孫偉玲
(松和小學 廣東·深圳 518110)
幾何圖形概念主要涉及現實世界中的物體、幾何體、平面圖形的形狀、大小、位置關系及變換,是小學數學學習的重中之重。然而筆者發現,目前在小學幾何圖形概念教學中,普遍存在以下亟待解決的問題:第一,淡化概念的形成過程,只能死記硬背法則、定義。第二,羽化概念的區別聯系,導致概念孤立分散、不成系統,未能形成良好的認知結構。第三,弱化概念的靈活應用,不能舉一反三、有效解決現實問題。
針對以上現狀,筆者認為學生對幾何圖形概念的認知,應以過程為突破口,以操作為支撐點,內化和壓縮所獲取的信息,最終使概念達到實體化、結構化、整體化。
法國著名數學教育家G.紹蓋認為:“一堆沒有親身體驗或視覺形象所支持的概念、定義不能開發智力,只能關閉思路。”因此,形成概念的首要條件是使學生獲得十分豐富的合于實際的感覺材料。
案例1:手起刀落,切出概念。
五年級下冊《長方體的認識》上課伊始,教師為每組學生準備了蘿卜和刀子,讓學生動手切長方體。先將蘿卜切成兩半,取其中的一半,用于摸一摸切開的面——體會面;然后沿著和這個面垂直的方向再切一刀,切出兩個面,用手摸一摸兩個相交的邊——這就是棱;最后沿著和第一、二刀垂直的方向再切一刀,切出了三條棱,用手摸一摸三條棱相交的點——這就是頂點……最終切出整個長方體。
本課例中教師通過多種方面刺激學生的手、腦、眼、耳等多種感官,讓學生接受到生動豐滿的幾何圖形概念。學生在切一切、看一看、摸一摸、數一數等活動操作后,不僅逐漸發現了長方體“面”的特征(面的形狀、大小、數量),棱的特征(數量長短)和頂點的特征(數量),更是深入理解面、棱、頂點之間的區別和聯系。由此可見,只有在數學探究時關注學生的研究體驗,才能使得幾何圖形概念教學的生活味和數學味相得益彰,經驗性與演繹性各得其所,同時使得概念的理解和空間概念的建立水到渠成。
我們不僅要關注數學知識內容和知識結構的生成,更要重視數學思想方法發生和凸顯的過程。因此在教學方式上,不能只停留在以“告訴”為主,讓學生“占有”新概念,將學生置于被動接受的地位。我們可以為學生創設一些問題情境,讓他們也像數學家那樣去“想數學”,經歷一遍再發現、再創新的過程,使之經歷觀察、分析、類比、猜想、歸納、概括、推演等思維活動,體驗幾何圖形概念的建立過程,從而領悟數學思想,掌握數學方法,培養數學能力。
案例2:以舊引新,轉化問題。
一般老師在教學《三角形內角和》一課總會通過剪一剪,折一折、拼一拼、量一量等方法進行探究。然而,在一次全區的研討課上,有位教師卻別出心裁,用創新的方法,解決了傳統教學方法中致命的弱點——誤差問題。
在學生通過展示、匯報、質疑、辨析,探究得出“直角三角形的內角和等于180°”后,老師指著板書微笑著說:“通過剪拼、折拼、度量用三種方法,我們已經知道了直角三角形的內角和等于180°,但是”她突然話鋒一轉,提了一個發人深思的問題:“這三種都存在誤差,你有沒有其他更科學的驗證方法來探究出銳角三角形、鈍角三角形的內角和?”
一石激起千層浪,同學們和聽課老師面面相覷,鴉雀無聲。上課老師微笑著指了指剛剛的板書說:“想一想,我們能否利用直角三角形來推導銳角三角形、鈍角三角形的內角和?小組討論一下。”學生開始竊竊私語。
過了一會,有學生開始喊道:“畫輔助線!”老師不解地問:“為什么要畫輔助線呢?”孩子得意地說:“因為畫輔助線可以把其他的兩種三角形都變成直角三角形。”在老師的鼓勵下,孩子走上了講臺,做了板演,為了方便研究,他還給各個角做了標記。全班的同學目不轉睛地盯著圖,慢慢地,仿佛頓悟了,有的孩子已經開始在草稿紙上嘗試新的方法……

老師請了一個小組來做匯報,孩子說:“因為,直角三角形的內角和等于 180°,所以兩個直角三角形的內角和加起來180°+180°=360°,而里面有兩個直角,所以∠1+∠2+∠3+∠4=360°-(90°+ 90°)= 180°,也就是說,銳角三角形的內角和等于180°,用同樣的方法,我們也能得出鈍角三角形的內角和也等于 180°。”
蘇霍姆林斯基說:“在人的心靈深處,都有一種根深蒂固的需要,希望自己是一個發現者、研究者、探索者。”案例中簡簡單單的一個問題“還有沒有其他更科學的驗證方法?”引發了一場“轉化”的思想風暴。
教師充分利用了直角三角形這個好材料,用添加一條輔助線的方法,將銳角三角形搖身一變,變成兩個直角三角形,再通過推導,得出結論:銳角三角形內角和等于180°。以上操作推理涵蓋了所有銳角三角形和鈍角三角形,因此,由這種“無誤差”的創新方法得出“三角形內角和等于180°”的結論也就更具有說服力。這樣的探究,讓學生從數學的角度分析問題、解決問題,體驗了知識發生、發展的過程,把三角形內角和的內涵和底蘊揭示得淋漓盡致。
美國心理學家奧蘇貝爾曾在概念學習理論中提出:概念學習是在已有認知結構的基礎上進行的,新概念的建立主要依賴于認知結構中原有的適當概念,只有通過新舊概念之間發生聯結,有意義學習才能完成。
針對數學教材中的幾何概念分階段陸續出現、數量較多、容易混淆等特性,只有區別比較出看似相同的知識,溝通聯系看似不同的知識,才能提高概念的清晰度與區分度,構建知識網絡,鞏固空間觀念。
案例3:尋找連結點,退而結網。
在六年級上冊“圓”的單元復習中,教師先通過系統梳理,呈現這個單元學習過的主要知識,然后放手讓學生通過畫圖或列表等方式進行自主整理、形成思維導圖。下面是一位學生的精彩之作(見圖2):

圖2
學生以圓為中心點,以概念為主線,通過聯系和比較,深刻地揭示了圓、半圓、圓環三者面積、周長之間的本質特征與內在聯系,在腦海中逐步構建起完整的空間知識網絡。
美國著名教育家布魯納曾說過:“學生獲得的知識如果沒有完整的結構把它聯系起來,那是一種多半會被遺忘的知識。”
事實證明,只有將孤立的、片面的知識點變成知識長鏈中的一環,才不會容易遺忘和失散。因此,學生在學習了一定數量的概念后,應當將學過的概念進行歸類整理,理清概念間的縱向與橫向的聯系,尋找概念之間的“連結點”,將縱多分散的知識點縱穿成線,橫連成片,縱橫結網,形成體系,更好地鞏固和深化概念,檢索、提取和運用知識,發展數學能力。
數學概念是數學知識的“細胞”,是學生認知的基礎和進行數學思維的核心。而幾何圖形概念作為小學幾何圖形教學的基礎,是學好一切幾何圖形知識和方法的奠基石。
教師只有貼近學生的思維起點,緊扣幾何圖形概念的本質,運用各種有效的教學策略,幫助學生在觀察、探索、體驗、實踐中深入剖析、充分理解、靈活掌握,才能收到事半功倍的教學效果。