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浅议概念学习在数学活动中的落实

2018-02-26朱琳赵华

新课程研究·上旬 2018年12期
关键词:概念学习数学活动

朱琳 赵华

摘 要:概念学习需要通过具体的、直接的感性材料进行观察、感知、操作等活动,帮助学生理解概念的丰富内涵。文章以《认识三角形》一课为例,从多维度、多因素进行思考和设计活动,将奇趣、思考、自主放入到活动中,让学生由朴素的、零碎的直观经验构建清晰、良好的认知结构,在学习概念的过程中增长知识,提升能力。

关键词:数学活动;概念学习;认识三角形

作者简介:朱琳、趙华,江苏省扬州市育才小学东区校教师。(江苏 扬州 225000)

中图分类号:G623.5 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2018)34-0024-04

史宁中教授指出,数学要成为科学,第一个不可逾越的难关就是如何理解概念。同时,对几何学所需要的数学概念的抽象比代数学更为困难,越是直观的事物,或是与我们的日常生活联系密切的事物越难抽象。《认识三角形》是小学阶段“图形与几何”领域中十分重要的概念,围绕如何帮助学生在数学活动中理解这一概念,我们展开了实践与思考。

【教材分析】三角形的认识安排在“苏教版”教材四年级下册,例题1引导学生抽象出什么样的图形是三角形,例题2是通过人字梁中的特殊线段认识三角形的高。人字梁是认识“高”很好的模型,但在学生生活中并不常见,我们思考是否可以找一个合适的原型替换掉人字梁,但需同样发挥对“高”的理解价值。

【学情调研】全年级12个班,抽取其中两个班级对学情进行了测试和分析。

前测问题设计及分析(测试人数:86人,地点:三班、六班教室)

观察表1,我们发现,对于三角形学生已有感性认识,并能通过直观经验来辨别图形,但并未从图形的特征分析原因。如问题1中,长方形不是三角形的原因说明中约有85%的学生的理由是因为这是一个长方形,只有15%的学生理由是因为这个长方形有4个角。这节课,该如何通过活动将学生的直观经验变为理性思维,同时发挥“三角形”这一概念教学的育人价值呢?

活动一:画三角形

师:这些图形认识吗?(从多个三角形形状的物体中抽象出三角形)它们大小不同,形状也不同,但大家都认为它们是三角形,这些不一样的背后有什么一样的呢?

生:有3条边、3个角和3个顶点。

师:显而易见,三角形有3个角,3个顶点,3条边。想一想,你能画一个三角形吗?

(学生都能画出一个三角形,而且速度很快)

画法1:先画一条边,再画另一边,最后连起来。

画法2:先点3个点,再将这3个点连起来。

画法3:利用三角尺画的。

师:过3个点能画一个三角形吗,为什么?

生(大多数认为可以,少部分举手):如果点在一条线上就不能画出来了,要分开来。

师:请你画一画。点3个点,画出一个三角形,再点3个点,画不出一个三角形。

(展示学生的作品)

师:当3个点不在一条直线上时,我们才可以画出一个三角形。

思考:画出一个三角形,说一说三角形有怎样的特征。这些对学生来说都很简单,但这样的经验是零碎的,需要通过观察、比较、操作唤醒他们已有经验,并将不同三角形的共性凸显出来。画一画中,学生的画法不同源自对三角形有不同的认知,通过3个点画三角形则是让学生进一步清晰点的位置对图形的影响。学生在已有经验基础上,经历经验的提升,知识的反思过程,逐步抽象三角形的本质属性,感受知识中隐蔽的关系。

活动二:说三角形

师:通过我们画三角形的过程,你觉得怎样的图形是三角形呢?

(学生交流,当不完整时其他学生举出反例说明描述不准确)

生1:我画出了3个角的图形,但它没有围起来,它不是三角形。

生2:我画的图形有3个角,也围起来了,但它不是三角形,因为三角形必须有3条线段围起来。

生3:我画的虽然有3个顶点、3个角,并且由3条线段围起来,但它同样不是三角形,因为没有首尾相接。

生4:有3个顶点、3个角、3条线段,并且能首尾连接在一起,这样的图形就是三角形。

(学生讨论后确定三条线段首尾相接围成的图形是三角形)

师:在描述一个图形时,可以有不一样的角度,但都需要找到最关键的部分,用既准确又简洁的方式,让大家一看就明白。老师还有一个疑惑,一条线段有2个端点,3条线段应该就有6个端点,可为什么三角形只有3个顶点呢?

生:因为3条线段要首尾相接,其中3个端点重合了,所以三角形只有3个顶点。

师:3条线段首尾相接围成的图形叫作三角形。正是因为3条线段首尾相接,三角形才一定会有3条边、3个角和3个顶点。

思考:在辨别图形、画图形的活动中学生有怎样的感性经验,就会从那个角度来表达。鼓励学生从不同角度去表达,并在比较中化繁为简,让他们看到数学概念的准确与简洁,感受到数学的严谨。学生在描述三角形时,最常犯的错误是忽视命名中概念出现的顺序,如“边”是出现在三角形命名之后,确定了这个图形是三角形,我们将三条线段命名为边,而学生习惯用边给三角形定义。这样的错误只能在引导中让学生关注线段的存在,有了线段的首尾相接才会有边,在对概念表达的锤炼中感悟本质属性,训练思维。

活动三:认识三角形的高

师:小老鼠杰瑞找到了一块饼干,带回家分享,它想把这块饼干完整地推回洞里,怎样确定它能否推进去呢?

(学生讨论,确定先量洞口的高度是8cm,再用工具量最高处到最低处,从顶点到下面这条边的距离。教师指出,顶点到这条对边的距离,也就是这块饼干现在的高度。饼干的高度是10厘米,确定不可以推进去)

师:(从饼干上抽离出三角形研究)画下来,量一量,在这个三角形中,我们量的是一条怎样的线段?

生1:这是从一个顶点画下来的垂直线段。

师:是的。它是从三角形的一个顶点到对边的垂直线段,在三角形中叫作三角形的高,这条对边是三角形的底。

师:饼干太高了,推不进去,怎么办呢?

生2:可以将饼干转一下,试试看。

师:量哪里呢?

生2:还是量顶点到这条边的距离,也就是现在的高度。

师:它与这条边有什么关系?

生3:它们互相垂直。(课件用三角板量出高度是9厘米,还是不能通过)

师:你们觉得还有希望吗?

生3:还可以将饼干转一下再推。(课件显示饼干转动)

师:高度变了吗?该怎么量出高度呢?

生3:还是量出从顶点到对边的距离。(课件显示测量高度过程,是7.4厘米,低于8厘米,终于通过)

师:小老鼠顺利地解决了问题,留下了一组图形,仔细观察,你有什么发现?

生4:三角形有三条高。

生5:每条边都可以作为底,每条底边和高是对应的。

师:继续观察(课件显示三个三角形重叠)你发现了什么?

(学生惊奇地发现,一个三角形里的三条高还相交于一点)

思考:三角形的高是认识的难点。高有两个不同层面的含义,一指的是一条线段,二指的是高线的度量值。借助“小老鼠推饼干”的故事情境,依据学生对“高度”的已有经验理解高线的特点,再从饼干上抽象出高线,清晰高是一条怎样的线段。饼干的幾次转动,让学生逐渐清晰三角形不同的摆放位置高也会变化。在饼干位置的变化中,学生还能发现底和高的对应关系,意识到三角形的三条边都可以作为底,每条底都有对应的高。情境的创设,激发了学生探索的兴趣。

活动四:画三角形的高

师:我们认识了三角形的高,你能画出下面三角形底边上的高吗?

(学生独立画。发现有学生在画第三个三角形的高时有困难,有的画了斜边上的高,有的画的不是高,有的在迟疑)

师:老师发现有同学遇到困难了,谁来说说?

生1:这是一个直角三角形,我发现画这里的高时,它与三角形的边重合了,不知道怎么办了。(其他学生也认同他的困惑)

师:想一下,三角形的高是怎样的线段?如果与边重合,说明三角形的直角边就是这条底边上的高,我们标明就可以了。(学生释然)

思考:画高,实质是画过直线外一点的垂直线段,只是这点是三角形的顶点罢了,练习时需关注特殊三角形高的画法。由于数学的严谨与规定,画直角三角形的高放在练习中处理,可以让学生从一般中感受到特殊,在问题解决中进一步理解高的含义。

活动五:再画三角形

师:研究了三角形和它的高,我们再来画三角形。不过老师的要求是这样的:请画出底为5厘米,高为3厘米的三角形。同桌两人一人先画,另一人后画,你们能画出不一样的三角形吗?

(学生讨论,画三角形。展示学生作品)

师:确定一下,他们画的都对吗?(学生认为都对)比较这些三角形,你们有什么发现?

生1:它们的形状不一样。

生2:只要距离底边3格,那个点的位置有很多。

生3:另一个点可以在上面,还可以在下面。

生4:另一个点画斜过去,高也就跑外面出了。

师:同学们有很多的发现,三角形的底相同,高也相同,但呈现的形式却是丰富多样的,里面还有秘密呢,课后你们可以继续研究。

思考:只固定底边,让学生再画三角形,既可以对底和高的对应关系有进一步的理解,也可以让学生有自由的探索空间,保持开放的学习状态。画后再比较作品,让学生看到底为5厘米,高为3厘米的三角形是丰富多样的,激活学生的思维,让他们感受到图形的神奇,底和高不变,形状竟然可以变,为后续学习积累了经验和兴趣。

【教后思考】按照教育心理学的学习原理,概念学习一般有概念形成、概念同化两种基本方式,它们都需要具体的、直接的感性材料进行观察、感知、操作等活动,帮助学生理解概念的丰富内涵。在数学活动中进行概念的教学,我们要从多维度、多因素进行思考和设计。

1. 把“奇趣”放入活动中。由于概念形成的过程需要学生自觉地从一些生动、具体的实例或操作活动中归纳、概括出概念的特征,因而设计时要充分了解学生的认知水平和心理发展特点,选择刺激强度适当、新颖有趣的情境或事例吸引学生兴趣,激发学生主动观察、操作、归纳,展开积极思考。另外,要深入理解概念的形成过程和本质属性,将新奇、趣味放到活动中,让活动能吸引学生。如“小老鼠推饼干”的故事情境,尽管生活中没有这样的原型,但猫和老鼠的动画人物深受学生欢迎;将三个三角形叠放在一起,学生看到三条高竟然相交于一点,让他们产生了惊奇之心,从而让课堂有了生机。

2. 把“思维”放入活动中。数学活动不仅有外部的具体行为操作,还有内部的抽象思维活动,并且以内部的积极思维活动为主要行为。概念教学中,要通过问题设计把“思维”放入到活动,把概念的生成过程转化为一系列带有探究性的问题,把形式化的材料转化为可探究的问题。如在抽象三角形的本质属性时,学生需思考“为什么画的不是三角形”“什么样的图形是三角形”“为什么三角形由3条线段围成,却只有3个顶点”;在研究高时,学生需思考“小老鼠的饼干为什么推不进去,可以怎么做?”这些问题引导学生在思考中逐渐接近概念的本质。

3. 把“自主”放入活动中。概念形成的过程需要学生亲历概念产生的过程,了解概念产生的背景、条件,感悟本质的特征。活动中应给学生自主探索的空间,避免学生无体验、无经历,要精心设计学生的自主活动,目标清晰,给学生充裕的探索时间,增加体验的丰富性。如在描述“_____的图形是三角形”时,放足时间让学生思考、交流,体验数学表达的严谨与简洁,感悟三角形的本质特征;在“再画三角形”的活动中,鼓励学生寻求不一样,激发学生的创造意识,感悟高的特征以及图形间的联系。

总之,在数学活动中进行概念教学,应充分调动学生的已有经验,引导学生独立自主地开展探究活动,由朴素的、零碎的直观经验构建清晰、良好的认知结构,让学生在学习概念的过程中增长知识,提升能力,逐步形成用数学思维思考、解决问题的意识。

参考文献:

[1] 涂荣豹.新编数学教学论[M].上海:华东师范大学出版社,2006.

责任编辑 黄 晶

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