如何在图形与几何教学中渗透数学的基本思想?

    渗透数学基本思想,首先我们要知道数学的基本思想是什么?有的人把数学思想列出一大串。在数学教学中,通常说的等量替换、数形结合、递归法、换元法等,可以称为数学思想方法,但不是数学基本思想。因为在述说这些概念的时候,必然要依附于某些具体的数学内容,因此这些概念在本质上是个案而不是一般。此外,这些概念也不是最基本的,比如关于等量替换,人们可以进一步追问:为什么可以在计算的过程中进行等量替换呢?这就意味着,作为一种方法,等量替换可以用其他的更为基本的原理推演出来。可见,数学基本思想是更上位的概念。为此,需要建立判断数学基本思想的原则。我们建立两条原则:

第一条原则,数学产生和发展所必须依赖的那些思想;

第二条原则,学习过数学的人应当具有的基本思维特征。

根据这两条原则,我们把数学基本思想归结为三个核心要素:抽象、推理、模型。

    在新课标中,数学的核心素养是要让学习者会用数学的眼光观察现实世界,会用数学的思维思考现实世界,会用数学的语言表达现实世界。而数学的眼光就是抽象,数学的思维就是推理,数学的语言就是模型。这样大家就更容易理解三个数学基本思想的意思和重要性了。

    而在《小学数学这样教》这节的内容中,郜舒竹老师写的内容不仅包括了抽象、推理、模型,他还重点强调了辩证唯物主义对立统一的基本思想。而辩证唯物主义对立统一的思想是什么呢?

  在小学数学知识上中对立统一的思想几乎贯穿始终,从加与减、乘与除、曲与直等简单的数学基础,到无与有、单与多、无限与有限的高深数学思想,无不充斥这对立统一的辩证唯物主义思想。以乘除法为例,数A除以数B得出商数C,而C乘以B就等于A,这是一种对立统一的关系。若引入倒数这一概念,数A除以数B就等于数A乘以数B的倒数,这就把对立乘与除统一起来。在这看似简单的乘除法教学上,就有着对立统一的思想体现,例如在讲解图形面积的时候,通过三角形的面积到四边形,再到梯形,发觉他们之间的联系就是三角形面积的加和。这些无不与辩证唯物主义对立统一的基本思想息息相关。

    那我们在教学中如何渗透数学的基本思想呢?

    我根据这节内容与图形的面积、体积有关,因此我就此展开如何渗透。

    1. 借助几何直观加深公式的理解

  图形主要包含平面图形和立体图形,这些图形其实都是从生活中的物体抽象出来的,概念较为抽象,需要孩子的空间想象能力加以辅助。数学教学的核心是促进学生思维的发展。教学中,教师要想方设法地通过学生数学知识学习,全面揭示数学思维过程,启迪和发展学生思维,将知识发生、发展过程与学生学习知识的心理活动统一起来。课堂教学中充分有效地进行思维训练,是数学教学的核心。因而在图形类特别是面积公式的推导课中,要借助图形的直观演示让孩子深刻的理解面积是什么?面积公式的由来,从而举一反三,开拓思维。例如: 

  在教学人教版五年级上册《平行四边形的面积》时,在这节课中,设计了数一数、剪一剪、移一移、拼一拼等学习活动,逐步引导学生观察思考:长方形的面积与原平行四边形的面积有什么关系?长方形的长和宽与平行四边形底和高有什么关系?使学生得出结论:因为长方形的面积=长×宽,所以平行四边形的面积=底×高。这是利用转化的思想,转化成学生已经学过的图形来求新图形的面积。学生掌握了平行四边形面积公式的推导方法,也为今后求证三角形、梯形等面积公式和其他类似的问题提供了思维模式。这个推导过程也促进了学生猜测、验证、抽象概括等思维能力的发展,也加深对平行四边形面积的认识。

  2. 借助几何直观建立表象   

    单位有长度单位、质量单位、面积单位、体积单位,这些单位是应实际需要而产生的,但是他们又是相对抽象,较难理解分辨的,所以在教学这些单位的时候,要借助直观教具线段、正方形和生活中相近的物体来帮孩子建立对应的表象。例如:

  在教学体积和体积单位的教学时,笔者发现“体积和体积单位”是学生空间观念的一次巨大发展和飞跃,同时解决问题是对学生综合能力的考验,但体积单位比较抽象,因此,我引导学生列举生活中实例,激发学生欲望,让学生在活动中理解应用数学知识解决实际问题。如:找出1立方厘米,1立方分米的正方体。摸一摸、量一量、说一说等实践活动,学生真正是在亲身经历和体验下认识体积单位,从而在头脑中形成表象,有助于以后计算和估算物体的体积。这一环节中学生说到了很多身边哪些物体的体积约是1立方厘米,1立方分米,在1立方米的正方体中让学生依次进入,结果能容纳几个学生,学习气氛更是达到了高潮,同时使学生真真切切地感受到数学与现实生活的密切联系,数学就在身边。又在教学人教版三年级下册《面积和面积单位》时,在认识1平方厘米的大小时,要出示1平方里面的正方形,让孩子触摸感受1平方厘米的大小,再让孩子闭上眼睛,想象1平方厘米的大小,然后找到生活中1平方厘米一样大的物体,例如大拇指指甲盖,从而创建1平方厘米的大小表象。在认识完1平方厘米、1平方分米、1平方米之后,要把这三个正方形叠在一起,让孩子发现1平方米是最大的,而且大很多,1平方厘米是最小的,从而能够选择正确的面积单位,建立正确的表象。这一教学培养了学生自学能力,小组合作交流能力及语言表达能力,同时也提高了学生参与尝试的兴趣。

    在图形与几何,在数与代数、解决问题中渗透数学基本思想,在概念教学、探索规律等也都有渗透。几何直观可以化繁为简,化抽象为具体,帮助孩子理解。无论是什么类型的课,在日常课堂教学中都应注意挖掘其中蕴含的几何直观核心素养,从小抓起,比如从一年级教学中就开始渗透,循循善诱,落到实处,做扎实!这其实也体现了实践第一的重要辩证唯物主义思想。同时我们要让孩子们不要受到思想束缚,不要形成思维惯性,要有敢于怀疑的态度和创新精神。

    综上所述,小学数学教学中有着大量的抽象、模型、推理和辩证唯物主义思想,我们教师必须努力提高自身素质,深入钻研教材,帮助学生尽早形成辩证唯物主义观念,为以后正确价值观、人生观的形成打下基础。

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