué)習(xí),學(xué)會解決問題。借助于經(jīng)驗、觀察或類比聯(lián)想,所產(chǎn)生的對事物關(guān)系直接的感知與認(rèn)識,培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的空間想像能力、推理論證能力、運用圖形語言進(jìn)行交流的能力、以及幾何直觀能力,從而建立起人對自身體驗與外物體驗的對應(yīng)關(guān)系。
三、讓學(xué)生在自主構(gòu)建空間觀念
打個比方說,就像我們給學(xué)生一堆積木,提出目標(biāo)和要求后,讓學(xué)生發(fā)揮自己的能力去自由搭建。學(xué)生會搭建出復(fù)古的、傳統(tǒng)的、時尚的、現(xiàn)代的,或者說是超時代的物品等。也有點像玩七巧板的意味,老師的指導(dǎo)只是根據(jù)老師的要求和學(xué)生的具體需要,老師要求拼數(shù)學(xué),學(xué)生可以拼任何一個數(shù)字,當(dāng)遇到困難時,老師要給予不同的指導(dǎo)。
建構(gòu)思想不能簡單的說成“以學(xué)促教”,在自主建構(gòu)的教學(xué)活動中,教師的活動更傾向于“助學(xué)、導(dǎo)學(xué)”的學(xué)習(xí)管理。相比較而言,傳統(tǒng)教學(xué)也好,新課程理念也好,甚至于“自主建構(gòu)”,說得通俗明白一點,就是課堂教學(xué)中老師和學(xué)生,“教”和“學(xué)”在份量、時間、空間上多少的轉(zhuǎn)變過程。
另外,物有本未,事有終始,自主建構(gòu)要想達(dá)到教育的本源,達(dá)到教育的理想境地,使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人,教師真正成為有一定學(xué)習(xí)管理權(quán)的服務(wù)者,尚需時日。作為老師,時不我待。
四、注重了師生互動、生生互動
新課程標(biāo)準(zhǔn)提倡學(xué)生的自主學(xué)習(xí),在課堂教學(xué)中主張以學(xué)生為主體,注重師生互動和生生互動。師生應(yīng)該互有問答,學(xué)生與學(xué)生之間要互有問答。在課堂中,我始終面向全體學(xué)生,以學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo),通過教學(xué)中師生之間、同學(xué)之間的互動關(guān)系,產(chǎn)生教與學(xué)之間的共鳴。
第三篇:教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的空間觀念和幾何直觀
教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的空間觀念和幾何直觀
寬城三中:張學(xué)民
發(fā)展學(xué)生的空間觀念和幾何直觀方法是多種多樣的,只要我們遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,了解學(xué)生的知識結(jié)構(gòu),依據(jù)學(xué)生的年齡特點,遵循知識的循序漸進(jìn),王老師的文章理論與實踐相結(jié)合,植根于新課標(biāo),發(fā)自于內(nèi)心深處對教育的理解,值得推薦學(xué)習(xí)!
在空間與圖形的教學(xué)中,抽象推理、邏輯演繹、嚴(yán)格證明的方式要不要?必要的時候也可以適當(dāng)運用,但鑒于初中學(xué)生實際的思維水平及認(rèn)知能力,動手操作、實踐探索似乎更能適應(yīng)學(xué)生“空間與圖形”領(lǐng)域的學(xué)習(xí)。正如課程標(biāo)準(zhǔn)所言,應(yīng)注重使學(xué)生通過觀察、操作、推理等手段,逐步認(rèn)識簡單幾何體和平面圖形的形狀、大?。粦?yīng)注重通過觀察物體、制作模型、設(shè)計圖案等活動,發(fā)展學(xué)生的空間觀念。
我們的教學(xué)還要立足教材,領(lǐng)著學(xué)生從教材中走出來。教材承載著提升學(xué)生空間觀念的點滴作用,一點一滴雖然微小,但能小中見大、滴水穿石。教材中蘊藏著豐富的培養(yǎng)學(xué)生空間觀念的好時機(jī),教師要有意識地深入理解教材的每個設(shè)計意圖,并用好這些素材。教師要努力去創(chuàng)造性地使用素材,為學(xué)生的空間觀念乃至各方面數(shù)學(xué)能力的積累創(chuàng)造良好的條件,真正地使數(shù)學(xué)教學(xué)為學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的積累服務(wù)。
讓學(xué)生在數(shù)學(xué)活動中拓展和運用新知,培養(yǎng)空間想象力。幾何知識的初步認(rèn)識貫穿在整個初中數(shù)學(xué)教學(xué)中,是按由易到難的順序呈現(xiàn)的。平行四邊形面積的計算是在學(xué)生已經(jīng)掌握并能靈活運用長方形面積計算公式,理解平行四邊形特征的基礎(chǔ)上進(jìn)行教學(xué)的。這部分知識的學(xué)習(xí)運用會為學(xué)生學(xué)習(xí)后面的三角形,梯形等平面圖形的面積奠定良好的基礎(chǔ)。因此這節(jié)課的內(nèi)容在整個教材體系中起到承上啟下的作用,是促進(jìn)學(xué)生空間觀念及幾何直觀的發(fā)展,滲透轉(zhuǎn)化、等積變形等數(shù)學(xué)思想方法的重要環(huán)節(jié)。教材提供了兩種提示性的方法:一種是通過數(shù)格子的方法,數(shù)出這個平行四邊形的面積;一種是通過剪與拼的活動,將平行四邊形轉(zhuǎn)化為長方形,然后計算出面積。最后,教材安排了觀察平行四邊形與長方形的關(guān)系,從中推導(dǎo)出計算平行四邊形面積的公式。
本節(jié)課讓學(xué)生簡單記憶公式并不難,難的是讓學(xué)生理解公式。因此,教學(xué)中,通過幾何直觀性的作用,借助于直觀,更好的理解和掌握所學(xué)內(nèi)容的實質(zhì)。讓學(xué)生親自動手剪一剪、拼一拼,并帶著自己的操作經(jīng)歷進(jìn)行小組內(nèi)的討論和交流,經(jīng)歷了知識的形成過程和幾何直觀的發(fā)展。在這個環(huán)節(jié)里注重的是讓學(xué)生在數(shù)學(xué)活動中動手實踐和自主探索發(fā)現(xiàn)規(guī)律,讓學(xué)生經(jīng)歷知識的形成過程,使學(xué)生在幾何直觀的基礎(chǔ)上對空間觀念得到進(jìn)一步發(fā)展。這樣不僅讓學(xué)生學(xué)到知識,更重要的是對學(xué)生滲透了平移和轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)思想方法,培養(yǎng)了學(xué)生觀察、分析、概括的能力并且訓(xùn)練了學(xué)生學(xué)會用學(xué)到新知解決問題的能力。
1、遵循“滲透——推導(dǎo)——驗證——應(yīng)用”的教學(xué)過程。
理解平行四邊形的面積公式的推導(dǎo)是這節(jié)課的難點。在教學(xué)這一內(nèi)容前,首先通過數(shù)方格這個數(shù)學(xué)活動滲透“轉(zhuǎn)化”的數(shù)學(xué)思想,讓學(xué)生初步掌握了等積轉(zhuǎn)化的方法,然后讓學(xué)生通過動手剪、拼、量、算等活動后去觀察比較,接著運用現(xiàn)代化教學(xué)手段,為學(xué)生架起由具體到抽象的橋梁,使學(xué)生直觀清楚的看到平行四邊形轉(zhuǎn)化長方形的過程,說出拼成長方形和原來平行四邊形之間的關(guān)系,通過推理,歸納出平行四邊形的面積計算公式。這樣的教學(xué)突出了重點,化解了難點。
2、重視學(xué)生動手操作實踐,發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)思維。
數(shù)學(xué)教學(xué)的核心是促進(jìn)學(xué)生思維的發(fā)展。教學(xué)中,通過學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識,全面通過幾何直觀的數(shù)學(xué)思維過程,啟迪和發(fā)展學(xué)生思維,將知識發(fā)生、發(fā)展過程與學(xué)生學(xué)習(xí)知識的心理活動統(tǒng)一起來。課堂教學(xué)中充分有效地進(jìn)行思維訓(xùn)練,是數(shù)學(xué)教學(xué)的核心,它不僅符合素質(zhì)教育的要求,也符合知識的形成與發(fā)展以及人的認(rèn)知過程,體現(xiàn)了數(shù)學(xué)教育的實質(zhì)性價值。
在這節(jié)課中,教師要充分讓學(xué)生參與學(xué)習(xí),讓學(xué)生數(shù)方格,讓學(xué)生剪拼,引導(dǎo)學(xué)生參與學(xué)習(xí)全過程,去主動探求知識,強(qiáng)化學(xué)生參與意識,通過引導(dǎo)學(xué)生運用“割補(bǔ)法”把平行四邊形轉(zhuǎn)化為長方形,逐步引導(dǎo)學(xué)生觀察思考:長方形的面積與原平行四邊形的面積有什么關(guān)系?長方形的長和寬與平行四邊形底和高有什么關(guān)系?利用討論交流等形式要求學(xué)生把自己操作-轉(zhuǎn)化-推導(dǎo)的過程敘述出來,然后可以充分利用多媒體課件演示,形象、直觀,使學(xué)生得出結(jié)論:因為長方形的面積=長X寬,所以平行四邊形的面積=底×高。通過觀察、交流、討論等形式,發(fā)展學(xué)生思維和表達(dá)能力,讓學(xué)生在理解公式推導(dǎo)的過程中學(xué)會解決問題。這樣教學(xué)對于培養(yǎng)學(xué)生的空間觀念,發(fā)展學(xué)生解決生活中實際問題的能力都有重要作用。
3、注重師生互動、生生互動
新課程標(biāo)準(zhǔn)提倡學(xué)生的自主學(xué)習(xí),在課堂教學(xué)中主張以學(xué)生為主體,注重師生互動和生生互動。師生應(yīng)該互有問答,學(xué)生與學(xué)生之間要互有問答。在這節(jié)課中,我能始終面向全體學(xué)生,以學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo),通過教學(xué)中師生之間、同學(xué)之間的互動關(guān)系,產(chǎn)生教與學(xué)之間的共鳴。
借助于幾何直觀、幾何解釋,能啟迪思路,可以幫助我們理解和接受抽象的內(nèi)容和方法;抽象觀念、形式化語言的直觀背景和幾何形象,都為學(xué)生創(chuàng)造了一個自己主動思考的機(jī)會;揭示經(jīng)驗的策略,創(chuàng)設(shè)不同的數(shù)學(xué)情景,使學(xué)生從洞察和想象的內(nèi)部源泉入手,通過自主探索、發(fā)現(xiàn)和再創(chuàng)造,經(jīng)歷反思性循環(huán),體驗和感受數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力。直觀常常提供證明的思路和技巧,有時嚴(yán)格的邏輯證明無非是直觀思考的嚴(yán)格化和數(shù)學(xué)加工。幾何直觀是認(rèn)識的基礎(chǔ), 有助于學(xué)生對數(shù)學(xué)的理解。
幾何直觀已經(jīng)成為數(shù)學(xué)界和數(shù)學(xué)教育界關(guān)注的問題,如何培養(yǎng)學(xué)生的幾何直觀能力,還有待于我們進(jìn)一步去研究。只要我們做個有心人,幫助學(xué)生建立起實物與概念間的聯(lián)系,化抽象為具體,就可以促使學(xué)生更好地理解數(shù)學(xué)概念的本質(zhì),也能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。發(fā)展學(xué)生的空間觀念和幾何直觀方法是多種多樣的,只要我們遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,了解學(xué)生的知識結(jié)構(gòu),依據(jù)學(xué)生的年齡特點,遵循知識的循序漸進(jìn),刻苦鉆研,就能在幾何教學(xué)中走出一條發(fā)展學(xué)生空間觀念和幾何直觀的創(chuàng)新之路。
第四篇:淺談小學(xué)數(shù)學(xué)中幾何與空間觀念
淺談小學(xué)數(shù)學(xué)中幾何與空間觀念
這一次的國培學(xué)習(xí)中,在《解密“圖形與幾何”》這一章節(jié),講授的專家一直強(qiáng)調(diào):在小學(xué)階段,要注重學(xué)生空間觀念的培養(yǎng)。下面我結(jié)合平時的教學(xué),對于如何培養(yǎng)學(xué)生的空間觀念說說自己的一些認(rèn)識和做法。
新課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)學(xué)生空間觀念的培養(yǎng)。空間觀念就是要求學(xué)生能根據(jù)幾何形體的名稱,再現(xiàn)出它的表象。隨著空間觀念的累積,可以逐步形成空間想象力,這將為以后的學(xué)習(xí)奠定相當(dāng)重要的基礎(chǔ)。如果說幼兒對一些簡單圖形的初步認(rèn)識是在游戲和生活中獲得的,那么小學(xué)生的空間觀念往往是在他們學(xué)習(xí)幾何初步知識的過程中形成的,而且空間觀念的形成又直接幫助他們更好地掌握幾何知識。如何更科學(xué)地實施教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的空間觀念呢?
一、更新觀念,培養(yǎng)對空間觀念的認(rèn)識
空間觀念和空間想象力,是學(xué)生理解數(shù)學(xué)知識、掌握計算公式、提高應(yīng)用解題能力不可忽視的素質(zhì)。新課程標(biāo)準(zhǔn)要求培養(yǎng)學(xué)生初步的空間概念。我認(rèn)為,在教學(xué)中,學(xué)生首先要有數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)和初步的幾何觀念,但這種能力最初是靠“猜想”來實現(xiàn)的。其實猜想也是一種思維活動,是有目標(biāo)的猜想和判斷。從學(xué)生的學(xué)習(xí)過程來看,猜想應(yīng)該是學(xué)生有效學(xué)習(xí)的良好準(zhǔn)備,它包括新的知識準(zhǔn)備、積極動機(jī)和良好情感。培養(yǎng)學(xué)生的猜想意識,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行積極的猜想,是學(xué)生挖掘新知識和再創(chuàng)新的良好開端。學(xué)習(xí)直觀幾何,就必須采用兒童喜愛的“看一看折一折、剪一剪、拼一拼、擺一擺、量一量、畫一畫”等實際活動的方式,讓他們通過親自觸摸、觀察、測量、作圖和實驗,把視聽覺、觸覺、運動覺等協(xié)同利用起來,強(qiáng)有力地促進(jìn)心理活動的內(nèi)化,從而掌握圖形的特征,形成空間觀念。這些實際操作活動應(yīng)該貫穿在幾何初步知識教學(xué)的始終,低年級需要,中高年級也絕不能忽視;認(rèn)識圖形時固然必不可少,學(xué)習(xí)求積公式時,也必須通過學(xué)生自己的實驗,逐步推出。這樣,可使學(xué)生真正知道公式的由來,并促進(jìn)空間觀念的形成。觀察和實驗既是小學(xué)幾何知識的基本教學(xué)方法,低中高年級也要有不同的要求。例如,指導(dǎo)小學(xué)生作圖,低年級可在方格紙上連點成線、畫線段、畫直角;中年級就應(yīng)在方格紙上畫長方形、正方形等;高年級要求利用直尺和三角板直接畫垂線、平行線、長方形和正方形等。這樣,要求逐步提高,能力得到相應(yīng)的培養(yǎng)。
二、觀察思考,提高對空間觀念的認(rèn)識
空間觀念是現(xiàn)實中的物體和幾何體的形狀、大小、位置關(guān)系及其變化的整體把握。從現(xiàn)實中的物體和幾何體出發(fā),就會涉及把現(xiàn)實中的經(jīng)驗移動到幾何空間中,以此把握幾何空間,在用幾何空間中抽象而成的特征、性質(zhì)來解釋現(xiàn)實空間,在這樣抽象、還原的過程中空間觀念才能建立。例如,在教學(xué)“圓柱體側(cè)面積”這一內(nèi)容時,我引導(dǎo)學(xué)生將準(zhǔn)備好的圓柱體模型側(cè)面剪開,并觀察剪開后的長方形或平行四邊形、正方形各個部分之間與圓柱各部分之間的關(guān)系,從而概括出圓柱的側(cè)面積公式通過這一系列操作觀察思考概括,不僅使學(xué)生理解并掌握了圓柱側(cè)面積公式,而且也增強(qiáng)了學(xué)生的操作意識,提高了學(xué)生變抽象為具體的思考方法,從而提高了對空間觀念的認(rèn)識。
三、動手操作,升華對空間觀念的認(rèn)識。
學(xué)生空間觀念的形成,單靠觀察是不夠的,還需要通過自己動手操作,才會產(chǎn)生穩(wěn)固的認(rèn)識。動手操作是學(xué)生直接獲取經(jīng)驗知識的最好的途徑,它可以啟發(fā)學(xué)生積極參與思考,激發(fā)學(xué)生對數(shù)學(xué)產(chǎn)生興趣與探索欲望。學(xué)生的動手操作過程其實是學(xué)生手、眼、腦等多種器官協(xié)同合作的過程。它可以調(diào)動學(xué)生的多種感官參與學(xué)習(xí)過程。通過操作活動,可以幫助學(xué)生準(zhǔn)確地想象出幾何圖形形成現(xiàn)實空間。圖形的形象,能準(zhǔn)確地描述實物或幾何圖形的運動和變化,使學(xué)生能進(jìn)一步在大腦中留下空間圖形的形象,從而建立空間觀念。發(fā)展空間觀念能力總是伴隨人的活動而產(chǎn)生和提高的,培養(yǎng)空間觀念的一個重要方法,就是加強(qiáng)空間想象的訓(xùn)練。例如,在教學(xué)正方體有幾個頂點幾個面幾條棱時,首先以小組為單位(要求教師提供學(xué)具)搭一個正方體,學(xué)生紛紛動手,但問題隨即出現(xiàn)了:有些小組搭出了正方體,有些小組搭不出來。我抓住這一機(jī)遇向?qū)W生提問,于是全班同學(xué)開始討論,最后得出結(jié)論:原來不能搭成正方體的小組小棒只有根,搭得不好的正方體雖有根,但長短不一。從而使學(xué)生認(rèn)識到正方體有條棱,每條棱都相等。只有在實踐中探究,才能把握幾何體的特征。
另外,新課程強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)中的感受和體驗,學(xué)生只有在活動中才能感悟出空間概念的真諦,才能養(yǎng)成良好的習(xí)慣,培養(yǎng)創(chuàng)新意識和能力。離開空間,離開學(xué)生的活動,創(chuàng)新能力的培養(yǎng)就成了無根之木,無源之水。所以要給學(xué)生一個活動空間,讓學(xué)生去發(fā)現(xiàn)、探索、創(chuàng)造。
總之,只要我們能創(chuàng)設(shè)情境激發(fā)興趣,從生活實際出發(fā),讓學(xué)生動手操作實踐,注意培養(yǎng)學(xué)生的想象能力,就一定能使學(xué)生的空間觀念得到形成和發(fā)展。
第五篇:借助幾何直觀 凸顯有效教學(xué)
借助幾何直觀 凸顯有效教學(xué)
幾何直觀是《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011版)》提出的數(shù)學(xué)課程十大核心概念之一,主要是指“利用圖形描述和分析數(shù)學(xué)問題?!薄敖柚鷰缀沃庇^可以把復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題變得簡明、形象,有助于探索解決問題的思路,預(yù)測結(jié)果?!睆倪^程而言,它與文字、數(shù)字、符號、表格等相區(qū)別,主要體現(xiàn)在“利用圖形”;從結(jié)果來說,“不同的學(xué)生具有不同的幾何直觀水平”,是一種靜態(tài)能力與數(shù)學(xué)素養(yǎng)的反應(yīng)。
小學(xué)生的思維水平正處于具體運算階段向形式運算階段過渡,離不開具體事物的支持。幾何直觀憑借圖形的直觀性特點將抽象的數(shù)學(xué)語言與直觀的圖形語言有機(jī)地結(jié)合起來,抽象思維同形象思維結(jié)合起來,充分展現(xiàn)問題的本質(zhì),能夠幫助學(xué)生打開思維的大門,開啟智慧的鑰匙,突破數(shù)學(xué)理解上的難點。培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的幾何直觀能力,成為小學(xué)數(shù)學(xué)教育中的一個備受關(guān)注的問題,以下是我在教育教學(xué)過程中關(guān)于幾何直觀的一些思考與探究。
一、幾何直觀有利于把抽象的數(shù)學(xué)概念直觀化,幫助學(xué)生理解概念 學(xué)生在進(jìn)入小學(xué)學(xué)習(xí)之前,他們的知識基本上是建立在現(xiàn)實生活中客觀事物上的。其知識特點是直觀形象,看得見,摸得著。而進(jìn)入小學(xué)階段,教師如果運用數(shù)形結(jié)合來引入新知識、建構(gòu)概念、解決問題,就相當(dāng)于在原有的知識基礎(chǔ)上添磚加瓦,新知識的學(xué)習(xí)就變得更簡單。這樣新學(xué)的知識就會具有較高的穩(wěn)定性和牢固性,而我們也達(dá)到了所需的教學(xué)效果。
我們經(jīng)常借助實物、點子圖、計數(shù)器、未畫完整的直尺、數(shù)軸讓學(xué)生直觀感知,例如在一年級上冊中,學(xué)生剛開始學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識時,教材首先就是通過數(shù)與物(形)的對應(yīng)關(guān)系,初步建立起數(shù)的基本概念,認(rèn)識數(shù),學(xué)習(xí)數(shù)的加減法;通過具體的物(形)幫助學(xué)生建立起初步的比較長短、多少、高矮等較為抽象的數(shù)學(xué)概念;通過圖形的認(rèn)識與組拼,在培養(yǎng)學(xué)生初步的空間觀念的同時,也初步培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)形結(jié)合的思想,幫助學(xué)生把數(shù)與形聯(lián)系起來,數(shù)形有機(jī)結(jié)合。在以后的學(xué)習(xí)中,隨著學(xué)生年齡的增長,思維能力的不斷提高,數(shù)與形的結(jié)合就更加廣泛與深入。從學(xué)生的思維活動過程來看,在這個片段中,學(xué)生經(jīng)歷了由具體到抽象的思維過程,經(jīng)歷了由一般到特殊的思維過程,把抽象的數(shù)學(xué)概念直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生面前,幫助學(xué)生理解和掌握數(shù)的基本概念。
二、幾何直觀使計算中的算式形象化,幫助學(xué)生理解算理 小學(xué)數(shù)學(xué)內(nèi)容中,有相當(dāng)部分的內(nèi)容是計算問題,計算教學(xué)要引導(dǎo)學(xué)生理解算理。但在教學(xué)中很多老師忽視了引導(dǎo)學(xué)生理解算理,尤其在課改之后,老師們注重了算法多樣化,在計算方法的研究上下了很大功夫,卻更加忽視了算理的理解。我們應(yīng)該意識到,算理就是計算方法的道理,學(xué)生不明白道理又怎么能更好的掌握計算方法呢?在教學(xué)時,教師應(yīng)以清晰的理論指導(dǎo)學(xué)生理解算理,在理解算理的基礎(chǔ)上掌握計算方法,正所謂“知其然、知其所以然?!?根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同,引導(dǎo)學(xué)生理解算理的策略也是不同的,我認(rèn)為數(shù)形結(jié)合是幫助學(xué)生理解算理的一種很好的方式。
在低年級時,有些較復(fù)雜的實際問題用“幾何直觀”的方法來幫助分析題意,學(xué)生才容易理解。比如有這樣一個問題,“媽媽買來一些桃,上午吃了一半,下午又吃了剩下的一半,盤里還剩下3個,媽媽原來買了多少個桃?”。一些學(xué)生對逆向思考的數(shù)量關(guān)系難以理解,教學(xué)時教師可以用正方形畫圖來表示問題意思,幫助學(xué)生理解題意。(如圖)
有了這個直觀圖形的支撐,學(xué)生很容易推想原來桃子的個數(shù),3×2=6個,6×2=12個。
在低年級的教學(xué)中,教師要有意識引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會看懂圖示語言,體會到示意圖的既簡潔又形象,容易找到解決問題的思路的優(yōu)點,讓學(xué)生對圖示語言產(chǎn)生好感和畫圖的愿望,培養(yǎng)“幾何直觀”的意識。
再如三年級教學(xué)“平均數(shù)”時,可以利用條形統(tǒng)計圖,直觀理解移多補(bǔ)少的方法,理解平均數(shù)的意義。又如“兩位數(shù)除以一位數(shù)”的筆算除法算理,就是讓學(xué)生通過擺小棒,理解線平均分整捆的小棒,所以要從被除數(shù)的最高位除起。這樣學(xué)生就能明白為什么要這樣計算,而不是被動的接受,死記硬背。
在利用直觀圖解決數(shù)學(xué)問題時,合情推理有助于探索解決問題的思路,發(fā)現(xiàn)結(jié)論;演繹推理用于證明結(jié)論的正確性。幾何直觀的培養(yǎng)應(yīng)伴隨推理能力的發(fā)展,貫穿在整個小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中。
三、應(yīng)用幾何直觀,提高學(xué)生的能力
幾何直觀的思想是重要的數(shù)學(xué)思想,其實質(zhì)是使數(shù)量關(guān)系和空間形象巧妙和諧地結(jié)合起來,將抽象的數(shù)學(xué)語言與直觀的圖形結(jié)合起來。小學(xué)數(shù)學(xué)教材中特別注重這種思想的滲透,借助幾何直觀,可以把這種思想更好地反映出來。通過圖形的直觀性質(zhì)來闡明數(shù)與數(shù)之間的聯(lián)系,將許多抽象的數(shù)學(xué)概念和數(shù)量關(guān)系形象化、簡單化,實現(xiàn)代數(shù)問題與圖形之間的互相轉(zhuǎn)化,相互滲透,不僅使解題簡捷明快,還開拓學(xué)生的解題思路,為研究和探求數(shù)學(xué)問題開辟了一條重要的途徑。
簡單的排列和組合題,也可借助直觀的圖形,在很好的解決數(shù)學(xué)問題的同時也培養(yǎng)了學(xué)生的推理能力。此外在植樹問題中,借助線段圖向?qū)W生直觀展示非封閉路線植樹相關(guān)概念和類型(間隔、間隔數(shù)、兩端要栽、只載一端、和兩端不載)
倒推問題中借助“幾何直觀”來分析也很有效。五年級學(xué)習(xí)用倒推法解決的實際問題特點很明顯,學(xué)生往往知道要用倒推的策略,但較復(fù)雜的倒推問題在分析時,學(xué)生卻不容易理解其中的數(shù)量關(guān)系,容易導(dǎo)致思路的混淆。所以教會學(xué)生畫倒推示意圖來分析題意尤為重要。比如,“小明原來有一些郵票,今天有收集了24張,送給小軍30張后,還剩52張。小明原來有多少張郵票?”
畫出這種方框加箭頭的圖更加容易理解,思路一目了然。我們可以看出幾何直觀通過數(shù)形結(jié)合的思想在小學(xué)數(shù)學(xué)的很多知識領(lǐng)域的可以幫助學(xué)生啟迪思路,理解數(shù)學(xué)。
幾何直觀,其實質(zhì)是將抽象的數(shù)學(xué)語言與直觀的圖形聯(lián)系起來,使抽象思維和形象思維結(jié)合起來,通過對圖形的處理,發(fā)揮直觀對抽象的支柱作用,揭示數(shù)和形之間的內(nèi)在聯(lián)系,實現(xiàn)抽象概念和具體形象、表象之間的轉(zhuǎn)化,充分展現(xiàn)問題的本質(zhì),幫助學(xué)生打開思維的大門,開啟智慧的鑰匙,突破數(shù)學(xué)理解上的難點發(fā)展學(xué)生的思維。實踐證明,抽象的數(shù)學(xué)概念和復(fù)雜的數(shù)量關(guān)系,借助圖形使之形象化、直觀化、簡單化,有助于提升學(xué)生解決問題的能力,同時還有助于培養(yǎng)學(xué)生的符號意識、模型思想,提升學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。
總之,教師要從數(shù)學(xué)發(fā)展的全局著眼,從具體的教學(xué)過程著手,有目的、有計劃地進(jìn)行滲透幾何直觀思想的教學(xué),使學(xué)生逐步形成數(shù)形結(jié)合思想,并使之成為學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、解決數(shù)學(xué)問題的工具,這是我們小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)努力追求的目標(biāo)。