文|董文歆
學生創新思維能力的發展,離不開對學生想象力的培養,而在學生想象力的培養中,空間想象能力的培養尤為重要,它是小學階段教學的難點。筆者認為在空間與圖形的教學內容中,利用圖形的直觀性,便于學生理解掌握知識,通過圖形的動態表現建立表象,進行適度的推理、想象,有利于發展學生的空間觀念的同時,增強學生的想象力。下面以蘇教版五年級上冊“多邊形面積”單元中,平移在多邊形中的多種用途為例,談談想象力培養在圖形教學中的一些實踐。
在四年級學生學習過圖形的平移知識,在五年級運用這部分知識理解多邊形面積公式的推導過程,以及組合圖形的面積計算。在教學中,教師一般都會利用教具和學具,讓學生實際操作或演示平移變化的過程,學生直觀感受,易于理解掌握,但止于此,只能留給學生一個靜態的表象認識,缺乏想象推理,不利于較好的發展學生的空間想象能力。筆者在這節課的開始,借助學生已有圖形平移的表象,先讓學生看圖想象,再動畫演示,讓學生在想象中建立正確的空間觀念,使想象不斷豐富。
提問:本學期我們在第二單元學習了多邊形的面積,請大家回憶一下,組合圖形的面積計算我們一般采用哪些方法呢?(學生嘗試回答:分、補、移)
1.初步嘗試,直觀想象。
師:(PPT 出示圖1)一塊長方形菜地被一條道路分割成兩部分,種菜部分的面積是多少平方米?
師:哪種方法解決比較快呢?大家用手勢比劃一下。
2.變化探索,豐富想象。
師:(PPT 出示圖3)如果小路像這樣還能平移嗎?想象一下平移后的圖形,與你想的一樣嗎?(PPT 動態演示平移過程)平移后小路都跑哪兒去了呢?

圖3
3.深入探究,拓展想象。
師:如果這塊長方形的菜地被兩條道路分割為四部分(PPT出示圖4)。你還會用平移的方法求種菜部分面積嗎?該如何平移?平移后的圖形會是怎么樣的呢?

圖4

小結:現實生活中菜地是不好平移的,但同學們通過比劃、想象將多邊形中的幾部分圖形平移到一起,拼成基本圖形,化繁為簡,化零為整,計算出面積。
通過三次圖形的變化,三次想象,讓學生經歷從比劃到觀察,再到想象的過程,有梯度地加深問題難度,拓展想象空間,能較好地培養學生的空間想象力。尤其是第三個問題的出現,學生通過想象得出的想象結果有較大的不同,當引發學生的想象與認知相沖突時,學生學習的積極性充分被調動、同時提升了學習的專注力,使課堂煥發生機。
在平面幾何教學中,學生將“面”與“線”的概念放在同一種問題情境中,容易發生混淆。在學生的認知中“面”的變化是明顯的,容易掌握的,讓學生感悟“線”的移動也是容易掌握的,但因“線”的移動引起“面”的改變,對學生來說仍是學習難點。一是學生的觀察角度增加了,二是兩個概念的內涵同時辨析,思維難度也增加了,因此教師盲目地開展知識講解弊大于利。“線”與“面”的關聯應重在識圖,必須建立在直觀感知的基礎上理解。教學中動態的演示以及“長度”與“面積”區域的凸現,顯得尤為重要,先讓學生通過直觀觀察,建立概念間的聯系,為想象“鋪路搭橋”,只有達到舉一反三的效果時,才能讓想象不斷生長。
1.回顧舊知,激活經驗。
師:請大家回憶一下在我們以前所學習的課本知識中,有沒有借助平移線段來解決問題的呢?
生:比長短。
生:求不規則圖形的周長等。

圖5
2.借助經驗,解決問題。
師:也有許多因平移線段引發的實際問題。如:王大叔利用一面墻,用籬笆圍成了一個養雞圈(PPT出示圖6)一個月后王大叔為了擴大小雞的活動范圍,平移了一邊8米長的籬笆,養雞圈的面積增加了40 平方米。王大叔是怎么平移籬笆的呢?還可以怎樣平移呢?

圖6
生:斜著平移(出示圖7)。

圖7
師:這時的5 米做了圖形的什么?在這種方法的啟發下,發揮你的想象力,你還有不同的平移方法嗎?
生:向斜上方平移。(出示圖8)

圖8
師:你能發現這一組圖有什么共同點嗎?
生:同底等高。不管哪種平移線段的方法,都增加了40 平方米,改變了雞圈的面積的大小。
師:需要多長的籬笆呢?再準備8 米夠嗎?
生:盡管面積一樣,但周長不一樣,至少增加10 米。
通過回憶舊知,喚醒學生已有的平移線段的經驗,解決生活中的實際問題,從多種方法的比較中找共同之處,回歸數學的本質。同時建立起線段的平移與面積變化的關聯,從中觀察比較得出周長與面積的變化規律,在變與不變中,領悟概念的內涵,探尋找規律的方法。
動點問題一直是平面幾何中的一個重要問題,也是教學中的難點,因考查學生的運動變化的思想與方法的運用,問題解決起來比較抽象,難度比較偏大。尤其在小學階段,提及到此類知識,更要把握好度,如果學生能夠對一些常見的動點形成的圖形,有所觀察、思考和分析的話,那么問題的解決會變得具體、形象、高效,思考方法會變得生動,能較好地培養學生的數學思維能力,加之適度想象,感受圖形中一般到特殊,特殊到一般的變化規律,能讓知識串聯起來,揭示知識的本質,挖掘概念的內涵,在統整知識的同時,架構知識體系。
師:剛剛我們體會到圖形的平移、線段的平移帶來的不一樣感受,也就是有了面和線的平移,你覺得還會有什么的平移呢?
1.動態演示,建立表象。
師:在古老的時代,人們對梯形情有獨鐘,為什么呢?我們就結合點的平移一起來研究。
師:(PPT 播放視頻)你發現哪個點在做平移運動?

師:請大家也用手勢跟著比劃一下,梯形右上角這個頂點的平移,同時觀察圖形的變化。
2.自主學習,探索規律。
師:請大家根據圖形的變化完成《學習單》上的第一部分。

生:三角形的面積用梯形的公式可以寫成:(0+a)×h÷2=a×h÷2(板書:S三角形——S梯形)
師:如果我們將數據去掉,用字母來表示,你又能發現什么呢?請大家完成《學習單》第二部分。

師:你現在知道為什么古時候人們對梯形情有獨鐘了吧?
生:梯形的面積公式包含三角形、平行四邊形。
師:點的移動讓我們將幾個圖形的面積公式進行了統整。
3.拓展練習,提升思維。
師:能用這個統整的公式,解決下面這個問題嗎?
師:(PPT 出示圖9)下面五個圖形的面積相等,另外四個圖形的底是多少?

圖9
師:如果老師將其中的三個梯形拖下來排個序,你能發現其中規律嗎?
生:從左向右看上底逐漸變大,下底逐漸變小。。
師:圖形像這樣的不斷變化,你能想到是圖形上的哪些點向哪些方向平移的嗎?
生:左上角的頂點向右平移,左下角的頂點向左平移。
師:在我們的學習、生活中平移的確用得廣、用得巧、用得妙,還有用得神奇的地方。(PPT 播放大陸漂移學說的視頻)
從課本知識到生活實際,從一維、二維再到三維的宇宙空間,多維度拓展學生視野,充分感受平移的神奇,激發學數學的興趣。從動態的觀察到靜態的想象,學生的想象力能得到較好的訓練,自主探究的學習方式,讓學生真正地成為學習的主人,從“扶”到“放”,發揮.教師的引領作用,讓學生的學習真實發生。拓展練習中連續的追問,進一步將學生的思考引向深入,同時不知不覺中幫助學生架構知識體系。讓知識生根,讓想象落地。