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小学几何与图形的教学主要是围绕着图形的认识、图形的测量、图形与变换、图形与位置展开的,其中刻画图形、空间观念和推理能力是图形与几何教学的核心内涵,而学生对“图形认识(刻画图形)”是发展空间观念和推理能力的基础。因此,在图形认识的教学过程中,让学生运用在现实世界积累的有关图形的经验去认识常见的图形,并经历观察、比较、概括、推理等探索常见图形的性质的过程,从而发展空间观念和推理能力。笔者以小学数学人教版教材四年级下册“三角形的特性”的教学实践与思考为例,浅议图形认识的有效教学策略。
一、研究背景
《义务教育数学课程标准(2011版)》提出学生的学习方式“不能单纯的依赖模仿与记忆,动手实践、自主探究与合作交流是学生数学学习的重要方式”。然而,在对“三角形的特性”一课教学时,许多教师对画三角形的活动不够重视,宁愿纠缠于对三角形定义中某些词的解读。如,“你认为这句话中那个词最关键”,牵着学生生硬的理解三角形的概念,学生在这种学习方式下,失去了对三角形特性探究的主动性。事实上,学生要画出一个静态结果的三角形并不难,而真正的难点在于画动态的三角形。在画动态三角形的过程中,怎样通过一些动作细节表达出自己对三角形的理解水平,我们备课组以团队形式,以“三角形的特性”一课为载体,开展图形认识的教学策略研究。
二、课前思考
“三角形的特性”是人教版數学课标修订版教材四年级下册第五单元“三角形”第一课时的内容。在学习该内容前,学生认识了长方形、正方形、平行四边形、三角形和圆5种平面图形,并且能够在众多的平面图形中辨认出三角形。其次,在四年级上册学习“角的度量”时,学生对线段、直线、射线以及距离等的概念有了较深的理解。在此基础上,对三角形的特性认识进行学习,能够进一步加深学生对三角形的认识和理解。
教材延续了以往通过画三角形的数学活动认识三角形的安排。教材例题是“画一个三角形,说一说三角形有几条边,几个角,几个顶点”,然后给出了“什么是三角形?”的描述定义。在这里是先有学生的“画”,又有学生的“话”,它们与接下来的定义是一种什么关系?实际上这是一个让学生在做中学数学的实践过程,力求通过学生的画,引导学生说话,为接下来进一步理解三角形的定义做好铺垫。
课前研读教材时,发现情境图中所呈现出来的三个小朋友为什么不用“刻画”的方法来画出三角形,而是用直尺来画呢?这一个小细则让我们产生了疑问。于是我们在课前做了一次小调查,让学生画一个自己喜欢的三角形,然而学生在画三角形时使用的方法大部分是用三角板依葫芦画瓢,说明学生对三角形的认识还是停留在形象阶段,没有本质性的认识。那三角形概念的本质是什么呢?三角形是由三条线段围成的图形,线段的特征是有两个端点,所以三角形的特性认识就是要让学生经历由0维到一维再到二维空间认识的转变,这就不难明白在画出一个三角形或三角形的高时,应该先画点,再由点连成线,三条线段围城面,这就能解释了为什么3条线段6个端点为什么只能看到3个端点呢?
经过课前对相关材料的研读,我们对“三角形的特性”这节“图形的认识”课有了更加清晰的认识。我们以“话三角形”和“说三角形”作为这节课的切入点,围绕三角形特性的逐层深入,让学生通过自主探究、独立思考加深对概念本质的认知。
三、设计思路
(一)联系生活,经历具体到抽象的学习过程
学生在生活中已经接触过三角形的实物,在设计三角形的特性教学过程时,利用学生对于三角形认识的起点,让学生从具体的实物中认知抽象的三角形,经历从具体到抽象过程,符合儿童的生活经验和认知规律,体验数学与生活的联系,为认识三角形的特性奠定基础。
师:同学们,认识这个图形吗?在生活中哪里见到过?
生1:我在自行车里面见过。
生2:我在桥上看过。
师:老师也收集了生活中的三角形,大家一起来欣赏,并找出图中的三角形。
师:生活中处处能见到三角形,今天老师就和同学们一起学习三角形的特性。
(二)动手操作,探究图形的本质属性
“能由实物的形状想象出几何图形,由几何图形想象出实物的形状,进行几何体与其他视图、展开图之间的转化”是空间观念的重要表现。为此,要深刻认识三角形的特性,学生必然要从事多种活动,既包括学生的操作活动,例如先让学生“初画三角形”,并观察所画的三角形,说出所画的为什么是一个三角形?在观察、比较、交流的活动中,探究三角形概念中“3线段”和“围成”的本质含义,从而理解3条线段共6个端点,为什么只看到了3个端点?在理解了三角形概念内涵后,学生“二画三角形”,通过连点成线、线动成面,深刻把握三角形的内涵。
师:生活中的三角形真不少。你会画三角形吗?(尝试画出三角形,初步感知概念)
1.实物投影展示学生的作品。
2.学生和同桌尝试说明所画的是三角形。
3.汇报交流结果。
(学生汇报时,引导学生理解“3条线段、3个端点及围成”的含义)
4.学生用小棒展示“3条线段6个端点,如何变成了3个端点?”
学生边动手边说:每两条线段的端点重合,所以只看到三个端点。同时因为端点重合,所以三条线段就围成了一个图形。
5.出示三角形概念:由3条线段围成的图形(每相邻两条线段的端点相连)叫做三角形。
6.老师根据三角形的概念板演画三角形。
7.二次画三角形,形成概念。根据三角形的概念,学生再次画三角形。
8.认识特征,深化概念。
师:我们已经认识了三角形的概念,你能发现三角形有什么特征吗?
生:三角形有3条边。有3个角,3个顶点。
8.判一判:下面的图形是三角形吗?请你说明理由。 (三)静态到动态,丰富对图形的认识
对于图形的认识,不仅仅可以从静态的角度去认识,还可以从动态的角度去丰富对它的认识。例如“三角形的特性”一课中关于高的概念是这样定义的:“从三角形的一个顶点到它的对边作一条垂线,顶点和垂足之间的线段叫做三角形的高。这条对边叫做三角形的底。”三角形高的概念分作两部分,前面部分是对高产生的解释,后面部分是对高本质的阐释。由此可见,高就是一条线段,两点定一条线段,教学高的概念关键在于寻找两个点——定点和垂足。教学过程中,教师引导学生找出三角形高的两个点的过程,就是一个由静态到动态的过程,让学生感受到万变中不变的数学思想,并在这一操作过程中,让学生再次体会到需要认识的所有图形都是连点成线、线动成面、面动成体的事实。
探究三角形的底和高。
1.出示情境图:大头儿子和小头爸爸野外郊游。
师:春天到了,大头儿子和小头爸爸去野外郊游,他们搭建了两个不同的帐篷,请你来给他们分配帐篷,你认为爸爸应该住哪个帐篷?
生1:小头爸爸住大的帐篷。小头爸爸住高的帐篷。
2.理解三角形的底和高的意义。
(1)感知帐篷门的高在哪里,并引导学生指出帐篷门的形状。
(2)从帐篷门的高迁移到初步感知三角形的高。
师:三角形有高吗?在哪里?
生2:有,三角形的高是从最上面那个点到下面那条边的距离。
师:上面那个点是三角形的什么?
生2:顶点。
师:到下面这条边的什么位置呢?师用三角板的直角边比划位置引导学生找出垂足。
(3)课件三角形高和底的概念:出示从三角形的一个顶点到它的对边作一条垂线,顶点和垂足之间的线段叫做三角形的高。这条对边叫做三角形的底。
出示:强调顶点到垂足之间的线段这些关键词
(4)判一判:下面哪条线段是三角形的高?
3.画高。
(1)学生自主尝试画出三角形的高。(在学习任务单上自主画高)
(2)引导学生掌握正确画高的方法。(强调先找出顶点和垂足,再画)
(3)学生尝试画出指定三角形的高。
4.探究三角形高的数量
(1)引出用字母表示三角形的简易方法。
师:你们每人都画了一个三角形,黑板上现在也有一个三角形,这么多的三角形,我們该怎么去区分它们呢?你们能给它们取个名字吗?
生:给它们标上大写字母。
师:老师给黑板上的三角形中的每个顶点分别标上ABC,那么这个三角形就记作三角形ABC。在三角形ABC中,我们把这个点叫做顶点A,那么其他两个就是?这条边叫AB边,那么这两条是?
(2)发现三角形高的数量。
师:请你想一想,三角形的三个顶点,分别对应哪条边?
生1:顶点A对应BC边,顶点B对应AC边,顶点C对应AB边。
师:三角形有几条高?为什么?同桌交流讨论。
生2:三角形有3条高,因为从每个顶点都可以作1条高。
课件出示三角形的三条高,引导学生感受高与底的相互依存关系。
(四)小结
你在这节课中有什么收获?
四、课后反思
图形概念的建立,一般包括四个方面:图形名称的理解、图形表象的建立、图形特征的发现和图形的定义。这四个方面构成了图形认识所特有的相互依存的整体,对这四个方面内容的正确理解,是图形概念教学的基础。本节课,笔者从这四个方面入手,从生活中引入三角形,根据学生对三角形的认知起点通过“两次画三角形”,让学生从一个直观化的水平在学习活动中不断地提高到描述、分析、抽象等复杂水平,遵循了从直观辨认到探索特征的儿童认知规律。
(一)关注体会图形与现实世界的密切联系
空间与图形的内容具有丰富的现实背景,在现实世界中有着极其广泛的应用。在教学三角形的特性时,笔者以屋顶面、鱼的身体侧面图片等,让学生以现实世界中有关三角形的问题作为学习素材,使学生从生活的空间中发现三角形,经历从现实源泉中抽象出图形的过程,体验图形与现实世界的密切联系。
(二)经历观察、操作、想象、推理、表达等活动过程
在认识图形和图形特征的探索过程中,经历丰富的学习活动是小学数学空间与图形学习的一个重要特征。这些活动,既包括学生的观察活动,也包括学生的操作活动,例如本节课,教师先让学生“画出自己理解的三角形”的操作活动,接着让学生描述所画的三角形,学生只能从形象的观察视角去描述,描述的结果是3个角、3条边等外显特征,还没窥探到三角形的本质。于是教师提出了本节课的核心问题:为什么三角形有3条线段,但没看到6个端点,而只有3个端点呢?核心问题的提出,激发了学生探究三角形本质属性的欲望,从而在推理的过程中,发现相邻的线段端点相连,两两端点重合,所以只有3个端点的数学现象,从而有了学生正确画出三角形的结果,由此可见,“画”和“说”的活动非常有助于学生在头脑中建立三角形的表象。学生经历了这些活动后,对三角形的性质有了亲身感受,这不仅为正式地学习图形的性质奠定基础,同时也积累了数学活动经验,发展了空间观念。
(三)鼓励从动态角度认识图形。
在低年段的图形认识教学中,往往比较侧重于静态认识图形,到了高年段中的图形认识教学,就比较偏重动态认识。从动态角度去认识图形,能更好的帮助学生认识图形特征以及各图形之间的联系与区别,形成图形的正确表象,进而运用表象进行空间想象。例如三角形的特性一课,学生从连点成线、线动成面的动态角度认知了三角形的本质属性,又从“顶点向对边垂点作线”成高的动态演示,认知了三角形高作为三角形特性的重要性。因此,让图形动起来,有利于学生从多角度、更直观地对图形的各种属性进行观察,更好的认识图形。
【参考文献】
[1]杨世明.三角形趣谈.哈尔滨工业大学出版社,2012.08.
[2]吴悦辰.三线坐标与三角形特征点.哈尔滨工业大学出版社,2015.04.
一、研究背景
《义务教育数学课程标准(2011版)》提出学生的学习方式“不能单纯的依赖模仿与记忆,动手实践、自主探究与合作交流是学生数学学习的重要方式”。然而,在对“三角形的特性”一课教学时,许多教师对画三角形的活动不够重视,宁愿纠缠于对三角形定义中某些词的解读。如,“你认为这句话中那个词最关键”,牵着学生生硬的理解三角形的概念,学生在这种学习方式下,失去了对三角形特性探究的主动性。事实上,学生要画出一个静态结果的三角形并不难,而真正的难点在于画动态的三角形。在画动态三角形的过程中,怎样通过一些动作细节表达出自己对三角形的理解水平,我们备课组以团队形式,以“三角形的特性”一课为载体,开展图形认识的教学策略研究。
二、课前思考
“三角形的特性”是人教版數学课标修订版教材四年级下册第五单元“三角形”第一课时的内容。在学习该内容前,学生认识了长方形、正方形、平行四边形、三角形和圆5种平面图形,并且能够在众多的平面图形中辨认出三角形。其次,在四年级上册学习“角的度量”时,学生对线段、直线、射线以及距离等的概念有了较深的理解。在此基础上,对三角形的特性认识进行学习,能够进一步加深学生对三角形的认识和理解。
教材延续了以往通过画三角形的数学活动认识三角形的安排。教材例题是“画一个三角形,说一说三角形有几条边,几个角,几个顶点”,然后给出了“什么是三角形?”的描述定义。在这里是先有学生的“画”,又有学生的“话”,它们与接下来的定义是一种什么关系?实际上这是一个让学生在做中学数学的实践过程,力求通过学生的画,引导学生说话,为接下来进一步理解三角形的定义做好铺垫。
课前研读教材时,发现情境图中所呈现出来的三个小朋友为什么不用“刻画”的方法来画出三角形,而是用直尺来画呢?这一个小细则让我们产生了疑问。于是我们在课前做了一次小调查,让学生画一个自己喜欢的三角形,然而学生在画三角形时使用的方法大部分是用三角板依葫芦画瓢,说明学生对三角形的认识还是停留在形象阶段,没有本质性的认识。那三角形概念的本质是什么呢?三角形是由三条线段围成的图形,线段的特征是有两个端点,所以三角形的特性认识就是要让学生经历由0维到一维再到二维空间认识的转变,这就不难明白在画出一个三角形或三角形的高时,应该先画点,再由点连成线,三条线段围城面,这就能解释了为什么3条线段6个端点为什么只能看到3个端点呢?
经过课前对相关材料的研读,我们对“三角形的特性”这节“图形的认识”课有了更加清晰的认识。我们以“话三角形”和“说三角形”作为这节课的切入点,围绕三角形特性的逐层深入,让学生通过自主探究、独立思考加深对概念本质的认知。
三、设计思路
(一)联系生活,经历具体到抽象的学习过程
学生在生活中已经接触过三角形的实物,在设计三角形的特性教学过程时,利用学生对于三角形认识的起点,让学生从具体的实物中认知抽象的三角形,经历从具体到抽象过程,符合儿童的生活经验和认知规律,体验数学与生活的联系,为认识三角形的特性奠定基础。
师:同学们,认识这个图形吗?在生活中哪里见到过?
生1:我在自行车里面见过。
生2:我在桥上看过。
师:老师也收集了生活中的三角形,大家一起来欣赏,并找出图中的三角形。
师:生活中处处能见到三角形,今天老师就和同学们一起学习三角形的特性。
(二)动手操作,探究图形的本质属性
“能由实物的形状想象出几何图形,由几何图形想象出实物的形状,进行几何体与其他视图、展开图之间的转化”是空间观念的重要表现。为此,要深刻认识三角形的特性,学生必然要从事多种活动,既包括学生的操作活动,例如先让学生“初画三角形”,并观察所画的三角形,说出所画的为什么是一个三角形?在观察、比较、交流的活动中,探究三角形概念中“3线段”和“围成”的本质含义,从而理解3条线段共6个端点,为什么只看到了3个端点?在理解了三角形概念内涵后,学生“二画三角形”,通过连点成线、线动成面,深刻把握三角形的内涵。
师:生活中的三角形真不少。你会画三角形吗?(尝试画出三角形,初步感知概念)
1.实物投影展示学生的作品。
2.学生和同桌尝试说明所画的是三角形。
3.汇报交流结果。
(学生汇报时,引导学生理解“3条线段、3个端点及围成”的含义)
4.学生用小棒展示“3条线段6个端点,如何变成了3个端点?”
学生边动手边说:每两条线段的端点重合,所以只看到三个端点。同时因为端点重合,所以三条线段就围成了一个图形。
5.出示三角形概念:由3条线段围成的图形(每相邻两条线段的端点相连)叫做三角形。
6.老师根据三角形的概念板演画三角形。
7.二次画三角形,形成概念。根据三角形的概念,学生再次画三角形。
8.认识特征,深化概念。
师:我们已经认识了三角形的概念,你能发现三角形有什么特征吗?
生:三角形有3条边。有3个角,3个顶点。
8.判一判:下面的图形是三角形吗?请你说明理由。 (三)静态到动态,丰富对图形的认识
对于图形的认识,不仅仅可以从静态的角度去认识,还可以从动态的角度去丰富对它的认识。例如“三角形的特性”一课中关于高的概念是这样定义的:“从三角形的一个顶点到它的对边作一条垂线,顶点和垂足之间的线段叫做三角形的高。这条对边叫做三角形的底。”三角形高的概念分作两部分,前面部分是对高产生的解释,后面部分是对高本质的阐释。由此可见,高就是一条线段,两点定一条线段,教学高的概念关键在于寻找两个点——定点和垂足。教学过程中,教师引导学生找出三角形高的两个点的过程,就是一个由静态到动态的过程,让学生感受到万变中不变的数学思想,并在这一操作过程中,让学生再次体会到需要认识的所有图形都是连点成线、线动成面、面动成体的事实。
探究三角形的底和高。
1.出示情境图:大头儿子和小头爸爸野外郊游。
师:春天到了,大头儿子和小头爸爸去野外郊游,他们搭建了两个不同的帐篷,请你来给他们分配帐篷,你认为爸爸应该住哪个帐篷?
生1:小头爸爸住大的帐篷。小头爸爸住高的帐篷。
2.理解三角形的底和高的意义。
(1)感知帐篷门的高在哪里,并引导学生指出帐篷门的形状。
(2)从帐篷门的高迁移到初步感知三角形的高。
师:三角形有高吗?在哪里?
生2:有,三角形的高是从最上面那个点到下面那条边的距离。
师:上面那个点是三角形的什么?
生2:顶点。
师:到下面这条边的什么位置呢?师用三角板的直角边比划位置引导学生找出垂足。
(3)课件三角形高和底的概念:出示从三角形的一个顶点到它的对边作一条垂线,顶点和垂足之间的线段叫做三角形的高。这条对边叫做三角形的底。
出示:强调顶点到垂足之间的线段这些关键词
(4)判一判:下面哪条线段是三角形的高?
3.画高。
(1)学生自主尝试画出三角形的高。(在学习任务单上自主画高)
(2)引导学生掌握正确画高的方法。(强调先找出顶点和垂足,再画)
(3)学生尝试画出指定三角形的高。
4.探究三角形高的数量
(1)引出用字母表示三角形的简易方法。
师:你们每人都画了一个三角形,黑板上现在也有一个三角形,这么多的三角形,我們该怎么去区分它们呢?你们能给它们取个名字吗?
生:给它们标上大写字母。
师:老师给黑板上的三角形中的每个顶点分别标上ABC,那么这个三角形就记作三角形ABC。在三角形ABC中,我们把这个点叫做顶点A,那么其他两个就是?这条边叫AB边,那么这两条是?
(2)发现三角形高的数量。
师:请你想一想,三角形的三个顶点,分别对应哪条边?
生1:顶点A对应BC边,顶点B对应AC边,顶点C对应AB边。
师:三角形有几条高?为什么?同桌交流讨论。
生2:三角形有3条高,因为从每个顶点都可以作1条高。
课件出示三角形的三条高,引导学生感受高与底的相互依存关系。
(四)小结
你在这节课中有什么收获?
四、课后反思
图形概念的建立,一般包括四个方面:图形名称的理解、图形表象的建立、图形特征的发现和图形的定义。这四个方面构成了图形认识所特有的相互依存的整体,对这四个方面内容的正确理解,是图形概念教学的基础。本节课,笔者从这四个方面入手,从生活中引入三角形,根据学生对三角形的认知起点通过“两次画三角形”,让学生从一个直观化的水平在学习活动中不断地提高到描述、分析、抽象等复杂水平,遵循了从直观辨认到探索特征的儿童认知规律。
(一)关注体会图形与现实世界的密切联系
空间与图形的内容具有丰富的现实背景,在现实世界中有着极其广泛的应用。在教学三角形的特性时,笔者以屋顶面、鱼的身体侧面图片等,让学生以现实世界中有关三角形的问题作为学习素材,使学生从生活的空间中发现三角形,经历从现实源泉中抽象出图形的过程,体验图形与现实世界的密切联系。
(二)经历观察、操作、想象、推理、表达等活动过程
在认识图形和图形特征的探索过程中,经历丰富的学习活动是小学数学空间与图形学习的一个重要特征。这些活动,既包括学生的观察活动,也包括学生的操作活动,例如本节课,教师先让学生“画出自己理解的三角形”的操作活动,接着让学生描述所画的三角形,学生只能从形象的观察视角去描述,描述的结果是3个角、3条边等外显特征,还没窥探到三角形的本质。于是教师提出了本节课的核心问题:为什么三角形有3条线段,但没看到6个端点,而只有3个端点呢?核心问题的提出,激发了学生探究三角形本质属性的欲望,从而在推理的过程中,发现相邻的线段端点相连,两两端点重合,所以只有3个端点的数学现象,从而有了学生正确画出三角形的结果,由此可见,“画”和“说”的活动非常有助于学生在头脑中建立三角形的表象。学生经历了这些活动后,对三角形的性质有了亲身感受,这不仅为正式地学习图形的性质奠定基础,同时也积累了数学活动经验,发展了空间观念。
(三)鼓励从动态角度认识图形。
在低年段的图形认识教学中,往往比较侧重于静态认识图形,到了高年段中的图形认识教学,就比较偏重动态认识。从动态角度去认识图形,能更好的帮助学生认识图形特征以及各图形之间的联系与区别,形成图形的正确表象,进而运用表象进行空间想象。例如三角形的特性一课,学生从连点成线、线动成面的动态角度认知了三角形的本质属性,又从“顶点向对边垂点作线”成高的动态演示,认知了三角形高作为三角形特性的重要性。因此,让图形动起来,有利于学生从多角度、更直观地对图形的各种属性进行观察,更好的认识图形。
【参考文献】
[1]杨世明.三角形趣谈.哈尔滨工业大学出版社,2012.08.
[2]吴悦辰.三线坐标与三角形特征点.哈尔滨工业大学出版社,2015.04.