认识平面图形:在“预见”中“遇见”

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  摘要:“认识平面图形”是学好立体图形,乃至整个几何知识的基礎。而对平面图形的认识,需要学生理解其概念本质,单纯地通过看、听、说的方法不足以使学生正确认识图形。《认识平行四边形》一课教学,从以“原形”为基石,建立表象,加深认识;以“操作”为渠道,凸显本质,明确特征;以“练习”为辅助,理解概念,形成体系。
  关键词:认识平面图形 原形 操作 练习
  “认识平面图形”是“图形与几何”领域的重要内容,它是学好立体图形乃至整个几何知识的基础。下面以苏教版小学数学四年级下册《认识平行四边形》一课为例,阐述“认识平面图形”教学的一般策略。
  一、以“原形”为基石,建立表象,加深认识
  根据心理学发展规律,小学生正处于以直观形象思维为主,并逐步向抽象逻辑思维过渡的阶段。因此,在教学中教师要尽可能向学生展现生活中的原形,从学生生活中常见的物品、场景人手,帮助学生积累丰富的平面图形的感性经验,进而形成表象。所谓表象,是人脑对客观事物感知后留下的形象。表象接近于感知,具有一定的鲜明性和具体性,同时又接近于概念,具有一定的抽象性。建立表象,可以使学生逐步摆脱对直观生活场景、图片教具等的依赖,克服感知的局限性。在表象的基础上进行抽象概括,解释图形的本质,更易于被学生接受。
  如课始,教师出示生活中的场景图片并提问:生活中有平行四边形吗?分别请学生指一指、描一描、想一想,找出图中的平行四边形。课件同时演示:沿图片中的实物画出平行四边形,接着将平行四边形从实物中抽象出来,形成平面图形。提问:你在生活中哪些地方见过平行四边形?引导:现在闭眼,想象出一个平行四边形。
  通过对实物图片的观察,借助课件“画出”平行四边形,完成了从“原形”中抽象出“模型”的过程。进一步提出的要求“想象出一个平行四边形”,完成了对平行四边形的表象建立。课件的演示,更是突出了平行四边形是平面图形,不是某种“原形”。教师的这一“预见”,为后续学生“遇见”平行四边形的定义、特征打好了基石,建立了表象。
  二、以“操作”为渠道,凸显本质,明确特征
  《义务教育数学课程标准(2011年版)》指出:动手操作、自主探索与合作交流是学生学习的重要方式。在教学时,对图形的认识如果只借助看、听、说、想象等方法肯定是不够的,学生也难以理解其本质属性。因此,在学生充分感知并建立表象后,教师应遵循其认知规律,结合素材,帮助学生真正认识图形,明确图形的本质特征。
  如教师进一步引导学生制作平行四边形——
  提问:大家都能想象出一个平行四边形了,那么你能制作出一个平行四边形吗?
  1.介绍制作材料。
  (1)方格纸;(2)6根小棒;(3)长方形卡纸;(4)两个完全相同的三角形。
  2.学生操作。
  要求:独立思考一小组讨论一分工完成一组内交流。
  3.交流。
  (1)方格纸上画平行四边形。
  追问:怎么画的?——得出对边。
  (2)6根小棒摆平行四边形。
  追问:怎么摆的?——得出对边相等。
  (3)利用长方形卡纸的对边画平行四边形。
  提问:利用卡纸的边描出的两条线段是怎样的?——得出对边平行。
  思考:为什么叫平行四边形?
  得出定义:两组对边分别平行的四边形叫作平行四边形。
  辨析:对边相等吗?
  课件演示:平行四边形的对边平移后重合。
  明确:平行四边形的对边平行且相等。
  (4)两个完全相同的三角形拼成平行四边形。
  提问:集中“角”,有什么发现?——得出对角相等。
  课件动画演示:两个完全相同的三角形由重叠,旋转拼成平行四边形。
  明确:平行四边形的两组对角分别相等。
  教材上的要求是让学生画一个平行四边形,而上述片段,教师不仅让学生画了平行四边形,更提供了多种素材,帮助学生通过动手操作制成平行四边形。仔细分析不难发现,其实这四种素材是精心预设的。其一,方格纸上画平行四边形,在交流过程中得出了“对边”的概念;其二,6根小棒摆平行四边形,可以摆出3种不同的图形,在交流中得出“平行四边形对边总是相等”这一特征;其三,利用长方形卡纸的对边画平行四边形,得出对边平行,进而概括出平行四边形的定义;其四,用两个完全相同的三角形拼平行四边形,得出“对角相等”的特征。
  本例中,教师为了使学生正确认识平行四边形定义及其特征,依托教材,但又不拘泥于教材,更是建设性地挖掘了素材。以多种素材制作成的平行四边形为研究对象,通过分析、比较、综合、抽象、概括使学生获得了对平行四边形本质特征的认识,从而使学生的感性认识上升为理性认识。正是有了这样的“预见”,才有了学生对平行四边形本质特征的完整“遇见”。
  三、以“练习”为辅助,理解概念,形成体系
  练习能帮助学生利用已有的知识经验,来强化对图形概念的理解,促进思维积极活动,加深对概念本质的理解,起到巩固的作用。
  如判断平行四边形——
  出示图1。
  思考:哪些不是平行四边形?
  明确:图①不是平行四边形,两组对边都不平行。图③不是平行四边形,因为纵向的对边不平行。
  追问:图②和图④是平行四边形吗?
  明确:两组对边分别平行,是平行四边形。
  上例判断图形是否为平行四边形,是在学习了平行四边形的定义及其本质特征后进行的,此时学生的判断就不仅仅是靠表象了,而是能运用特征来判断,说出为什么不是了。这样的练习既是对平行四边形概念的运用,又是对其本质特征的梳理。
  平面几何的概念表述是严格和相对固定的,而相关的图形规则却往往有很多种位置与形状。学生对此容易混乱,搞不清概念。这就离不开练习,尤其是变式练习。变式是概念的本质特征相同,而非本质特征不同的一些实例。对平面图形而言,当用定义把其本质属性概括出来后,教师可通过变式练习帮助学生明确概念的外延,以便让学生在理解的基础上更好地掌握概念,形成概念体系。
  如将图1中的图③移动到钉子板上,要求:移动其中一个点,使其变成平行四边形。
  学生汇报展示。
  方法1:将右上角的点外移,形成平行四边形。
  方法2:将右下角的点内移,形成平行四边形。
  追问:这样操作是为了什么?有什么发现?
  明确:对边不仅平行,也要相等。
  方法3:将左上角的点外移,形成长方形。
  方法4:将左下角的点内移,形成正方形。
  辨析:长方形和正方形是平行四边形吗?
  明确:长方形和正方形两组对边分别平行,是平行四边形。
  这一变式练习的设计,准确地揭示了概念的外延,起到了明确概念的作用。同时,沟通了长方形、正方形、平行四边形以及即将学习的梯形之间的联系,使知识条理化、体系化。只有当学生了解了一个概念与其他概念之间的相互联系,以及这个概念在知识体系中所处的位置,才能对这个概念有比较全面、深刻的理解。因此,教学中教师应根据学情与教学内容合理选择练习。当然,练习的方式不应局限于变式,应该多样化,如分类、比较等,以帮助学生形成正确的概念系统。总之,教师要用系统化的眼光“预见”,以达到学生在学习中对知识概念体系的“遇见”。
  总之,平面图形教学不同于其他知识的教学,更应注重学生的直观感受,强调学生已有的图形表象。通过一系列的教学活动,将平面图形概念严谨的学科术语,用学生易于理解的方式呈现出来,使他们能体会概念的内涵与外延,形成概念系统。在此基础上,发展学生的抽象思维能力和创造性思维,提升学生的课堂学习能力。
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