善用几何直观,凸显课堂实效

——浅论几何直观在小学数学教学中的运用策略

 

弗赖登塔尔认为,几何直观能使我们在课题、概念、方法的荒漠中免于歧途之苦。由此可知,几何直观在数学探索中具有何等重要的地位。那么何谓几何直观?这里包含两个概念,其一是几何,也即图形形象,其二是直观,也即表象特征。在2011版新课标中,针对几何直观是这样定义的:“利用图形描述和分析问题。”课标并明确提出要发展学生的几何直观能力。在数学教学中,如何运用几何直观引导学生进行数学学习,这是笔者在实践中经常探索的问题,现根据自己的经验,谈谈体会。

一、善用几何直观,理解数学概念

数学概念的抽象性,使得小学生存在着学习难度。教师要通过丰富的表象积累,而后过渡并抽象到本质,毋庸置疑,这需要一个整体建构的探索过程。在此过程中,几何直观是个有效的方法,可以通过形象的图形,让学生对抽象的数学概念建立直观印象,积累丰富的数学表征,理解数学的本质意义。

如在教学苏教版《求一个数的几分之几》中,我出示课件:1、一头鲸长28米,爸爸身高是鲸长的,爸爸身高多少米?2、海象的寿命约为40年,海狮的寿命是海象的,而海豹的寿命则是海狮的,求海豹的寿命约为多少年?

为了让学生更好理解分数的概念问题,并掌握这类分数应用问题,我引导学生把握一个关键,即解答这类问题的关键,是要理清数量关系,找准单位“1”。为此,我先让学生分析爸爸的身高和鲸长两者之间的数量关系,为了更直观展现,让学生用线段图来表示,很快从中把握了题意:以鲸长为单位“1”,爸爸的身高是其中的,并能够自主分析线段图,根据线段图得出解决问题的策略和方法。有学生根据线段图,很快将复杂的海豹、海象、海狮之间的关系,简化为海豹是海狮的,在图例中能够很快得到答案。

通过几何直观的图形展示,学生能够将几分之几的概念建立在表象的积累之上,达到抽象概念的自主建构,很快掌握此类应用问题的解决方法,形成问题解决的数学模型。

二、善用几何直观,探索数学规律

在小学数学知识系统中,有很多数学规律就孕育在丰富的图形中,但一旦实际教学,却往往有教师在向学生揭示规律的时候,理论讲得多,活动也开展得不少,却收效甚微,苦于找不到方法,使得学生听得模糊,做得糊涂,无法学以致用。此时善用几何直观,便可有效利用形式化的直观语言,丰富的表征图形,为学生的思维打开一扇门,很快进入探寻数学规律的轨道中去。

如在学过三角形内角和为180度之后,课本中出了以下习题(如图1

在探索这一规律时,学生需要把握两点,其一,三角形的内角和是180度,这是已知的,怎么将四边形的内角和转化为三角形;其二,怎么将五边形、六边形与三角形的内角和建立转化关系。一旦学生能够将三角形的内角和与其成功转化,就能够发现规律所在。这个过程中,我先引导学生从特殊的四边形入手,将长方形和正方形转化为三角形,并猜测其为360度,经过验证后推导得出长方形和正方形的内角和为360度。那么普通的四边形是否如此呢?学生随意画出一个四边形,通过测量四个角,相加得到结果为360度,也有学生直接将四边形的任意一条对角线相连,使其变为两个三角形,得到内角和为360度。

显而易见,在这个规律的发现过程中,起到有效作用的就是将图形直观呈现,学生通过几何直观的运用,拓展了思维,发现规律所在。

三、善用几何直观,分析数学问题

几何直观对于数学问题的分析,具有举足轻重的作用。在很多数学问题的解决中,灵感来源大多出自几何直观。在实际数学问题的应用中,人们常常会借助几何直观,将复杂的问题简单化,抽象的问题表征化,以此更好地分析问题,解决问题。

如在教学《解决问题的策略之替换》时,有这样一道例题:爸爸买了3本故事书和5本图画书共花了50元,单本故事书比图画书贵6元,问故事书和图画书的单价各是多少?

在这个问题中,数量关系有些复杂,小学生在进行分析的时候,会因为头绪过多而手忙脚乱,顾此失彼。我引导学生先用图形表示故事书和图画书以及总量,通过图形,学生发现,只要将故事书替换为图画书,或者将图画书替换为故事书,就可以将复杂的数量关系转化为单一的数量关系,从而求出其中一种书的单价。在替换中,学生也能够直观地看到,总量不变,但两者的关系发生了变化,如果要将故事书替换为图画书,就要去掉6元(如图2

            如图2

通过图形直观,学生对例题中的数学信息进行了有效的提取和处理,并能够从整体思路上把握分析,自主探究和发现,并一步步找到解题思路。

课改以来,几何直观是新增的重要概念,也是小学教学实践中,学生常用的数学思维方法。对于教师来说,这是引导学生深入问题,思考探索的有效途径,对于推动课堂教学的发展,起着极为关键的作用。在教学中,教师要善加利用,培养学生运用图形符号的直观方法来分析和解决问题,理解概念,发现数学规律。当然,要在适当的地方适度运用图形直观,把握好几何直观运用的“度”,这样才能使学生获得思维转化,提高思考力。