“童画”,让数学思维走向深刻

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  数学“童画”就是引导儿童用自己理解和亲近的画图方式,将数学知识、数量关系、公式规律等直观地表达出来,并主动进行观察、比较、猜想、推理、分析、综合等思维活动。英国著名的“大脑潜能和学习方法”研究专家东尼·伯赞通过实验得出“大脑进行思考的语言是图形和联想”的重要结论。在我国,《义务教育数学课程标准(2011年版)》也明确提出了“数形结合”“几何直观”的数学思想方法。由此可见,图形对于学生的思维起着多么重要的作用。
  数学“童画”能够使隐性的条件显现化,使抽象的数学关系直观化,模糊的问题明晰化。数学“童画”可以呈现解决问题的“思维导图”。“童画”是儿童思维的润滑剂,是儿童解决问题的助推器。
  一、“童画”,让理解题意走向深刻
  数学问题多以文字形式呈现,学生常因年龄小、生活经验匮乏等原因不能准确理解题意,这时,要给学生一个“杠杆”——画图,让学生借助线段图理解题意、分析题意。
  如,“解决问题的策略”练习课中,有这样一道题目:新庄小学的操场原来是一个正方形。扩建校园时,操场的一组对边各增加18米,这样操场的面积就增加了900平方米。原来操场的面积是多少平方米?在这道题里,很多孩子对“一组对边各增加18米”不明事理。什么叫一组对边?“各”又是什么意思?是向两边各延长18米呢,还是向一边延长18米呢?学生都有疑惑,我让学生自己试着画图看看,并将不同画法展示到黑板上,组织孩子们讨论:哪种画法正确,并说说理由。孩子们经过仔细观察和思考,发现:第一种画法其实是将一组对边增加了2个18米是36米,与题意不符合,“一组对边各增加”是指这两条相对的边分别增加的意思。通过画图实化了“对边”“各”等词的理解,融通了题目的事理和数量之间的关系。
  二、“童画”,让分析问题走向灵动
  “童画”不仅能帮助孩子读懂题意,理解题意,还能使题目中的数量关系更明朗、形象、直观。在教学中我也常常通过画图帮孩子们理清思路,分析数量关系。
  如,教学“画线段图解决问题的策略”时,有这样一道题目:张宁和王晓星一共有画片86张。王晓星给张宁8张后,两人画片的张数同样多。两人原来各有画片多少张?对于这样的问题,学生正确解决问题的关键是理解“王晓星比张宁多几张?”凭直觉大部分学生简单地认为多8张?我趁势举例追问:如果现在你比我多8张,那么你把多的8张都给我,我们两人的张数一样多吗?这时孩子们立刻意识到,这样老师就比自己多8张了。此时我再问,那你应该比我多几张呢?说说你的理由。这时部分基础好的孩子意识到应该是多16张,此时我故意让几个孩子直接站起来说想法,由于这个数量关系对孩子逆向思维的能力要求较高,所以像这样的“干讲”对于很多孩子来说还是很难理解。在这种情况下,我又请了一个孩子,拿着画好的线段图讲解:王晓星和张宁一共两个人,王晓星只能拿出多的部分的一半给张宁,所以多出部分的一半是8张,王晓星应该比张宁多2个8张也就是16张。“童画”彰显了两人画片数的“和”与“差”,为解決问题扫除了障碍。
  三、“童画”,让纠正思偏走向自觉
  儿童思维处于形象思维阶段,粗浅、简单、易出错,教学中要努力通过画图去引领思维的偏差,画图的过程澄清模糊、深入理清思维的脉络,让自己的思维因为可见更加理性,孩子自检、自纠时得到校正。
  1.“童画”,让思维偏差因显现而校正。
  教学“列方程解决问题”时,有这样一道题:“甲、乙两地相距400米,小明和小东同时从甲、乙两地同向而行。小明每分钟走120米,小东每分钟走100米。经过几分钟小明追上小东?(小东在前,小明在后)”在解决这一道题的时候,很多学生都列方程解答。显然120x-100x=400这样的解答是完全正确的,但学生思维就完全正确吗?
  事实并非如此。上图是学生画的示意图。从图中我们可以看出,学生对题目的理解是有偏差的。把原题中“两地同时同向追及问题”,当成了“同一地点同时同向拉开距离的问题”,为什么理解有误,却又找到了正确的答案呢?我引导学生把正确的图和错误的图进行对比,学生发现了两种不同的理解是有关联的。一种是另一种的往回走的结果。所以两人所行路程的关系也不变,差都是两地之间的距离。
  画图经历行程问题的过程,纠正思维偏差,加深理解,这种感悟不是抽象的,是由学生的探究过程和直观图做支撑的。
  2.“童画”,让纠正思维偏差更容易。
  解题时,谁都会遇到障碍,教师是任由学生陷入困境,还是面对错误,将抽象枯燥的数字赋予学生喜欢的“童画”,让学生领悟?
  有这样一道题:“如下图,把长方形ABCD以BC为轴旋转一周形成一个圆柱,阴影部分与空白部分旋转形成的体积比是( )。”绝对多数的学生第一时间会认为在长方形里,两部分的面积是相等的,所以旋转后的体积也是相等的,体积的比是1∶1。但是,有了画图意识的学生,把旋转后的立体图画一画,对照图很快就能发现问题,得到正确的答案。两部分体积的比是1∶2。
  空间观念薄弱、形体特征模糊是学生学习几何知识的“软肋”。让“童画”成为一种意识,让学生由空想变为实见,可谓匠心独具,在观察中触发对形体特征的本质认识,打破僵局,豁然开朗。
  四、“童画”,从眼中走入脑中
  “童画”,能将思维外显,使思维过程可见,能清楚地看到学生思维的脉络,以便进行正确的引导或及时地调整。但画图是解决问题的手段,不是目的。借助图形应该是过程状态,而不应该是最终状态。随着学生知识的掌握,学生解决问题能力的提高,有的学生已经可以直接在头脑中形成表象,他们已经可以在脑中画图,就不一定非要把图画在纸上。让“形”(图形)变为“象”(表象),让眼前的形变为脑中的形,更有利于发展学生的抽象思维,内化达到提高学生解决问题的能力。
  如在学完“角的度量”后,经常会出现这样的练习:“3点半,时针和分针组成的角是( )°。”
  (左图)部分学生根据生活经验,会画出钟面图,化抽象为具体,帮助理解。(中图)部分学生只画出了四分之一个钟面图,就能解答。此图表明学生已经初步具备“化繁为简”的意识。(右图)也有部分学生没有画图就解答出来了,学生说钟面图就藏在他们的脑子里。
  “童画”,让学生经历从“眼中有图”到“脑中有图”的过程,实现了经验的增长,不断激活自身的思维深入,对知识的理解直达本质,真是妙不可言。
  数学“童画”作为一种儿童化、可视化、数学化的学习方式,既能优化教师的“教”,又能激发学生的“学”,有利于培养学生的符号感,使他们自主构建新知识,促进他们数学思维走向深入。
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