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摘 要:“图形性质”是空间与图形部分的内容,《数学课程标准》(2011版)中指出,“空间与图形”内容以图形为载体,以培养空间观念、推理能力,以及更好地认识与把握我们生存的现实空间为目标,不仅着眼于学生理解和掌握一些必要的几何事实,而且强调学生经历自主探索和合作交流的过程,形成积极的学习态度和情感。本文以《三角形的三边关系》一课为例,谈谈实际的做法。
关键词:图形性质;三角形的三边关系;动态
“三角形任意两边长度的和大于第三边”是三角形边的重要性质。了解这一知识,不仅可以更好地理解和掌握三角形的特征,而且可以用它解决很多日常生活问题。此类性质如何让学生获得?学生了解性质的同时,会经历怎样的学习过程,积累怎样的学习经验,迸发怎样的学习智慧,收获怎样的数学课堂?笔者谨以《三角形的三边关系》一课为例,谈谈自己的想法。
一、动态游戏,师生共情,点化儿童对难点的领悟
课前,笔者设计了“任意伸手指”的小游戏:请学生任意伸出一根手指和任意伸出两根手指。
实录:
师:快要上课了,我们来玩个放松的小游戏好不好?
生:好!
师:请同学们任意伸出一根手指。
学生纷纷伸出手指。
师:这位同学伸的是食指,这位同学伸的是中指,还有的伸的是无名指或小指。你们猜,老师会伸哪根手指?
学生纷纷猜:大拇指!
师:猜对了,真的是大拇指!因为老师相信,这节课你们的表现会很棒!
师:请同学们任意伸出两根手指。
学生做出各种各样的造型。
师:为什么同一个指令,大家伸出的手指却不一样呢?
生1:因为大家的想法不同。
生2:因为你说了一个词,“任意”!
师追问:任意是什么意思?
生:就是随便哪两根手指都可以。
三角形边的性质中,最难理解的就是“任意”这个词。而这个性质的学习主体又是四年级儿童,年龄较小,抽象思维能力不强。一些教学实践表明,如果儿童对这个词不能很好地领悟,那么他们对这个性质就不能很好地理解和应用。设计这个游戏,一方面能活跃气氛,解除学生的紧张感,拉近教师与学生的心理距离;另一方面,又能让学生在游戏中动态理解和解释“任意”这个词。后续的学习多次表明,通过这个游戏,学生对“任意”这个词亲近并完全理解。
二、 动态建构,严谨推理,深化儿童对性质的理解
笔者给每组发三根小棒,小棒的长度有三种不同的情况,分别是3 cm、5 cm、6 cm;3 cm、5 cm、7 cm;3 cm、5 cm、10 cm。学生实践后发现,有的组围得成,有的组围不成。然后把问题进行集中起来,这些组为什么围不成?引导学生发现是小棒的长度有问题,红色的小棒太长了,又或者绿色和蓝色的小棒太短了。笔者尝试将此性质的认识上成微型数学实践课,选用反证法,让学生把不成功的案例一一排除,然后剩下可能成功的情况,再进行验证、反思和完善,得到准确的结论。
(一)两条线段长度的和小于第三条线段
师:请围成功的同学到前面来展示一下。没有围成功的同学也拿上来看一看。
师:为什么围不成?(电脑出示数据)谁能用一个式子说明为什么围不成吗?(3 5<10)上面两根小棒的长度加起来都没有第三根小棒长,怎么能围成一个三角形呢?你觉得要怎样才能围成一个三角形?
生:可以把红色小棒缩短或将绿色小棒延长,也可以将蓝色小棒延长。
师:嗯,这几种方法都不错,先把红色小棒缩短看看。猜一猜,红色的小棒缩短成几厘米就能围成三角形?为方便研究,请取整厘米数。
生:9 cm、8 cm、7 cm……
师:看看这些数据,你有什么意见?其中有没有围不成的?
生:9 cm,3 5<9,用字母表示就是a b 师:看来,两条线段长度的和小于第三条线段,不能围成三角形。
(二)两条线段长度的和等于第三条线段
师:8 cm能不能和3 cm、5 cm围成三角形呢?请同学们伸出小手,想象着围一围。
师:请大屏幕演示一下刚才想象的场景(如图1)。这时a b=c,能围成三角形吗?
师:看来,两条线段长度的和小于第三条线段或者等于第三条线段,肯定不能围成三角形。
(三)两条线段长度的和大于第三条线段
师:那你觉得在什么情况下,三条线段一定能围成三角形呢?小组合议,把发现记在学习单上。我们发现:只要 就一定能围成三角形。(两边之和大于第三边或a b>c)
师:你们同意吗?看看咱们的发现好不好用!
师(指着板书):3、5、7;3、5、6;3、5、5这三组数据都是a b>c的情况,能围成三角形吗?
师:真的是这样的吗?谜底就藏在同学们刚才的操作中。(出示三角形和数据)
师:这三组数据为什么能围成功?
师:正好与你们的发现相吻合,难怪能围成三角形。如果用字母来表示——
生:都是a b>c。
(四)任意两条线段长度的和大于第三条线段
师:这个式子可是一个法宝呀,有了这个法宝,咱行遍天下都不怕!就剩四组数据“3、5、4;3、5、3;3、5、2;3、5、1”,都是a b>c的情况吗?那这四组数据肯定也能围成三角形吧?
生(疑惑):“3、5、1”不能。
师:3 5可是大于1的,完全符合咱们刚才的发现啊,你们不是说a b>c就能围成三角形吗?
请学生再次实验,寻找原因。
师:我很奇怪,前面你们都是拿a b的和去和c比较,为什么现在又拿a c的和去同b比较呢? 生:因为现在b是最长的边。
师:如果把b边再缩短成1 cm,变成3、1、1,能围成三角形吗?
师:看来,要想围成一个三角形,光有a b>c还不够,有时还需要——
生:a c>b。
师:有时还需要——
生:b c>a。
师:咱们刚才的发现有需要完善的地方吗?
生(齐声):有!
师:数学学习就是这样不断深入和完善的过程,请同学们修改刚才的发现。
指名汇报。
《数学课程标准》提倡让学生经历“数学化”和“再创造”的过程。这样一个建构性课堂,还原了知识产生的过程,学生思维充满活力和张力。从“两根小棒的长度和大于第三根小棒,就能围成三角形”到“任意(较短)两根小棒的长度和大于第三根小棒,才能围成三角形”,学生经历了数学性质的完善与提升,体会了数学思维的严密性。他们在观察中进行猜想,在操作中寻求答案,在思维困顿处想象思考,在操作交流中总结提升。课堂成了学生的生命活力场和思维契合场。
三、动态展现,拓展视野,优化儿童对性质的兴趣
笔者把这节课的课题“三角形的三边关系”改成“三角形边的秘密”,学生上课时自然而然地提出:三角形的角有没有秘密?三角形的高呢?数学学习,应当有这样的延续性和启发性。
为了更好地激发儿童对图形性质的兴趣,课前我设计了预学单,让每位儿童画一个三角形并作出它的三条高。上课时,我展示了几位儿童的作品,有几幅作品中三角形的三条高都相交于一点,“是否所有三角形的高都相交于一点呢?”
学生纷纷猜:不是的。
教师出示几何画板所作的三角形(如图2):为了让大家看得更清楚,老师将三角形的高延长成直线,这些直线叫作三角形的垂线。先出示两条垂线,相交于一点。接着出示第三条,与前两条垂线又相交于同一点(如图3)。接着教师拉动三角形的一个端点,使学生直观地看到,三角形的大小和形状变了,但三条垂线却始终相交于同一点。接着教师又选中三条垂线的交点,点出“显示”命令中的“生成交点的动画”,整个三角形的三个顶点都运动起来,三角形的形状和大小随意变化,而三条垂线却始终相交于一点,不管这个点在三角形内还是在三角形外。
动态的展示引发了学生一阵阵的惊叹,他们在直观中孕育理性,在变幻中赞叹数学的神奇,这一拓展环节虽然只有短短两分钟,却激起了儿童无穷的探究欲望和强烈的学习兴趣。
荷兰数学家范希尔夫妇提出了几何思维水平的五个层次——层次0:视觉(visuality);层次1:分析(analysis);层次2:非形式化演绎(informal deduction);层次3:形式的演绎(formal deduction);层次4:严密性(rigior)。数学教师有责任站在提升儿童的几何思维水平的高度,在图形性质的教学中,从直观视觉感受到描述分析阶段,向抽象关联——形式的演绎、严密性水平慢慢过渡。图形性质的教学,难度较大,数学教师不妨采用动态展示的方法吸引儿童的注意力,建构学习经验,培养学习兴趣,拓展学习视野。
关键词:图形性质;三角形的三边关系;动态
“三角形任意两边长度的和大于第三边”是三角形边的重要性质。了解这一知识,不仅可以更好地理解和掌握三角形的特征,而且可以用它解决很多日常生活问题。此类性质如何让学生获得?学生了解性质的同时,会经历怎样的学习过程,积累怎样的学习经验,迸发怎样的学习智慧,收获怎样的数学课堂?笔者谨以《三角形的三边关系》一课为例,谈谈自己的想法。
一、动态游戏,师生共情,点化儿童对难点的领悟
课前,笔者设计了“任意伸手指”的小游戏:请学生任意伸出一根手指和任意伸出两根手指。
实录:
师:快要上课了,我们来玩个放松的小游戏好不好?
生:好!
师:请同学们任意伸出一根手指。
学生纷纷伸出手指。
师:这位同学伸的是食指,这位同学伸的是中指,还有的伸的是无名指或小指。你们猜,老师会伸哪根手指?
学生纷纷猜:大拇指!
师:猜对了,真的是大拇指!因为老师相信,这节课你们的表现会很棒!
师:请同学们任意伸出两根手指。
学生做出各种各样的造型。
师:为什么同一个指令,大家伸出的手指却不一样呢?
生1:因为大家的想法不同。
生2:因为你说了一个词,“任意”!
师追问:任意是什么意思?
生:就是随便哪两根手指都可以。
三角形边的性质中,最难理解的就是“任意”这个词。而这个性质的学习主体又是四年级儿童,年龄较小,抽象思维能力不强。一些教学实践表明,如果儿童对这个词不能很好地领悟,那么他们对这个性质就不能很好地理解和应用。设计这个游戏,一方面能活跃气氛,解除学生的紧张感,拉近教师与学生的心理距离;另一方面,又能让学生在游戏中动态理解和解释“任意”这个词。后续的学习多次表明,通过这个游戏,学生对“任意”这个词亲近并完全理解。
二、 动态建构,严谨推理,深化儿童对性质的理解
笔者给每组发三根小棒,小棒的长度有三种不同的情况,分别是3 cm、5 cm、6 cm;3 cm、5 cm、7 cm;3 cm、5 cm、10 cm。学生实践后发现,有的组围得成,有的组围不成。然后把问题进行集中起来,这些组为什么围不成?引导学生发现是小棒的长度有问题,红色的小棒太长了,又或者绿色和蓝色的小棒太短了。笔者尝试将此性质的认识上成微型数学实践课,选用反证法,让学生把不成功的案例一一排除,然后剩下可能成功的情况,再进行验证、反思和完善,得到准确的结论。
(一)两条线段长度的和小于第三条线段
师:请围成功的同学到前面来展示一下。没有围成功的同学也拿上来看一看。
师:为什么围不成?(电脑出示数据)谁能用一个式子说明为什么围不成吗?(3 5<10)上面两根小棒的长度加起来都没有第三根小棒长,怎么能围成一个三角形呢?你觉得要怎样才能围成一个三角形?
生:可以把红色小棒缩短或将绿色小棒延长,也可以将蓝色小棒延长。
师:嗯,这几种方法都不错,先把红色小棒缩短看看。猜一猜,红色的小棒缩短成几厘米就能围成三角形?为方便研究,请取整厘米数。
生:9 cm、8 cm、7 cm……
师:看看这些数据,你有什么意见?其中有没有围不成的?
生:9 cm,3 5<9,用字母表示就是a b
(二)两条线段长度的和等于第三条线段
师:8 cm能不能和3 cm、5 cm围成三角形呢?请同学们伸出小手,想象着围一围。
师:请大屏幕演示一下刚才想象的场景(如图1)。这时a b=c,能围成三角形吗?
师:看来,两条线段长度的和小于第三条线段或者等于第三条线段,肯定不能围成三角形。
(三)两条线段长度的和大于第三条线段
师:那你觉得在什么情况下,三条线段一定能围成三角形呢?小组合议,把发现记在学习单上。我们发现:只要 就一定能围成三角形。(两边之和大于第三边或a b>c)
师:你们同意吗?看看咱们的发现好不好用!
师(指着板书):3、5、7;3、5、6;3、5、5这三组数据都是a b>c的情况,能围成三角形吗?
师:真的是这样的吗?谜底就藏在同学们刚才的操作中。(出示三角形和数据)
师:这三组数据为什么能围成功?
师:正好与你们的发现相吻合,难怪能围成三角形。如果用字母来表示——
生:都是a b>c。
(四)任意两条线段长度的和大于第三条线段
师:这个式子可是一个法宝呀,有了这个法宝,咱行遍天下都不怕!就剩四组数据“3、5、4;3、5、3;3、5、2;3、5、1”,都是a b>c的情况吗?那这四组数据肯定也能围成三角形吧?
生(疑惑):“3、5、1”不能。
师:3 5可是大于1的,完全符合咱们刚才的发现啊,你们不是说a b>c就能围成三角形吗?
请学生再次实验,寻找原因。
师:我很奇怪,前面你们都是拿a b的和去和c比较,为什么现在又拿a c的和去同b比较呢? 生:因为现在b是最长的边。
师:如果把b边再缩短成1 cm,变成3、1、1,能围成三角形吗?
师:看来,要想围成一个三角形,光有a b>c还不够,有时还需要——
生:a c>b。
师:有时还需要——
生:b c>a。
师:咱们刚才的发现有需要完善的地方吗?
生(齐声):有!
师:数学学习就是这样不断深入和完善的过程,请同学们修改刚才的发现。
指名汇报。
《数学课程标准》提倡让学生经历“数学化”和“再创造”的过程。这样一个建构性课堂,还原了知识产生的过程,学生思维充满活力和张力。从“两根小棒的长度和大于第三根小棒,就能围成三角形”到“任意(较短)两根小棒的长度和大于第三根小棒,才能围成三角形”,学生经历了数学性质的完善与提升,体会了数学思维的严密性。他们在观察中进行猜想,在操作中寻求答案,在思维困顿处想象思考,在操作交流中总结提升。课堂成了学生的生命活力场和思维契合场。
三、动态展现,拓展视野,优化儿童对性质的兴趣
笔者把这节课的课题“三角形的三边关系”改成“三角形边的秘密”,学生上课时自然而然地提出:三角形的角有没有秘密?三角形的高呢?数学学习,应当有这样的延续性和启发性。
为了更好地激发儿童对图形性质的兴趣,课前我设计了预学单,让每位儿童画一个三角形并作出它的三条高。上课时,我展示了几位儿童的作品,有几幅作品中三角形的三条高都相交于一点,“是否所有三角形的高都相交于一点呢?”
学生纷纷猜:不是的。
教师出示几何画板所作的三角形(如图2):为了让大家看得更清楚,老师将三角形的高延长成直线,这些直线叫作三角形的垂线。先出示两条垂线,相交于一点。接着出示第三条,与前两条垂线又相交于同一点(如图3)。接着教师拉动三角形的一个端点,使学生直观地看到,三角形的大小和形状变了,但三条垂线却始终相交于同一点。接着教师又选中三条垂线的交点,点出“显示”命令中的“生成交点的动画”,整个三角形的三个顶点都运动起来,三角形的形状和大小随意变化,而三条垂线却始终相交于一点,不管这个点在三角形内还是在三角形外。
动态的展示引发了学生一阵阵的惊叹,他们在直观中孕育理性,在变幻中赞叹数学的神奇,这一拓展环节虽然只有短短两分钟,却激起了儿童无穷的探究欲望和强烈的学习兴趣。
荷兰数学家范希尔夫妇提出了几何思维水平的五个层次——层次0:视觉(visuality);层次1:分析(analysis);层次2:非形式化演绎(informal deduction);层次3:形式的演绎(formal deduction);层次4:严密性(rigior)。数学教师有责任站在提升儿童的几何思维水平的高度,在图形性质的教学中,从直观视觉感受到描述分析阶段,向抽象关联——形式的演绎、严密性水平慢慢过渡。图形性质的教学,难度较大,数学教师不妨采用动态展示的方法吸引儿童的注意力,建构学习经验,培养学习兴趣,拓展学习视野。