為了研究數(shù)學(xué)中的數(shù)形結(jié)合,我買來了一本書《把數(shù)學(xué)畫出來》,它是一本小學(xué)畫數(shù)學(xué)教學(xué)實踐手冊。剛讀了幾頁,它就解開了我的一個困惑。既然是數(shù)形結(jié)合,那勢必要有“形”,即畫圖,那數(shù)學(xué)中的“圖”到底都包括哪些種類呢?常見的線段圖和平面圖、立體圖我倒是很熟悉,除此之外,還包含有哪些“圖”呢?這本書中給出了答案。
《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》將幾何直觀作為十大核心詞之一,提倡利用圖形描述和分析問題,它的導(dǎo)向是能畫圖就盡量畫,實質(zhì)是將相對抽象的思考對象“圖形化”,盡量把問題、計算、證明等數(shù)學(xué)的過程變得直觀,而直觀了就容易展開形象思維。因此畫就是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的“腳手架”。
那么在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,作為腳手架的“畫”都有哪幾類呢?小學(xué)經(jīng)常用到的“畫”包含以下幾種類型:
(一)畫概念圖
概念圖,是指利用圖示的方法來表達(dá)數(shù)學(xué)知識之間的本質(zhì)聯(lián)系,使隱性的知識顯性化、可視化,便于思考、交流和表達(dá)。通過畫概念圖,可以抽象出概念的本質(zhì)屬性,使小學(xué)生所學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)概念及其關(guān)系更加形象化,以便學(xué)生對此進(jìn)行表征。這是搭建支架的一種方法。
例如,“直角三角形”這一概念反映的對象的本質(zhì)屬性是“三角形,其中有一個內(nèi)角是直角”,至于三邊的長短及其他兩個銳角的大小都是特殊的、次要的、非本質(zhì)的屬性。通過讓學(xué)生畫“直角三角形”的各種變式圖,就能幫助學(xué)生理解它的本質(zhì)屬性。
(二)畫線段圖
線段圖,主要用來表示問題解決題型中的數(shù)量關(guān)系,幫助學(xué)生分析題意、解決問題。畫線段圖的過程,是從抽象的文字到直觀的再創(chuàng)造、再演示的過程。當(dāng)下對線段圖的研究,基本都是從案例出發(fā),分析線段圖在解決問題時的應(yīng)用,落腳點都?xì)w于圖像表征在解決問題時的輔助作用。但是,畫數(shù)學(xué)教學(xué)是希望學(xué)生能掌握畫線段圖的方法,為己所用。這就需要形成一個學(xué)習(xí)的序列,后面會具體展開
(三)畫格子圖
格子圖,是以若干個小正方形為基本構(gòu)成要素,以信息加工過程的直觀性為形態(tài)的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)工具。格子圖是一個相對寬泛的概念,從某種意義上來講,點子圖、數(shù)對圖、坐標(biāo)圖都是格子圖的表現(xiàn)形式。
理論上講,有意識地引導(dǎo)學(xué)生借助格子圖找出已知條件與問題之間的聯(lián)系,并把分析的過程直觀地表示出來,能使抽象思考的過程有具體表象的支撐。格子圖對學(xué)習(xí)“圖形特征”和“圖形面積”這兩方面的知識有比較大的用處。
(四)畫數(shù)學(xué)繪本
數(shù)學(xué)繪本,是指通過設(shè)計問題推進(jìn)式連環(huán)畫,設(shè)計知識結(jié)構(gòu)式繪本,讓學(xué)生基于理解重新經(jīng)歷知識模型的建立過程,發(fā)展數(shù)學(xué)能力和傳情表意的綜合能力。
通過繪本形式體現(xiàn)數(shù)學(xué)內(nèi)在的樸素、奇妙的本質(zhì)及數(shù)學(xué)思想,引導(dǎo)、幫助學(xué)生自然地進(jìn)入數(shù)學(xué)學(xué)習(xí),理解數(shù)學(xué)的意義,它在一定程度上還原了數(shù)學(xué)的本來面目。例如,四年級上冊認(rèn)識了平行四邊形和梯形后,所有特殊四邊形的認(rèn)識就結(jié)束了,就可以以各種四邊形的特征為主題編一個故事,以連環(huán)畫的形式呈現(xiàn)出來,數(shù)學(xué)繪本故事就精彩地亮相了。
(五)畫思維導(dǎo)圖
畫思維導(dǎo)圖,是一種將思維形象化的方法。思維導(dǎo)圖又稱心智地圖或思維地圖,是一種利用圖像思考問題的輔助工具。思維導(dǎo)圖是通過一個中央關(guān)鍵詞或想法引起形象化的構(gòu)造和分類,以輻射線形式聯(lián)結(jié)所有的代表字詞、想法、任務(wù)或其他關(guān)聯(lián)項目的圖解方式。
它比較適用于單元預(yù)習(xí)與單元知識整理復(fù)習(xí)。如學(xué)習(xí)“小數(shù)的意義與性質(zhì)”單元前,可以利用思維導(dǎo)圖,進(jìn)行網(wǎng)狀化的梳理,幫助學(xué)生提前形成整體性認(rèn)識。
(六)畫解題路徑圖
解題路徑圖是學(xué)生在解決數(shù)學(xué)問題過程中,把隱藏在大腦中的一個個“算法”或者問題解決的步驟畫出來。這不但能厘清條件與問題之間的邏輯關(guān)系,還能幫助自己直觀地審視解題思路與程序,防止錯誤的發(fā)生。
例如,有關(guān)組合圖形面積的題目,教師覺得不是很難,但學(xué)生卻很容易出錯,這主要是解題步驟多導(dǎo)致的。小學(xué)生面對信息量大的情況,很容易“一多就亂”。通過錯題分析,學(xué)生感受到錯誤中表現(xiàn)出來的“思路混亂”,形成畫解題路徑圖的心理需要。通過學(xué)會畫解題路徑圖,提升解答組合圖形面積問題的正確率。
以上這些畫圖方式,或者叫腳手架,對學(xué)生而言,自然意義非常。
那么這些不同類型的“圖”到底應(yīng)該如何融合在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)過程中呢?且看下次分解吧。