運用圖形直觀，讓學生思維可視化

田俊

[摘 要]在小學數(shù)學教學中，常用的圖形直觀有線段圖、方形圖、模型圖、關系圖、網(wǎng)絡圖、樹狀圖、示意圖等。圖形直觀能夠幫助學生分析問題和解決問題，發(fā)展學生的數(shù)學能力。引領學生畫圖、讀圖和用圖，豐富學生的圖感，讓學生不可見的思維可視化，從而培養(yǎng)學生解決問題的能力。

[關鍵詞]圖形直觀；思維可視；示意圖；教學策略

[中圖分類號] G623.5 [文獻標識碼] A [文章編號] 1007-9068（2018）29-0047-02

孔凡哲教授認為，幾何直觀的具體表現(xiàn)形式有四種，即實物直觀、符號直觀、圖形直觀和替代物直觀。在小學數(shù)學教學中，我們常見和常用的圖形直觀有線段圖、方形圖、模型圖、關系圖、網(wǎng)絡圖、樹狀圖、示意圖等，形式多種多樣。在日常教學實踐中，圖形是一種直觀表征題意和學生思維的載體，教師將抽象的數(shù)學問題以及不可見的分析過程與直觀的圖形結合起來，能夠幫助學生打開思維的大門，讓不可見的思維可視化，從而找到有效的問題解決的辦法。筆者現(xiàn)根據(jù)教學實踐談談對這一問題的看法。

一、畫圖形直觀，表征題意

在小學數(shù)學教學中，多數(shù)學優(yōu)生面對復雜的數(shù)學問題時，常常會借助圖形來進行直觀表征。通過直觀的圖形示意，學生能夠有效地觀察和把握認知對象的本質，從而厘清思路。

比如，教學蘇教版教材“間隔排列”時，學生對于抽象的問題存在著一定的想象困難，因而也限制了思維的發(fā)展。例如，對于爬樓梯問題、公交車問題和鋸木頭問題，學生由于缺乏生活基礎，沒有辦法將其和間隔排列有機關聯(lián)起來。對此，筆者采用多媒體課件，將數(shù)量關系和場景圖用圖形直觀來表示，讓學生借助圖形直觀表征題意，進行有效的分析和思考，由此找出已知條件和問題之間的關系，然后根據(jù)自己的理解，動手畫出問題對應的直觀圖示（如圖1）。

通過畫出示意圖，學生能夠直觀地看出這些問題中存在的規(guī)律：在爬樓梯問題中，樓層在兩端，因此其數(shù)量比樓梯的多1；發(fā)車次數(shù)在兩端，因此比發(fā)車的時間間隔多1；木頭的段數(shù)在兩端計數(shù)，所以比鋸木頭的次數(shù)多1。有了這樣的畫圖經驗，對于接下來的廣告牌問題、男女排隊問題和圖釘定制問題，學生就能夠根據(jù)題意，分析示意圖的構成并畫出相應的示意圖。

以上環(huán)節(jié)，教師借助畫示意圖，讓學生的數(shù)學學習從外在的動手轉化為內在的思考。由此，學生通過畫示意圖學會分析問題和解決問題，培養(yǎng)了數(shù)學能力。在畫圖意識之后，遇到復雜的數(shù)學問題時，學生就能夠主動想到運用畫示意圖的辦法來分析問題，將“做數(shù)學”和“思數(shù)學”有機結合，讓抽象的思維轉化為直觀的過程。通過引導學生畫出圖形直觀，幫助學生提高了問題解決的技能技巧，使學生逐步形成了問題解決的策略。

二、讀圖形直觀，分析問題

圖形直觀是學生解決數(shù)學問題的有效工具，教師不僅要引導學生畫出直觀示意圖，而且要引導學生看懂圖形直觀，積極發(fā)掘圖形直觀的數(shù)學信息。有些學生雖然能夠根據(jù)題意畫圖，但是并沒有真正看懂示意圖，這就需要教師引導學生在圖形直觀和題目間不斷進行對應，要能夠一邊看圖示一邊看題目，或者一邊看題一邊畫圖，不斷積累學生的經驗，提升學生分析問題和解決問題的能力。

比如，教學蘇教版教材“有余數(shù)的除法”時，筆者設計了一道練習題：“小紅有10元錢，小明有16元錢，小紅要給小明多少元，兩人的錢才一樣多？”由于數(shù)量關系比較復雜，學生看到這道題目之后不能表述清楚小紅和小明的錢數(shù)的關系，于是筆者讓學生畫出示意圖（如圖2）。學生雖然畫出了符合題意的圖形直觀，但是卻不能聚焦于小紅和小明之間的錢數(shù)之差，也就是說，學生并沒有看懂題意。為此，筆者在學生所畫的圖形上添加了一根虛線（如圖3），并讓學生思考：“添加這根線后，你能看出小紅和小明的錢數(shù)之間存在什么數(shù)量關系嗎？”

學生通過討論認識到，小明雖然比小紅多了6元錢，但是不能將這6元錢全部都給小紅，要想讓兩人的錢數(shù)相等，小明只需將多出來的錢數(shù)的一半給小紅。這樣一來，小明少了3元錢，小紅多了3元錢，兩人最終的錢數(shù)是相等的。

可見，圖形直觀能夠讓復雜的數(shù)量關系變得簡單，教師引導學生將抽象的數(shù)學問題和直觀的圖形語言有機結合，不斷引導學生看懂、讀懂直觀圖形，打開思維的大門，深入理解問題的數(shù)學本質，由此培養(yǎng)學生的直觀意識和數(shù)學能力。

三、運用圖形直觀，形成策略

圖形直觀是一種問題解決的手段、方法和策略。教學中，教師引導學生運用圖形直觀解決問題，就能夠幫助學生形成可視化思維，使學生形成運用圖形直觀策略。

比如，教學蘇教版教材“解決問題的策略—— 一一列舉”時，“有一道練習題：有五個小朋友，每個人都要互相給對方寄一張賀卡，一共需要寄多少張？五個小朋友，如果兩兩通一次電話，一共要通多少次電話？”筆者引導學生通過畫圖，將五個小朋友用抽象的符號，即五個點來表示，讓學生在每兩個點之間進行連線，這樣就畫出了相應的圖形直觀（如圖4）。

在畫直觀圖示的過程中，學生認識到寄賀卡和打電話是不一樣的，寄賀卡需要互相寄，有來有往，你給我寄，我也要給你寄，而打電話，每兩個人之間只需打一次，因此畫出的圖形直觀有所不同。

以上環(huán)節(jié)，教師通過引導學生運用點和線來構造圖形直觀，幫助學生有效地把握兩類問題的區(qū)別和聯(lián)系。當學生能夠主動運用圖形直觀解決打電話和寄賀卡的問題時，說明他們已經內化了相應的問題解決的策略和方案。可見，學生在運用圖形直觀的時候離不開觀察和感知，更離不開實踐和操作。當學生將自己的思維建立在觀察、實踐和想象的基礎上，并利用圖形直觀分析和解決問題，學生的數(shù)學思維能力便得到了提升。

綜上，圖形直觀是學生學習數(shù)學解決問題的“拐杖”，教師要根據(jù)教材的特點，將教學的內容和學生實際有機結合，引導學生有效培養(yǎng)可視化思維，才能夠讓學生自覺地運用圖形直觀解決問題，為培養(yǎng)學生的幾何直觀意識與能力提供可能性。

（責編 吳美玲）