凸顯概念本質 促進有效建構

劉文東

摘 要：圖形與幾何概念的教學中，老師借助直觀手段時，學生思維活動的情況影響著他們對概念的理解水平，決定了他們對概念本質接近的程度，因此，要精心設計教學活動，激活學生思維，引導他們從概念表象順利提升到理性認知。老師應該把握思維起點，引導經歷多元表征的過程，夯實思考的土壤，抽象概念;或從結構化的視角，加強關聯與對比，引導構建知識網絡，拓寬思維廣度，加深概念的理解;或凸顯學科特性，引導探究在表面現象下隱藏的數學問題，提高思維深度，靠近數學本質。進行有思維的概念教學，也是培養學生數學核心素養的要求。

關鍵詞：幾何;教學;圖形

概念既是思維的基本形式，也是思維的基本單元，圖形與幾何的概念也不例外。然而，有的老師把“教概念”變成“教定義”，學生的學習過程是模仿、記憶和強化訓練的過程，日久則思維僵化。單純、孤立地教學概念是沒有意義的。只有了解學生的認知起點，精心設計教學過程，引導學生“經歷圖形的抽象、分類、性質的探討、運動、位置確定等過程……”，進行深入思考和表達，在過程和思考中貼近知識本源，才能讓學生把概念完美內化，建構概念體系，提升核心素養。在此，以“認識三角形”為例談談對圖形與幾何概念教學的一些思考。

一、 感悟概念的形成之理

每個概念有其形成過程，蘊含本源之理，即使是“司空見慣”“顯而易見”的知識，也有其豐富的內涵，不可忽視。學生對于三角形的認識，基本來源于生活經驗以及前期學習時接觸的學具、圖形等，關注了較淺層次的形狀、大小等表層的物理現象，認為“三角形是三個角、三條邊組成的圖形”。但三角形“太常見”了，以至于教學時它的概念總是“告知”給學生的。當我們在情境中喚醒學生的已有經驗后，如果再進一步，引導經歷操作表征、圖形表征的過程，體驗概念形成的每一個環節，邊看、邊做、邊思考，就是挖掘了概念背后的價值，讓學生在過程中感悟概念的本質。教學案例如下。

（一）搭一搭

師：你會用小棒搭三角形嗎？師：（先出示兩根小棒）這兩根怎樣搭？生：連起來。師：（演示將一根小棒的一端與另一根上的任意位置搭在一起）是這樣嗎？生：不是，要把兩根小棒的一端連在一起。師：（出示第三根）第三根又怎么搭？生：把這根小棒的兩端和前兩根的連在一起。師：連了一端。第三根小棒太短了，怎么辦？生：旋轉其中一根，角度變小就可以了。師：（搭成完整的三角形）

（二）畫一畫

師：畫一個三角形，畫好了和同桌互相說一說畫法。要說出畫的次序哦！師：點名展示學生畫出的不同類別的三角形，說一說畫法，而后課件演示與歸納，包含兩個方面：不管形狀有怎么樣的差異，它們都是三角形;不管畫法如何，最終三條線段都是端點相連。

（三）說一說

師：根據剛才的學習，誰能說一說什么樣的圖形是三角形？要求讓人聽了以后，一定就知道是三角形，而不會是別的圖形。

……

上述小環節中，老師將概念解構，在演示與對話中，引導觀察、思考和表達，親歷三角形概念的形成過程，對概念進行了實物、操作、圖形等多元表征，突破概念中“點、線段、連接”這一關鍵點的理解，使得概念的抽象表達不斷完善，培養了用數學語言進行概括與抽象的能力。

二、 追究概念的深層之因

引導觀察，激發思考，用已有的知識、能力基礎去解釋、闡述新的知識，解決新的問題，是引領學生觸摸和理解概念本質的常用方法。如果老師抓住機會，引導關注探究活動中觀察到的現象，提出有價值的問題，激發認知沖突，展開思考與辨析，將有利于推動學生學習的深入，從而進一步理解概念的內涵。比如，對于“三角形具有穩定性”的教學。

教科書安排的例題中，要求學生用3根小棒圍三角形，用4根小棒圍四邊形，看看各能圍出幾個。（小棒的長度都一樣。）上課時，老師基本是在活動后引導討論，以擺出四邊形形狀的多態性與擺成三角形形狀的唯一性為對照，得出“平行四邊形易變形，三角形具有穩定性”的特性。這樣還不夠，因為學生的經驗無法將此“唯一形狀”與彼“穩定”聯系起來，這是數學語言與生活經驗脫節問題。一般情況下，老師會安排“拉一拉”的教學環節：拉一拉平行四邊形，形狀會變嗎？再拉一拉三角形，形狀會變嗎？然而，拉不動三角形，體現的應該是物理學意義上的“穩固”，不能很好地說明數學方面的特性，老師可以引導深入分析，從數學的角度解決問題。

師：（拉動搭成的平行四邊形教具，使之變形）仔細觀察，平行四邊形的什么變了？什么沒變？生：四條邊的長度不變。角度變了，面積變了，大小變了……師：（拉動搭成的三角形教具）三角形呢？生：邊、角度、面積都不變……師：（把圍成的三角形教具去掉一條邊）只有兩條邊的時候，它們可以隨意轉動。（再搭上第三條邊）這樣呢？生：第三條邊把前兩條邊都固定住了。生：第三條邊撐住了，轉不動了，角度就不變了。師：三條邊長度確定了，三角形的形狀、大小就確定了。師：（引導觀察平行四邊形）怎樣讓它也穩定起來呢？生：去掉一條邊。生：加一條小棒，連接對角。

……

以上過程關注了知識脈絡與學生經驗的連接，從數學的角度解釋了“穩固”的原因，再結合“同樣長度的三根小棒只能圍一個三角形”的經驗，學生對“穩定性”的理解就是有形又有質，對概念的理解由淺顯步入了深刻，進入深度學習的狀態。

三、 搭建概念的關聯網絡

小學數學概念的引入，一般可以分為兩種情況：一是某一個知識模塊中第一次學習的知識，沒有基礎;二是有了相應的已學過的知識與新概念關聯與類比。由于數學學科特點和小學數學教材編排的邏輯性等原因，決定了大多數數學知識的學習都屬于第二種類別。因此，我們要理清知識的關聯、系統與結構，將概念融于關系和學科知識結構中開展教學活動，以便學生順利完成知識的同化和順應。

可以首先考慮縱向聯系。在教學三角形的高時，直線和線段、點到直線的距離、平行線、平行四邊形都是知識基礎，因此，可以這樣設計教學環節：

師：（出示點A和點B）請過AB點作一條直線。（學生操作）師：如果有第三個點C，它可能會在哪？生：可能在直線上，也可能在直線外。師：（出示直線外的一點C）C點到直線的距離是多少？你會畫嗎？（學生操作后，示范畫法）生：過點C往線段AB畫一條垂線，垂線段的長度就是點到直線的距離。師：（課件演示，并把垂足標為O，再用線段分別連接AC、BC，圍成三角形）三角形內的線段CO有什么特點？生：是一條垂直于AB的線段。生：一端在三角形的頂點上，一端在三角形的邊上。……

在一步步的動態引導下，將學生的思維從點、線的關系逐步深入到三角形的面中，從而以已有知識基礎為土壤，讓高的概念茁壯生長。溝通知識間的縱向聯系，就是將學生在不同時間里學習的碎片化分布的知識串聯起來，構建對于概念的整體認知。

還要考慮概念間的橫向聯系。橫向聯系可以小到不同圖形間的類比，也可以大到數、形的對照與互釋，一般就是從不同的角度、用不同的方式對概念的外延與內涵進行闡釋或深化。下面，是一位老師引入高的概念后安排的教學環節。

師：還有哪些學過的圖形有高呢？生：平行四邊形、梯形。師：（用完全一樣的三角形與課件中的圖拼成平行四邊形）什么是平行四邊形的高？生：從一條邊上的任意一點向對邊引一條垂線，點和垂足之間的線段就是平行四邊形的高。師：（課件演示復制一個平行四邊形，然后移動一個頂點位置，變成梯形）什么是梯形的高呢？

……

師：（課件演示將平行四邊形、梯形和三角形并列擺放）這幾種圖形的高有什么相同點和不同點？師：（課件強調各圖形上引出高的點、垂足、兩點之間的線段以及垂足所在的邊，然后去掉各圖形的其他邊，留下點到線段距離的圖形。）現在呢？你認為三種圖形的高和以前學過的哪些知識有關聯？

……

通過不同圖形中高的概念對比，學生理解了高的本質都是“點到線段”間的距離，同時，也為“三角形為什么只有三條高”的說理提供了直觀參照。可以繼續深入。在上述三角形中，出示經過C點并與AB邊平行的虛線，然后逐步移動頂點C的位置，引導想象“頂點C位置變化時，高的位置會怎樣變？”在這個過程中，整體把握，理解高的內外之分，或者借機觀察角度變化與高的位置變化兩者間的關系，鍛煉空間想象能力，滲透“等底等高”的意義，在動態的對比、關聯活動中，豐富對三角形知識的認識。

加強聯系和對比，就是將新的知識與學生已有的知識基礎縱橫聯系起來，將它們一起放進了“大數學”的背景里，讓知識有條理，有脈絡，有線的深度，也有面的廣度。讓學習緊緊跟著思考，提示生長與拓展空間，既增加知識，也鍛煉思維。

四、 感受概念的實踐價值

實踐與應用是架起數學與現實世界聯系的橋梁。通過實踐應用，學生才能把概念作為思維工具，建立情境與數學概念的聯系，在運用數學知識去發現問題和解決問題的過程中，體驗應用之理，感受概念的思想價值和應用價值。王永春老師在他的論著中，將知識分為五類：“事實性知識、概念性知識、方法性知識、價值性知識、元認知知識”，他認為，其中方法性知識、價值性知識更能夠體現學科知識的本質。因此，為了促進概念的有效建構，我們對課內、課外的知識要有較全面的認知，精心設計實踐內容，落實“概念價值”的認知與體驗要求。

掌握了三角形的概念、性質后，可以安排如下實踐活動。

（一）解釋生活現象

分別出示平行四邊形、三角形籬笆，要求說一說哪種圍法更牢固，為什么？出示自行車、籃球架、電線桿等圖形，找一找哪兒有三角形，說一說它們有什么作用。

（二）解決實際問題

畫一畫，添加一條線段讓長方形、正方形、平行四邊形也具有穩定性;試一試，釘一根木條讓椅子不再搖晃。

（三）拓展應用認知

簡要了解三角形相關的數學史知識，觀看牙簽橋的趣味實驗的微課等等。

課本上的知識是前人經過提煉而產生的，屬于間接知識，對學生而言，就是間接經驗。上述活動，在學生的觀察、思考、操作中溝通了三角形與現實世界的聯系，不但有效地促進直接經驗和間接經驗的有機結合，還有效地培養了學生運用數學語言進行思考后的表達、用數學方法構建模型進行解決問題的能力，促進數學建模。

概念知識是客觀存在的，其本質包含了性質、思想、方法、作用、能力轉化等等多個方面，但是，在教材中許多方面都是隱蔽的。課堂上，教師要挖掘隱性因素，補充學習材料，從引導感悟形成之理開始，組織觀察、操作、想象、推理、表達等活動，逐步解決“為什么、是什么、怎么用”的問題，落實“四基”要求，才能真正凸顯概念本質，促進有效建構。