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基于“图形与几何”领域的小学数学深度学习教学策略探究

2023-06-21朱明

教育界·A 2023年14期
关键词:空间观念图形与几何深度学习

【摘要】素养教育时代的小学数学课堂,亟须深度教学与深度学习。文章以“图形与几何”领域的教学为例,从五大方面提出了小学数学深度学习的基本策略,以期为学生打开数学思维之门,引领学生开启深度学习之旅。

【关键词】深度学习;小学数学;图形与几何;空间观念

作者简介:朱明(1976—),男,江苏省扬州市邗江区扬州大学教科院附属杨庙小学。

深度学习是由美国学者Ference Marton和Roger Saljo于二十世纪七十年代提出的学习层次理论,它是基于高阶思维支持下的一种理解性学习活动,主要表现为迁移应用、批判思考、知识建构和数学思维模型建立等。从中可以看出,基于深度学习视角来开展图形与几何教学,无疑是理性的教学选择,是教学智慧的彰显。教师要创设有利于学生自主探究与合作学习的情境,让学生的学习能力得到发展,让小学数学图形与几何教学的质量不断攀升。

一、操作体验,进行深度学习感知

学生是学习的主人,教师应创设学习探究情境,鼓励学生亲自操作实践,让他们在动手中深化感知,在动脑中抽象思考,在多重合力中实现深度学习。

(一)创设情境,引发学习探究

以梯形面积计算公式的探究为例,教学之初,教师先让学生计算长方形和平行四边形等图形的面积。学生能够运用学过的图形面积计算公式将其计算出来。随后,教师给出了一组梯形,引导学生计算梯形的面积。

此时,一部分学生会沿用经验,用方格纸覆盖梯形,通过数数得出梯形的面积;还有一部分学生进行猜想,用梯形的上底乘以高,或是腰乘以高;一部分学生则不知道如何计算,显出一副茫然的样子。面对学生的表现,教师鼓励他们通过小组合作,发挥集体的聪明才智,大胆猜想,在思维碰撞中找到灵感,探究梯形的面积计算公式。

(二)操作体验,助力深度学习

教师引导学生动手实践,鼓励学生采取多样化的实践活动来验证猜想。经过探索实践,学生找到了计算梯形面积的方法。

第一个方法,学生先用两个完全一样的梯形拼成一个平行四边形,则平行四边形的底是梯形上下底之和,高是梯形的高,这样就能顺利地求出梯形的面积。

第二个方法,学生把梯形剪成两个三角形,一个三角形的面积是上底×高÷2,一个三角形的面积是下底×高÷2,再经过计算推导,便可得出梯形的面积计算公式。

第三个方法,学生把梯形剪成一个平行四边形和一个三角形,也顺利地推导出了梯形的面积计算公式。

动手实践使学生的学习视角不断拓宽,让学生的综合思考能力得到增强,使学生的探究学习更有深度。这种猜想、操作、验证、学习的过程也会被学生不断内化为经验,成为有效的数学思维模型。可见,创设实践性的学习情境,能让学生真正参与到知识探究学习之中,有助于让他们在动手、动脑中实现学习突破,助力数学素养的积淀。

二、信息技术,助力积累学习经验

深度学习不是依靠题海战术实现的,而是基于学习探究发生的。教师可以引入信息技术,将抽象的几何图形学习直观化、形象化,帮助学生初步建立对几何图形的认知,发展学生的直观想象能力。

(一)引入信息技术,解析教学内容

小学生的思维以形象思维为主,这是他们的主要认知特点,教师要抓住这一特点,想方设法地让抽象的概念以直观的方式输出,丰富学生的感知,为学生抽象思维的发展铺路搭桥。小学数学教材中的内容以文字和符号居多,而且都是以静态呈现的,教师若只是让学生看着静态的图文去想象,去理解,这对于抽象思维能力尚弱的小学生来说,存在一定的困难。

信息技術时代的优势在于,信息资源丰富,获取方便。信息技术还能够使数学知识化静为动,刺激学生的多重感官。因此,教师可以在图形与几何教学中引入信息技术,解析教学内容,助力学生增强空间观念,理解相关概念。

以“角的初步认识”的教学为例,教师在教学时没有先组织学生学习教材,而是在多媒体设备上展示电子教材,出示了一块三角形蛋糕,引导学生寻找三角形蛋糕的角,然后再通过信息技术动态演示从蛋糕上抽象出图形角的画面,以帮助学生更直观、更具体地感知角的存在。在信息技术的支持下将生活中的实物角抽象化,有助于发展小学生的抽象思维,提高其空间想象力。

(二)用好信息技术,建立整体认知

利用信息技术展示生活中的实物,如斜拉索大桥的角、钟面上指针形成的角,还有红领巾的角等,能够帮助学生加深对角的认识。教师还可以让学生在白板上作画,引导学生将生活中常见的角描画出来,通过描画角,加速学生对角的认知建构。

在白板上描绘,学生能够清晰认识到角的顶点、角的分类等。通过看一看、描一描、说一说等活动,学生对角的认知会变得更为丰满,能够详细了解角的基本特征,感悟到角的整体表象。

三、以图促思,向思维深水区漫游

小学生的思维是具体的、形象的,这一特点直接关乎学生对几何图形概念的理解。为使学生的思维由形象向抽象转变,教师就需要渗透数形结合思想,借助图形的直观特点,以图促思,引领学生向思维深水区漫溯,帮助学生认识几何图形,理解几何图形的本质。

(一)物图结合丰富感知

发展学生的想象力,培养学生的空间观念一直都是小学图形与几何教学的重要使命,是数学核心素养的培养要求之一。以“认识轴对称图形”的教学为例,尽管生活中轴对称图形比比皆是,但学生却很难从日常生活中发现轴对称图形的存在。这就需要教师对教学活动进行深入思考,从学生的视角出发,设计物图结合的教学活动。

教师可以先引导学生找一找身边的轴对称物体,如蝴蝶、枫叶等,形成对轴对称图形的初步感知。在观察了身边的轴对称实物之后,教师可以给学生展示轴对称图形的照片,引导学生观察、比较、分类,让学生将对图形的感知与生活中的实物进行比对,进而逐步抽象出轴对称图形的概念。

(二)图形绘制助力思考

在上述学习的基础上,教师还可以采取画图的策略,借助图形绘制助力学生实现深度思考,使学生对轴对称图形的特征有更深刻的理解。教师可以先画出一些简单的轴对称图形的一半,再让学生画出图形的另一半。

随后,教师要继续引导学生找出各个图形分别有几条对称轴,并绘制出图形的对称轴。接下来,组织学生交流,讨论各自找到了几条对称轴,它们都在图形的哪些位置。通过绘制轴对称图形的另一半以及对称轴,学生对“折痕”“完全重合”等概念有了更深入的认知。

从中能够看出,教师将抽象的几何图形学习与直观的实物教学结合起来,引导学生在看图与画图的过程中对比与思考,有助于学生发展空间想象力和数学抽象思维,让整个学习活动更有深度,更富活力。

四、营造氛围,助推深度想象发生

在小学几何与图形教学中,教师要结合学生的生活实际,精准把握教学内容,营造良好的教学氛围,搭建广阔的学习平台,促使学生仔细观察,深入分析思考,鼓励学生展开学习、猜想、探究和验证,并在讨论、质疑中更好地领悟数学知识的本质。

首先,构建自由对话,引发猜想。以“圆的面积计算公式推导”的教学为例,教师要创设自由对话的学习情境,让学生在对话中实现思维的碰撞,生发出新的思考或新的猜想,为开展深度学习奠定基础。

教师可以设计如下教学环节:一是引导学生观察自己准备好的圆形纸片,解读这个圆的信息,如半径、周长等;二是鼓励学生猜想,估一估、猜一猜圆的面积,教师要给予学生充足的探究时间,努力让每一个学生都能形成独立的、个性化的思考;三是引导反馈,让学生分享自己的猜想和思考,从而在思维碰撞中引发新的思考。

其次,展开学习互动,促进想象。在上述教学的基础上,教师还应重视引导学生开展必要的学习验证,用实践证明猜想的正确性,或是实验、方法的可行性等。

比如,有学生提出用剪拼的方法,将圆形纸片剪成小块,拼接成学习过的几何图形,再推导圆的面积计算公式。但是这一方法面临的问题在于剪出来的图形难以拼出完美的圆形,达成无间隙拼接的效果,这样会导致面积计算存在较大误差。

经过思考和探讨,学生将圆形纸片剪成若干个小扇形,再拼成其他图形。这一操作远比先前操作的效果要好得多,因为这一操作使拼接成的图形几乎是没有间隙的,所以拼成的图形面积就是圆的面积。

五、渗透思想,获得深度学习感悟

俗话说,没有思想的人生,就像没有舵的船。數学思想就像数学大船的舵,掌握了数学思想就掌握了数学学习的方向和方法。数学思想对于学生学习几何知识和理解图形关系大有裨益。因此,在小学数学教学中,教师要有意识地渗透数学思想,用数学思想引导学生走向深度学习,使学生汲取数学思想的养分,提升数学核心素养。

例如,在教学“长方形和正方形面积计算公式推导”这部分内容时,教师引导学生用1cm2面积的纸张拼出一个长方形,再观察图形,得出长方形的长、宽,以及它的面积。接着,教师组织学生通过讨论、交流、辩论,引导学生了解到,长方形的面积就是拼图所用面积单位的个数,而这个个数恰好与长方形的长乘以宽的积是相等的,从而帮助学生掌握长方形面积公式,感知到数形结合思想,使学生的学习走向纵深,帮助学生建立数学建模思想。

再比如,在开展其他几何图形的教学时,教师可以适当渗透数形转化思想,通过练习引导学生体会转化思想的意义和价值所在,使学生学会迁移和应用数学思想,利用数学思想解决数学问题,让数学思想成为深度学习的助推器。

【参考文献】

[1]郭小山.核心素养背景下小学数学思维能力的培养:以“图形与几何”为例[J].华夏教师,2018(35):43-44.

[2]龚辉.尊重学生认知规律突出几何思维梯度:范希尔几何思维层次理论对“丰富的图形世界”的教学启示[J].中学数学月刊,2020(2):9-10.

[3]谢忠燕.小学数学图形与几何领域教学策略和教学模式的研究[J].内蒙古教育,2016(26):25.

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