基于数形结合的小学数学概念教学策略

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  摘要:数學概念是数学的逻辑起点,是学生认知的基础。针对当前小学生在数学概念学习中的问题,本文总结、提炼出基于数形结合的小学数学概念教学策略,帮助小学生构建概念本质,提高学生的思维能力,进一步提升学生的数学素养。
  关键词:数形结合  数学概念  教学策略
  
  一、缘起
  一直以来,我们身边都有这样一群勤勤恳恳却学不好数学的学生,他们非常努力,把书上的概念记得很牢,可到运用概念解决问题时,错误率非常高。例如,人教版小学数学三年级上册第88页第8题和第9题(见图1),学生在完成第8题时,始终受到图形大小的干扰,认为这两个部分周长不一样,图形大的这一部分肯定周长要长一些;图形小的这一部分,周长应该短一些。当遇到第9题这种类型的题目时,有些学生摸不着头绪,无从下手。如果教师给予适当提醒:“什么是周长?你能把这个图形一周的边线描出来吗?”经教师提醒,这两个问题迎刃而解。可见,学生熟记概念,并不等于真正理解概念。
  小学数学概念一直是学习中的难点。这是因为概念是抽象的,教材中呈现的数学概念往往以描述性的文字进行表达。例如,对周长的概念,人教版教材是这样表述的:“封闭图形一周的长度,是它的周长。”看起来这个概念很简单,细细分析,里面的“封闭图形”“一周”“长度”,这又是三个子概念。可见,数学概念的呈现自带难点。如何直面概念学习中的难点,改进数学课堂教学呢?个人认为,利用数与形两种形式,对概念进行表述,揭示知识的实质,使学生对概念不局限于表面理解及记忆文字,是真正理解概念的本质属性。
  二、基于数形结合的小学数学概念教学策略
  “数形结合”是解决问题的方法,更是重要的数学思想。下面以人教版三年级数学《认识周长》为例,尝试通过数与形的结合,帮助学生建构周长概念本质。
  (一)运用数形结合,激活“先前概念”
  先前概念,顾名思义,指的是学生在概念学习之前对概念的认识和了解。在概念教学中,以先前概念为起点,创设情境,从数与形的角度激活先前概念,打通先前概念与概念的通道。例如,在学习周长之前,学生有“一圈”的生活经验,生活中的“一圈”可以抽象成数学中的“一周”。
  【教学片段】创设情境,激活先前概念。
  1.师:体育课上,老师带领乐乐、笑笑、淘淘三人进行热身训练,要求他们围绕操场跑一圈。
  指出:乐乐没有沿操场的边线跑,是不正确的。笑笑沿操场的边线跑,但是没有跑回起点,也就是没有跑完一圈,也是错误的。只有淘淘从起点出发,沿着操场的边线跑,并跑回起点,跑完了一圈,才是正确的。操场的一圈在数学上也称作操场的一周。
  2.师:刚刚淘淘围绕操场跑了一周,它有多长?老师进行了测量,这里有两个直道,有两个弯道,直道和弯道都是100米。那么,操场一周的长度是4个100米相加,总共是400米,我们就说操场的周长是400米。
  在周长概念引入中,创设三位小朋友在操场上跑步的情境,激发学生的生活经验。通过对三人“跑一圈”的对比,使学生明确什么是“边线”,同时将生活经验“一圈”抽象为数学概念“一周”,初步建立一周之形的表象。通过测量和计算操场的周长,使学生将周长与一周的长度建立关联,为从数形结合的角度理解周长概念搭好桥梁,做好铺垫。
  (二)运用数形结合,丰富概念表象
  数学概念通常以描述性的文字呈现,而小学生往往要借助认知图像、过程等“概念表象”,来达成对概念的本质理解。教师在教学中,在学习材料的准备和学习活动的设计等方面,都应力争多元多样、内容丰富,使学生在操作、对比中建立图形、语言、符号等内在关联,在头脑中形成个性化的概念表象。
  【教学片段】建立周长概念表象。
  1.“指一指”——指出树叶、三角板、课本封面图形一周的边线。
  2.“描一描”——描出有周长图形的一周边线。
  3.“量一量”——圆形和四边形哪一个图形的周长更长?
  在教学中,为学生提供多样的学习材料,通过“指一指”和“描一描”的直观操作,在对比中明晰图形边线与内部线的区别、封闭图形与不封闭图形的区别,实现对“一周”和“边线”的真正理解,从而建立“一周”之形的表象。通过“量一量”的活动,特别是在测量图形的周长时,用“画曲为直”的思想方法,在“绕”—“打开拉直”—“量长度”的过程中丰富周长概念表象,更加体会到周长概念的本质,即“一周”与“长度”的结合。
  (三)运用数形结合 构建概念体系
  数学概念有系统性。学习一个新概念之后,教师要从纵向出发,把新概念与以前学过的有关概念联系起来,帮助学生弄清楚它们之间的关系,形成概念体系。同时,从横向出发,将相关联的概念进行迁移。在认识什么是周长之后,建立周长和长度、周长和面积之间的联系。
  【教学片段】建立周长和长度、周长和面积的联系。
  师:老师带来了一根五节棍。怎样知道这根五节棍的长度?
  生:用尺子量一量其中一节棍子,用一节棍子的长度乘5就可以了。
  师:通过测量,我们知道一节棍子的长度是10厘米,那么这根五节棍的长度是50厘米。我们能说这根五节棍的周长是50厘米吗?
  生:这根五节棍是打开的,它不是封闭的图形,所以不能说它的周长是50厘米。
  师:这根五节棍有魔力,它会变,能变成下面的封闭图形(见图2),你知道这些图形的周长吗?
  生:这四个图形的周长都是50厘米,因为它们都是用这根长度50厘米的五节棍折成的。
  师:同样的一根五节棍50厘米,什么情况下是长度50厘米?什么情况下是周长50厘米?
  生:当这根五节棍没有变成封闭图形时,我们就说它的长度是50厘米,当它变成一个封闭图形时,我们就说它的周长是50厘米。
  师:这四个封闭图形不一样大,怎么周长都是50厘米呢?
  生:这四个图形虽然大小各不相同,但是都是用这根50厘米长的五节棍折成的,所以周长都是50厘米。
  师:判断一个图形周长的大小,不能只关注图形的大小和形状,还要看图形一周边线的长短。
  通过以上梳理活动,学生明晰:周长就是封闭图形的一周打开后,这条线段的长度,从而和长度建立关联。“图形大,周长长;图形小,周长短”,一直是部分学生的错误想法。通过对一根五节棍折成不同封闭图形的周长比较,使学生感知:虽然面的大小和一周的长短存在于同一个图形中,但它们之间不一定存在正向的变化关系,从而构建概念框架图。
  (四)运用数形结合 拓展概念应用
  数学课程标准强调“应用意识”,既要用数学的概念、原理和方法解决生活中的问题,又要将生活中与数形有关的问题数学化。在本课的结尾处,让学生找一找周长在生活中的应用。“生活中的周长”使学生体会到周长在生活中无处不在;“神奇的周长”使学生感叹:周长真好玩!激发了他们对探究周长的兴趣;“给自己建立一份周长档案”更是将整节课推向高潮,学生互相合作,量量腰围、头围、领围和胸围,在“绕”—“打开拉直”—“量长度”的过程中完成对周长概念的深层理解。“你能想办法测量雨山湖的周长吗?”运用已有的“绕”—“打开拉直”—“量长度”的方法已不能解决测量雨山湖周长的问题,学生要想解决这个问题,需要展开思考。在思考测量周长策略的同时,不仅实现对周长本质的理解,更能实现思维的创新。
  三、结语
  在小学数学教学中,小学生因思维特点,对复杂的数学问题理解起来有一定的难度。数形结合思想可以化难为易,化繁为简。运用以形助数,可以使数量关系不再复杂,数学概念不再抽象,变得直观、形象;运用以数解形,用“数”与“式”细致入微地刻画“形”的特征,使概念变得通透起来,学生在通透的概念学习中形成了数学的眼光、数学的习惯、数学的思想和数学的热情。因此,教师要善于运用数形结合的方式,引导学生掌握概念本质,构建系统的数学知识体系,进而实现思维能力和核心素养的提升。
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