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解构几何直观
——以“分数乘分数”教学为例

2019-01-13江苏省南京市金陵小学周婷

家长 2019年23期
关键词:洞察涂色分母

□江苏省南京市金陵小学 周婷

几何直观是《义务教育教学课程标准(2011年版)》(以下简称“课标2011年版”)核心词之一。“课标2011年版”指出:“几何直观主要是利用图形描述和分析问题。借助几何直观可以把复杂的数学问题变得简明、形象,有助于探索解决问题的思路,预测结果。几何直观可以帮助学生直观地理解教学,在整个数学学习过程中都发挥着重要作用。”由此可见,几何直观依托于图形获得对数学问题的感性认识和理性思考。

课标概括地对义务教育三个学段的共性目标加以阐释,但在实际教学过程中,怎样才能让几何直观得到学生原生思维的支持,自然而然地生长?我们需要立足学情,跨越认知和学段之间的界限,解构几何直观,以本源促本真。

一、直观分层,层层剖析

著名特级教教师曹培英将几何直观分层叙述:直观感知,直观理解,直观洞察。我将结合实际对三种层次加以说明。

(一)直观感知

将处于感性认识阶段的、较低层次的几何直观,称之为“直观感知”,即观察认识了直观载体的外在现象或表面意义。该层次的几何直观源于学生本身的“几何直觉”,他们能够发现几何直观表述的数学事实即可,不需要他们概括总结。

(二)直观理解

直观理解基于直观感知,学生面对一项数学事实时能够尝试总结概括,自主验证。

(三)直观洞察

将高层次的几何直观,概括为“直观洞察”,即发现了直观载体的深层意义或内在本质。这对学生的思维要求较高,课堂之上我们需要不懈努力,力争唤醒高阶思维。

当然,三种层次的几何直观之间并不存在明确的界限,它们之间通常具有连续性,渐进性,一种几何直观会介于两种层次之间。对几何直观层次进行划分,只是为了让其成为数学认知更有力的支撑。

二、定位学情,重塑价值

立足教学实际,小学阶段的几何直观,以直观感知为基点,逐步向直观理解深入,同时又伴随直观洞察层次的表现。我们需要依据教学目标、学生学情,合理解构几何知识,分层教学,层层深入,让学生不断积累直观感知、直观理解、直观洞察的体验,强化几何直观意识。

我以苏教版数学六年级上册“分数乘分数”为例,浅谈自己关于几何直观教学的几点思考。

【传统教学片段】教师出示等分好的长方形。

教师:涂色部分都表示一张纸的,斜线部分各占几分之几?各是这张纸的几分之几?

学生通过图形可知×=,×=。

教师:根据乘法算式在图中画斜线,并表示计算结果。

学生通过画图可知,×=,×=。

教师:观察上面每个算式和计算结果,你有什么发现?

学生:我发现分数乘分数,分子和分子相乘,积还做分子,分母和分母相乘,积还做分母。

【思考】

上述教学中,学生看似能用运用几何直观理解算理,实则是在教师的牵引下被动表征。这样的几何直观不是从学生脑中自然而然生长的,没有得到学生原生思维的支撑,只能是“昙花一现”,几何直观的重要价值在于激发学生的几何直观潜质,让学生用直观的方式表征数学,不仅在于形成直观表征的技能,更在于发展学生思维。

三、精准加工,教学重构

(一)直观理解:开放表征空间,思维自然生长

【教学片段】

教师:刚刚我们研究出了×的得数。老师这里还有两道算式。×,×。请你选择其中一个算式,画图表示其含义,并计算结果。

学生1:先把这张长方形纸平均分成3份,表示其中的2份。然后再把这2份平均分成5份,表示其中的1份。

教师:这里的15是怎么来的?

学生:把大长方形先平均分成3份,表示其中的2份,又把这2份再平均分成5份,由图中可看出,一共把大长方形平均分成了15份,所以是15。

学生2:把长方形纸平均分成3份,表示其中的2份。因为表示的,所以再把这2份平均分成5份,表示其中的4份,最后结果是。

教师:15是怎么来的?8又是怎么来的?

学生:由图中可以看出,整个大长方形一共平均分成了15份,涂色部分有这样8份。

【思考】

学生经历横向等分涂色、纵向等分涂色的过程,对结果中分子和分母的由来已经有了更深层次的认识,为后面算理的理解积累了丰富的感性经验。经历两道算式的画图过程,学生已经由直观感知循序渐进到直观理解,思维也向纵深处发展。

【教学片段】

教师请学生自主举例,画图验证计算结果并进行交流。

学生:老师,我写的分数是×,该怎么画图证明结果呢?

学生:我觉得可以标得再清楚一点。整个大长方形被平均分成了5行53列,5×53等于265份,涂色部分一共是2行51列,51×2等于102份。

教师:现在你知道分数乘分数的计算方法了吗?

学生:分母乘分母做分母,分子乘分子做分子。

【思考】

教师放手,让学生自主举例,这样做给予了学生更加开放的研究空间,也让学生充分经历了自主表征的过程。有学生列举的分数分子和分母较大,此时已经无法在图中完全表示出计算结果,激发了直观表征手段和分数乘法意义之间的冲突。有冲突才有改变,有撕裂才有创新,有学生就想到可以利用省略号,部分显化,部分隐藏。这种半直观化的表征方式,是学生思维经历“抽象—直观—抽象”的过程,也是直观理解的体现。

(二)直观洞察:显化数学思考,深刻理解算理

教师:你能说一说为什么分母乘分母作为分母,分子乘分子作为分子吗?

学生1:分母乘分母,相当于分了又分的过程,分子乘分子相当于取了又取的过程。

学生2:分母乘分母,是算出把大长方形一共平均分成了几份,分子乘分子,是算出一共涂色表示了多少份。

教师:你能结合×这道算式说一说为什么吗?

学生3(边画图边说):表示把长方形平均分成a行,涂色表示这样的b行。表示把涂色的b份平均分成c列,涂色表示这样的d列。所以,最后长方形一共平均分成了a行c列,共a×c份,涂色部分是这样的b行d列,共b×d份,所以a和c的乘积作为分母,b和d的乘积作为分子。

【思考】

学生充分经历结合直观表征分数乘分数意义的过程,积累了丰富的直观经验,并形成了相关几何表象,独具个性化的“a行c列,b行d列”外显学生思维过程,动态展现学生思维的深刻程度。无论是动手画图还是在脑海想象,抽象出算理并个性化解读的过程就是直观洞察的体现。也许,这节课中,直观洞察并不是那么“突然”,没有“豁然开朗”的顿悟,没有“天马星空”的跳跃,但是从无到有,从懵懂到理解,学生一步步从直观感知迈向直观理解,再朝直观洞察深入,最终理解算理,这才是我们立于课堂的追求。

康德说:“人类的一切知识都是从直观开始的,从那里进到概念,而以理念结束。”几何直观的介入为学生认识数学提供了有力的指引,我们需要做的,只是一层一层揭开几何直观外面的神秘面纱,让学生在可承受范围内,理解、接受、运用它。立足课堂,解构几何直观,追寻思维本质,我们一直在路上!

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