彭海锋 宋相锋
江西省瑞昌市第三小学,江西 瑞昌 332200
直观想象力非常重要,它可以使深奥数学知识迅速简单化,使小学生的头脑立刻显现数学的本质,从而达到数学知识的吸收。在数学特别是小学数学教学中,直观想象力的作用极为重要的。在日常教学中,教师可以借助物化模型、几何图形和文字符号,激发、催生、培养学生的直观想象力,培养其数学核心素养,更好地促使问题的简单化!
一、借助物化模型
小学生的数学思维处于从直观动作思维向具体形象思维过渡阶段,因此,借助物化模型,可以激发他们的直观想象力。教师在数学教学中,运用物化模型引导学生观察、操作,能有效地激发学生的直观想象力。
作为一种“几何直观”,物化模型是从现实世界、现实生活中抽象出来的,其中还蕴含着隐性的数量关系。在学生直观物化模型的过程中,教师要引导学生进行表征。
比如,教学“角的初步认识”时,笔者通过展示生活中的实物,如剪刀、扇子、书的封面等物体,引导学生从实物中找出角;在此基础上,引导学生从已经认识的长方形、正方形、三角形和梯形等图形中找出角;同时,将这些图形的实物提供给学生,引导学生“摸角”,在摸的过程中感受、体验角的特征。
为了进一步激发学生直观、动态的想象,笔者还为学生提供了一个“活动角”,相较“实物角”,“活动角”更精准;相较于“图形角”,“活动角”更灵活。“活动角”不但能引发学生静态的直观想象,而且能引发学生的动态想象。通过这种动态想象,学生能快速掌握关于角的数学知识,即角的大小与角的两条边张开的大小有关,而与角的两条边的长短无关。
直观想象力是学生数学核心素养的构成要素,是学生发现、提出、分析和解决问题的重要基础。在数学教学中,教师借助物化模型,能为学生数学学习提供先行组织材料,引导学生观察、操作,从而激活学生的已有认知,建立模型与数学的关系。
二、借助几何图形
我们可以借助几何图形,催生学生的直观想象力。著名数学教育家华罗庚先生说:“数形结合百般好,隔离分家万事休。”在小学数学教学中,教师借助几何图形,一方面可以引导学生“以形解数”,另一方面可以引导学生“赋形以数”,从而唤醒学生的操作经验,培养学生利用图形思考问题的能力。
许多代数问题具有几何意义,同样许多几何问题都可以用代数的方法来解决。教师借助几何图形进行教学,可以催生学生的直观想象力。
在数学教学中,教师不但要引导学生解图、释图、识图,而且要引导学生画图、构图、创图,这是建构数学问题几何模型意义的重要路径。
比如,学习“梯形的面积”时,学生遇到这样一个问题:“一堆钢管,一共有5层,顶层有4根,下面的每一层依次比上面的一层多1根,最下面的一层一共有8根,这堆钢管一共有多少根?”对于这样的问题,教师可以画出一个梯形,引导学生直观想象一堆钢管最上面一层、最下面一层、层数以及总根数的几何意义。借助直观想象力,学生就能运用梯形的面积公式来解决钢管的根数这一实际问题。在这里,代数问题的解决获得了几何图形的支撑,催生了学生的直观想象力,让学生更为深刻地理解了数形结合方法的精妙。
几何图形可以为学生理解抽象数学知识建立适切的心理图像,学生借助几何图形支撑的心理图像深度思考,审视抽象的数学学习内容,就能形成新的视角,产生新的发现。
在数学教学中,教师要培养学生的几何直观能力,让学生学会用图“说话”。而用图“说话”,关键是要建立图形与数学的关联,要通过图形引导学生进行直观想象,能帮助学生更快地建立数形之间的关联,深化学生对数学问题本质的理解和认知,从而让学生快速找到解决问题的方法。
三、借助文字符号
文字符号有很多种,如果我们运用得好,能很好得培养学生的直观想象力。
相比于物化模型和几何图形,文字符号在数学教学中的应用更为广泛。许多学生学习数学时常常因为对知识点认知不透、理解不深,而导致直观想象力“被干扰”的现象发生。
比如,在学习“圆周长的一半”与“半圆的周长”时,因为概念相近,学生就容易混淆。作为教师,可以通过直观的比划动作,深化学生的认知理解。
比如,我在教学“解决问题的策略———转化”时,有这样的一个题目:“16支球队参加足球比赛,以单场淘汰制的方式进行(也就是每一场淘汰一支球队)。那么,一共要进行多少场比赛,才能产生最后的冠军?”在解决问题的过程中,有学生采用列举法,逐渐解决问题;有学生采用画图法,将16支球队看成16个点,通过连线的方式,探究出比赛的过程、结果。
在教学中,笔者借助文字符号引导学生进行直观想象,在解决问题的过程中,将这种单场淘汰制与计算“12+14+…+116”联结起来,形成了一种类比,即每一轮淘汰的球队都是前一轮淘汰的球队的一半。如果将原来总的球队看作单位“1”,那么第一轮淘汰下来还剩1∶2,第二轮淘汰下来还剩1∶4,第二轮淘汰下来还剩1∶8,最后只剩下全部球队的1∶16。当学生对“单场淘汰制”有了清晰的认知之后,教师可以引导学生深度研讨“循环制”等比赛规则,引导学生进行对比,深化学生的数学认知。
在几何直观中,教师如果能融入推理,就更能助推学生的数学发现、引发学生的数学想象,数学课堂教学也会多几分灵动与智慧。借助形的直观对数进行诠释,通过数的结论深化对形的理解,是学生空间想象发展的过程。直观的图像能有效地还原、再现、反映数学问题的本质特点与核心规律。
我们每个教师要在教学中引导学生进行直观想象,帮助学生构建起物化模型、几何图形以及文字符号与数学问题的关联,提升学生的直观想象品质,让每一位学生能自主地、积极地、富有创造性地建构数学知识,从而深化对数学本质的了解!