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培养“几何直观”素养 强化学生数学思维

2023-04-06季冬梅

山西教育·教学 2023年2期
关键词:几何直观直尺线段

季冬梅

“几何直观”素养作为小学数学思维重要的组成部分,对学生分析数学问题、构建数学模型、探索数学解题方法和解决生活实际问题等方面发挥着重要作用。在实际教学中,教师要根据具体知识内容,构建直观的教学情境,组织学生练习几何题目,加深学生对几何的了解,从而培养学生的“几何直观”素养,强化学生的数学思维,实现教育教学目标。

一、初识几何,强化“几何直观”了解

在课堂教学过程中,灵活引入学生熟悉的生活元素,创设带有“几何直观”思想的教学情境,不仅能够有效激发学生的数学学习兴趣,消除数学学习恐惧和抵触心理,提升学习效果,而且能够引导学生树立几何直观意识,为未来数学学习奠定良好的思维基础。

例如,在教学苏教版数学二年级上册《厘米与米》一课时,教师可以将“几何情境创设”与“层级问题引导”两种教学方法相结合,在创设生活化教学情境的同时,引导学生了解和建立“几何直观”意识。在学生初步掌握“米”“厘米”“常见长度测量工具”等知识点后,教师可以进行如下教学设计。

师:有一天老师去公园里散步,发现一棵很粗的大树,老师想要测量它有多粗,但手中却没有测量工具,同学们,你们能帮老师想个办法吗?

教师在说道“发现一棵很粗的大树”时,双手先作环抱状,再展开成平直状态稍作停顿。

学生通过观察教师的动作,很自然地能够联想到“双臂”与“直尺”间的联系,从而得出以下答案。

生:用双手抱住大树,记录下手臂重合的位置,回到家后,展开双臂用直尺测量出指尖到重合位置的距离,就知道树有多粗了。

师:你们的方法真棒!在你们的帮助下,老师已经记录下手臂重合的位置了,现在从公园往家走,当老师到家后发现,一共走了561步,你们谁能帮助老师测量出这条路一共有多少米长?

为提升教学情境的真实性和引导性,教师配以相应的肢体动作,即教师双手作环抱状,并缓慢做出迈步前行的动作。此过程要注意,迈步动作应稍加用力,以达到吸引学生注意力的作用。

在教师“迈步”动作的引导下,学生会建立“步幅”与“直尺”间的对应关系,从而得出以下答案。

生:可以用直尺测量出老师一步有多长,再根据走的步数就能够测量出这条路有多少米长了。

师:真棒!通过帮助老师在没有工具的情况下测量出物体的长度,你们有什么样的收获和感悟?

生:测量物体的长度并不一定需要直尺,利用“身体的一部分”或“某个已知长度的物体”也能够达到测量长度的目的。

通过上述教学情境的创设和阶段性问题的引导,教师为学生提供生动和形象的学习情境,学生在情境中思考问题、体验与探索数学知识,这一过程能够让学生产生直观的学习感受,形成相应的“几何直观”意识,为进一步培养学生的“几何直观”素养提供有力保障。

二、加强练习,巩固“几何直观”素养

“线段图”是一种简单、实用的几何图形,在小学数学课堂教学过程中,教师可以引导学生利用线段图将问题简化,清晰地分析出题目中的数量关系,从而找出解题思路,达到深化“几何直观”练习、强化素质培养的教学目标。

例如,在教学苏教版数学四年级下册《相遇问题》一课时,教师可以引导学生基于“几何直观”思想,利用“线段图”将数值关系的文字表现形式转化为图形表现形式,从而直观地发展其中的逻辑关系,快速找到解题思路,以此强化学生“几何直观”素养的培养。针对“北京到郑州的某条公路全长380千米,一辆小汽车从北京出发开往郑州。同一时间,一辆满载货物的大货车从郑州出发驶向北京,两车相向而行,4小时后两车相遇。已知小轿车以每小时68千米的速度匀速行驶,问,大货车平均每小时行驶多少千米?”这一例题,通过文字阅读,学生很难准确找出“380”“4”“68”之间的逻辑关系,不易找到快速解题的思路。此时,教师可以带领学生一同利用“线段图”进行求解。

第一,利用刻度尺在白纸上画出一条8cm长的线段,在线段一端标注“北京”,另一端标注“郑州”;第二,以1cm代表1个小时,从“北京”向“郑州”方向画4个线段,代表小轿车行驶的时间;第三,由题意知小轿车速度为每小时68千米,通过读图,学生可知两车相遇时轿车共行驶272千米;第四,由题可知“北京”与“郑州”相距380千米,结合线段图学生能够计算出,货车行驶的距离为108千米;第五,再次阅读线段图,货车驶过的线段为4段,学生能够通过“108÷4=27”快速得到本题答案。当学生在教师的引导下,利用“线段法”计算出问题答案后,教师可以通过“你还有没有其他的线段图画法”这一问题,对学生“几何直观”思维进行更深入的引导,使学生从多角度探索不同的线段图画法,从而进一步深化“几何直观”训练。

通过以上教学设计可以看出,在授课过程中,引导学生利用“线段图”解决实际问题,能够使学生深刻体会到“几何直观”素养在数学学习和解答问题中的重要作用。此外,在深化学生“几何直观”练习的过程中,教师应逐渐引导学生树立自主培养“几何直观”素养的意识,不断培养学生开展“几何直观”练习的学习观念。

三、注重教材,加强“几何直观”实践

在课程改革背景下,小学数学教学过程更加重视学生球棍、纸板、模型等传统学习工具的使用,但是这些简易数学学具难以满足“几何直观”素养的培养需求,这就需要现阶段的小学数学教师在深入挖掘教材资源的基础上,引导学生寻找和建立教材内容与日常生活的联系,从而使学生深刻体会到由形象思维向抽象思维进行转变的过程,进而增强数学学习体验及综合数学思维能力。

例如,在教学苏教版数学六年级上册《长方体和正方体》一课时,在解答“3个边长为10的正方体垂直叠放在一起,露出的面积为多少?”这道题时,教师就可以直接利用讲桌上的粉笔盒进行授课。首先,教师将三个粉笔盒叠放在一起,将立面面向学生问道:“所视图形面积是多少?与之相同的图形有几个?”然后,教师将最顶上的粉笔盒拿起,将顶面朝向学生问道:“这是什么图形?面积是多少?在组合体中,能看到的正方形有几个?”最后,教师作以下引导:“通过刚才的观察,我们知道一个长方体由几个面构成?哪几个面的面积是相同的?由此可知,例题的答案是多少?”通过上述过程,学生能够清楚地掌握相关数学知识,并快速利用“4×300+2×100”计算出例题答案。

通过在课堂教学中运用生活物品进行教学,一方面能够加深学生“几何直观”时刻存在于日常生活中的思想意识,另一方面,能够提升学生对“几何直观”的实践能力,在遵从教材内容的基础上,形成灵活利用生活几何元素进行解题的数学能力,促进数学综合素养的全面发展。

综上所述,在课程改革背景下,小学数学教师可以通过创设教学情境的方式,引导学生接触几何,强化对“几何直观”的理解,通过线段图教学,带领学生深化“几何直观”的练习,培养学生自主进行“几何直观”培养的学习意识,通过引入日常生活元素,加强“几何直观”实践,提升学生“几何直观”的实际应用能力,从而全面实现培养学生综合数学素养的教育目标。

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