几何直观在数学教学中的运用

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  相对而言,数学理论较为抽象,而学生思维较为直接具体。因此,借助几何直观,不仅可以将复杂内容转化为简单具体的画面,而且还能激发学生兴趣,帮助他们更为准确地预测结果,理解掌握相关数学知识。
  一、借助直观图形,丰富数形互译经验
  学生知识有限,思维较为简单,而数学知识却比较抽象,不少概念往往无法用现有的语言进行描述。但是通过直观的几何图形,加以表达描述,不仅可以让其抽象概念和数量关系变得更为直观、更为简单,而且还能丰富课堂教学内容,激发学生学习兴趣。因而在具体教学中,教师要有意识地穿插运用直观图形,以便帮助学生获取数形互译经验,在帮助他们准确理解数学概念与知识的同时,还能有效提升他们的数学素养。
  例如,在教学《负数》一课时,如果教师直接讲解,学生理解有点困难,教学可通过他们较为熟悉的收支、海拔还有气温等生活中常见知识,借助相应的直观图示,帮助他们建立起初步的负数概念。接着通过数轴,引导他们从中理解负数的意义并感知数序。此外,针对乘法分配律,即a×c+b×c=(a+b)×c,同样也可以借助图形来具体阐述,可以呈现一幅大长方形中被分割成两个小长方形图形,让学生通过观察得出大长方形面积等于两个小长方形面积之和,继而通过公式进行推导,从中理解乘法分配律的意义。
  也许单纯的图形没有实质性意义,而枯燥的数学概念与知识又相对抽象,但将两者融合在一起,不仅赋予几何图形数学意义,还能将其复杂内容变得直接简单。通过这种方式,不仅可以让其课堂教学变得丰富有趣,而且还能推促学生通过数形结合、互译的方式,从中获取经验,准确理解数学内容,为其数学素养的提升奠定基础。具体教学中,教师结合教学内容,积极穿插直观图形,在帮助学生将其复杂数学问题变得直接简单的同时,也推促他们进行思考,探索问题解决方向,乃至直接预测结果。
  二、借助直观操作,强化实践操作经验
  “一听就会,一做就错”,在一定程度上概括了传统教学的弊端。究其原因,还在于教师讲,学生听,虽然从理论上他们能理解,但是其理解卻停留在浅层次上,未能真正理解内化。而要学生真正理解掌握,还需要把课堂还给学生,借助直观操作,能将其抽象内容转化为易于理解的具体形象。学生在获取知识的过程中,又能调动各种感官,从图形角度,在动手、动口与动脑中获取各种体验,继而加深理解,完成对相关知识的深度内化。
  例如,在教学《圆的认识》一课时,教师可以从学生生活场景导入,通过事先给学生准备的纸片,让学生利用生活中的道具,比如瓶盖、被子、笔筒等,作为圆形制作道具,进行动手实践,画圆剪圆,在动手操作过程中理解圆就是由一个封闭的曲线构成的。在学生形成初步认识后,再用圆规进行画圆,并在实践中引导他们进行思考圆规两脚之间的关系,继而进一步帮助他们认识圆心、半径等基本概念。最后再进一步引导他们进行延伸拓展,思考不借助圆规怎样画圆。此外,针对“倍数”这一概念也是如此,教师可以组织学生通过动手摆小棒的形式,引导学生从中“悟”出概念。
  在教学中,教师要善于挖掘生活素材,积极提供教学道具,让学生在自己动手实践中将其数学内容变得更有趣、更简单、更生动,在推促课堂生成精彩的同时,也能为其素养提升奠定基础。
  三、借助动手探索,提升归纳总结经验
  对于小学数学教学而言,其重点是从教与学中学习一种数学思想,既转化思想、数形结合思想等,这些并不是教师可以直接讲解的,而是依附于相应的数学内容讲解,通过学习经验逐步累积的。具体教学中,教师需要立足学生已有的知识经验,引导他们对其进行回顾反思,并且主动探究,在增加他们学习体验、丰富学习过程、获取直接经验的同时,也能推促他们学会学习。因此,只有通过不断把经历提升为经验,学习才具备真正的价值和意义。
  例如,在教学《平行四边形面积公式推导》一课时,讲解起来有点抽象,对此教师可以通过“剪、补、割”等方式,组织他们通过动手探索、感知等积变形转化思想,接着教师引导他们课后继续探索三角形与梯形面积公式推导。而在教学《三角形面积公式推导》与《梯形面积公式推导》这一内容时,却可以引导学生通过回顾迁移的方式,接着进行迁移拓展,指点他们在探索中提炼经验、总结方法、积累感悟。还有针对《圆的周长》这一内容,在学生熟悉相关概念后,可以组织学生利用相应工具和材料,动手测量圆形纸片周长,然后汇总测量方式,交流测量结果,思考总结计算圆周长的一般方法。
  对于数学教学而言,不仅需要学生理解,更需要学生进行内化,通过探索积累,从中积累数学经验,丰富数学思想。因而在具体教学中,教师要主动搭建平台、创设情境,尽可能利用直观图形学习数学知识,引导他们进行分析,在帮助他们形成概念的同时,还能通过总结归纳等形式,帮助他们主动运用几何直观思想,从中积累数形结合的思考方式,感受图形直观在数学学习中的重要作用。
  四、借助几何直观,压实知识规律经验
  几何图形虽然简单直接,但同样也孕育着数学规律。而数学规律却是学生理解内化数学知识、形成数学思维的主要途径。传统教学中,教师也重视数学规律,但大多作为理论性的阐述,直观演示较少,学生很难理解,最终运用效果不佳。对此教师可以利用几何直观方法,借助形象语言、直观演示等方式,引导学生通过动手实践方式,从中探索数学规律,推促数学思维开发,帮助他们体验感知数学规律形成的过程,认识到数学规律也是具体形象的。
  例如,在教学《平行四边形面积》一课时,教师可以先出示正方形和长方形图形,引导学生回顾其面积公式,接着鼓励他们动手实践,尝试将平行四边形沿高剪开,拼成长方形,再鼓励他们尝试推导平行四边形面积计算公式。还有针对《三角形的内角和是180°》这一内容,涉及多边形内角和定理进行转换探索,鼓励他们从中建立联系,帮助解决这一问题。具体教学中,教师尝试从正方形与长方形入手,鼓励他们探索转化为三角形,接着通过四边形内角和推导出三角形内角和的结论。
  对于数学思维培养来说,借助几何直观图形,能帮助学生直接认识和猜测。因而在具体教学中,教师要善于利用直观图形,借助演示方式,让其数学思维过程更加清晰地呈现在学生面前。不过这里需要注意的是,针对数学规律,几何直观固然能让其概括过程,但不能抽象描述数学规律,还需要教师结合实际情况,对学生思考过程进行适时点拨,引导学生思考,在提高课堂教学实效的同时,也能压实学生数学知识经验,准确理解数学规律。
  总之,几何直观是引导学生走进数学知识、理解数学规律的一种较好途径。借助几何直观方法,能有效借助图形演示较为复杂的数学问题。具体教学中,教师要充分利用几何直观,帮助学生进行分析与解答相关数学问题,在丰富课堂教学的同时,也能有效发展他们的空间思维,提升数学核心素养。
  (作者单位:江苏省常州市武进区实验小学)
  (责任编辑 吴磊)
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