刊名: 教育研究
主办: 中国教育科学研究院
周期: 月刊
出版地:北京市
语种: 中文;
开本: 大16开
ISSN: 1002-5731
CN: 11-1281/G4
邮发代号:2-277
历史沿革:
专题名称:教育理论与教育管理
期刊荣誉:社科双效期刊;国家新闻出版总署收录;中国期刊网核心源刊;CSSCI 中文社会科学引文索引来源期刊;北京大学《中文核心期刊要目总览》来源期刊;
创刊时间:1979
在小学几何教学中培养学生 自主探究学习的实践和体会
【作者】 李治刚
【机构】 四川省宜宾市翠屏区李庄镇中心小学校
【摘要】【关键词】
【正文】 新课标中指出:在几何教学中,应注重学生探索现实世界中有关空间与图形的问题;要注重学生通过观察、操作、推理等手段,在获得基础知识和基本技能的同时,发展学生的空间观念。
在多年教学实践的基础上,结合新的课程理念,我对几何初步知识课堂教学作了初步的探索得出:教师要遵循学生的年龄特点、认识规律及心理特征,充分利用和创造各种条件引导学生通过对物体模型的观察、测量、拼摆、画图、制作等活动,运用直观、操作、概括、对比、辨析等教学手段,让学生自主探究学习掌握形体的基本特征和面积、体积的计算方法。
一、利用学具,给学生一个“操作数学”的过程。
低年级的儿童的几何学习主要是低纬度的和较为直观的,因此,图片的呈现可能会有利于他们对图形的直观特征的观察,但是,操作却更能加深儿童对这些直观特征的体验。例如,对一年级的儿童老说,可能观察感知长方形、正方形或三角形的图片的方式,就不如让他们去触摸这些形状的卡片,但如果是让儿童自己用小棒去搭建这些图形可能效果会更好。而到了稍高年段的儿童,他们的几何学习开始涉及较多的抽象性,因此,就会更需要通过操作来帮助他们形成对图形性质的认识。例如,他们对长方形面积计算方法的认识,就是通过“方格”的方式,利用比较而获得的。而他们学习平行四边形、梯形或三角形等面积计算方法,则是通过对图形的割补来推得的,而不是依据几何的公理体系,通过严格的逻辑推理而或等的。
学生在学习几何知识时,要从具体事物的感知出发,获得清晰、深刻的表象,再逐步抽象出几何形体的特征,以形成正确的概念。如在学习长方形的认识时,启发学生根据自己已有的知识找出生活中的长方形来。学生可以列举出桌面、玻璃板、书面、黑板面等。此后,再让学生拿出一张长方形纸,自己去比一比、折一折、量一量找出长方形的特征。然后教育学生用简练的语言将长方形的特征描述出来。接着,再用纸、笔画出一个长方形来。
二、创设情境,给学生一个“实验数学”的机会
新课标中指出,数学教学活动应向学生提供充分从事数学活动的机会,让学生主动地进行观察、实验、猜测、验证、推理与交流等,让学生亲身经历将实际问题抽象成数学模型并进行解释与应用的过程。所以在教学几何知识时,我给学生创设自主探索的空间,让他们经历探索物体与图形的形状、大小、运动和位置关系的过程,实验获取简单几何体和平面图形的基础知识和基本特征等。在这一环节,又可以分为以下几步:
1、先进行猜测,明确探究方向
猜测、估计、假设是一切研究的开端。先根据现象提出假设,然后实验验证假设,这正是人们认识事物,发现规律的一般思维过程。另外针对问题先提出假设,可以使下一步的研究方向更加明确,更有目的性。
例如:学习圆的周长时,先让学生猜一猜,圆的周长会与什么有关系?有的说与半径有关,有的说与直径有关系。教师进一步引导:它们之间会是一种什么关系呢?学生猜测会是一种倍数关系,2倍、3倍或4倍等等。
2、制定探究实验,验证猜测
新课程所倡导的学习方式就是自主、探究、合作。在学生作出猜测之后,同学们的猜测是否正确呢?这时就可以完全放手让学生自己去实验探究。值得注意的是,学生在活动之前,教师要求他们要先根据自己的猜测制定验证方案,目的是培养学生解决问题的策略意识,在此基础上,再让学生去动手操作、去验证猜测、去观察发现。
例如:在“圆的周长”中,刚才同学们进行了猜测,那谁的猜测对呢?怎样来验证一下你们的猜测呢?先让学生想出验证方案,即要验证到底是几倍关系,就要先测量几个圆的周长和直径各是多少,作好记录,然后再用周长值除以直径值,看看到底是几倍关系。在明确该怎么做的基础上,再让学生以小组为单位进行操作,充分发挥小组合作的优势。这样做,既可以培养学生在解决问题时的一种策略意识,同时又训练了学生的实际操作、动手的能力。
3、相互交流、互动生成新结论
学生在小组学习的基础上,再进行全班范围的汇报交流。在这一过程中,师生之间可以进行纠正、补充、辩论等,学生和教师的思维进行充分地交流、碰撞,从而使学生在这一互动的过程中不断调整其认知结构,最终生成新的正确的知识结论,从而完成知识的建构过程。
还是以“圆的周长”为例,在学生探索、经历、体验的基础上,老师再对学生的表现进行评价、总结、升华,即所有圆的周长总是直径的3倍多一点,它实际上是一个固定的数,我们把圆的周长与直径的比值叫做圆周率等等。从而使学生的认识上升到理论的高度,也很好地体现了教师组织者、引导者、合作者的作用。在这里老师还可以补充一部分资料,如祖冲之的资料、圆周率的资料等,丰富学生的学习资源,也可以培养学生学习数学的兴趣。
三、精心设计,给学生“研究数学”的活动
在五上《三角形的面积计算》一课中,教师在复习了平行四边形的面积公式之后,黑板上贴出一个直角三角形、一个锐角三角形、还有一个钝角三角形,问:你能求出三角形的面积吗?任选一个三角形求出它的面积,当一学生用底乘高再除以2的方法,求出三角形的面积之后,教师问:底乘高的积表示什么?学生答:底乘高表示这样的两个三角形拼成的平行四边形的面积。教师请学生上台拼一拼,学生用两个相同的三角形拼出了一个平行四边形。师:除以2又表示什么?生:平行四边形的面积除以2就是它的一半,也就是这个三角形的面积。生2:我还有一种方法,是高除以2再乘底。师:说说你的方法表示什么意思?生上台剪拼,生2取了一个直角三角形,取高的中点,作底的平行线,剪开,把上面的三角形旋转180°拼下来,拼成一个长方形。这个长方形的宽就是三角形的高的一半,长方形的长就是三角形的底,所以三角形的面积也就是高除以2再乘底。(如图1)
同样的思路,学生也提到,可以用底除以2乘高来求三角形的面积,即取底的中点,作高的平行线,剪开,把右边的三角形旋转180°拼上去,拼成一个长方形。长方形的宽就是三角形底的一半,长方形的长就是三角形的高,所以三角形的面积就是底除以2再乘高。(如图2)
这个动手操作练习,让学生的思维活起来了,想法层出不穷,创新思维得到了训练,学生对三角形的面积公式有了更透彻的理解。
四、画图中培养几何直观
几何直观在本质上是一种通过图形所展开的想象能力,通过画图可以将复杂的数学问题变得简明、形象,有助于探索解决问题的思路。因此,在小学数学教学中激发学生的画图兴趣,促进几何直观能力的发展,是十分重要的。数学兴趣是推动学生不懈追求的一种内在驱动力,而画图兴趣则是几何直观教学的载体。教学中要善于启发和创设情境,激发学生的画图兴趣,培养学生的几何直观能力。
在日常的教学中,要帮助学生从小养成良好的画图习惯。首先,要通过多种途径和方式使学生真正体会画图对理解概念、寻求解决思路带来的益处。其次,要求学生解决问题时能画图的尽量画图,将相对抽象的思考对象“图形化”,尽量把数学的过程变得直观,直观了就容易展开形象思维。再次,要让学生规范画图,能准确直观的表达题意。例如关于求面积的问题,关键要使学生想到画图、正确画图、用图分析和体验画图解决问题的好处。首先向学生呈现例题:一块正方形试验田,如果长和宽都增加5米,面积将比原来增加875平方米。原来试验田的面积是多少平方米?面对比较难理解的数学问题,引导学生想到用画图的方法来解决。接着鼓励学生尝试画示意图,让学生的思维集中于用画图来表达题意,并通过师生交流,进一步完善画出的示意图,使学生感受到画图能清楚地理解题意。
通过实践我深深地体会到:小学几何教学要让学生经历操作、观察、猜想、证明等数学活动,发展合情推理能力和初步的演绎推理能力。在一定程度上拓宽学生对几何图形的深入分析。本着为学生提供自主探索、合作交流的时间和空间。设置现实的、有意义的、富有挑战性的问题,源于教材,又对教材有所拓展和补充,更有利于引导学生参与“合情推理和演绎推理的过程。”拓宽发展学生推理的能力空间,从而有效地发展学生的推理能力。提高学生解决几何问题的效率。
在多年教学实践的基础上,结合新的课程理念,我对几何初步知识课堂教学作了初步的探索得出:教师要遵循学生的年龄特点、认识规律及心理特征,充分利用和创造各种条件引导学生通过对物体模型的观察、测量、拼摆、画图、制作等活动,运用直观、操作、概括、对比、辨析等教学手段,让学生自主探究学习掌握形体的基本特征和面积、体积的计算方法。
一、利用学具,给学生一个“操作数学”的过程。
低年级的儿童的几何学习主要是低纬度的和较为直观的,因此,图片的呈现可能会有利于他们对图形的直观特征的观察,但是,操作却更能加深儿童对这些直观特征的体验。例如,对一年级的儿童老说,可能观察感知长方形、正方形或三角形的图片的方式,就不如让他们去触摸这些形状的卡片,但如果是让儿童自己用小棒去搭建这些图形可能效果会更好。而到了稍高年段的儿童,他们的几何学习开始涉及较多的抽象性,因此,就会更需要通过操作来帮助他们形成对图形性质的认识。例如,他们对长方形面积计算方法的认识,就是通过“方格”的方式,利用比较而获得的。而他们学习平行四边形、梯形或三角形等面积计算方法,则是通过对图形的割补来推得的,而不是依据几何的公理体系,通过严格的逻辑推理而或等的。
学生在学习几何知识时,要从具体事物的感知出发,获得清晰、深刻的表象,再逐步抽象出几何形体的特征,以形成正确的概念。如在学习长方形的认识时,启发学生根据自己已有的知识找出生活中的长方形来。学生可以列举出桌面、玻璃板、书面、黑板面等。此后,再让学生拿出一张长方形纸,自己去比一比、折一折、量一量找出长方形的特征。然后教育学生用简练的语言将长方形的特征描述出来。接着,再用纸、笔画出一个长方形来。
二、创设情境,给学生一个“实验数学”的机会
新课标中指出,数学教学活动应向学生提供充分从事数学活动的机会,让学生主动地进行观察、实验、猜测、验证、推理与交流等,让学生亲身经历将实际问题抽象成数学模型并进行解释与应用的过程。所以在教学几何知识时,我给学生创设自主探索的空间,让他们经历探索物体与图形的形状、大小、运动和位置关系的过程,实验获取简单几何体和平面图形的基础知识和基本特征等。在这一环节,又可以分为以下几步:
1、先进行猜测,明确探究方向
猜测、估计、假设是一切研究的开端。先根据现象提出假设,然后实验验证假设,这正是人们认识事物,发现规律的一般思维过程。另外针对问题先提出假设,可以使下一步的研究方向更加明确,更有目的性。
例如:学习圆的周长时,先让学生猜一猜,圆的周长会与什么有关系?有的说与半径有关,有的说与直径有关系。教师进一步引导:它们之间会是一种什么关系呢?学生猜测会是一种倍数关系,2倍、3倍或4倍等等。
2、制定探究实验,验证猜测
新课程所倡导的学习方式就是自主、探究、合作。在学生作出猜测之后,同学们的猜测是否正确呢?这时就可以完全放手让学生自己去实验探究。值得注意的是,学生在活动之前,教师要求他们要先根据自己的猜测制定验证方案,目的是培养学生解决问题的策略意识,在此基础上,再让学生去动手操作、去验证猜测、去观察发现。
例如:在“圆的周长”中,刚才同学们进行了猜测,那谁的猜测对呢?怎样来验证一下你们的猜测呢?先让学生想出验证方案,即要验证到底是几倍关系,就要先测量几个圆的周长和直径各是多少,作好记录,然后再用周长值除以直径值,看看到底是几倍关系。在明确该怎么做的基础上,再让学生以小组为单位进行操作,充分发挥小组合作的优势。这样做,既可以培养学生在解决问题时的一种策略意识,同时又训练了学生的实际操作、动手的能力。
3、相互交流、互动生成新结论
学生在小组学习的基础上,再进行全班范围的汇报交流。在这一过程中,师生之间可以进行纠正、补充、辩论等,学生和教师的思维进行充分地交流、碰撞,从而使学生在这一互动的过程中不断调整其认知结构,最终生成新的正确的知识结论,从而完成知识的建构过程。
还是以“圆的周长”为例,在学生探索、经历、体验的基础上,老师再对学生的表现进行评价、总结、升华,即所有圆的周长总是直径的3倍多一点,它实际上是一个固定的数,我们把圆的周长与直径的比值叫做圆周率等等。从而使学生的认识上升到理论的高度,也很好地体现了教师组织者、引导者、合作者的作用。在这里老师还可以补充一部分资料,如祖冲之的资料、圆周率的资料等,丰富学生的学习资源,也可以培养学生学习数学的兴趣。
三、精心设计,给学生“研究数学”的活动
在五上《三角形的面积计算》一课中,教师在复习了平行四边形的面积公式之后,黑板上贴出一个直角三角形、一个锐角三角形、还有一个钝角三角形,问:你能求出三角形的面积吗?任选一个三角形求出它的面积,当一学生用底乘高再除以2的方法,求出三角形的面积之后,教师问:底乘高的积表示什么?学生答:底乘高表示这样的两个三角形拼成的平行四边形的面积。教师请学生上台拼一拼,学生用两个相同的三角形拼出了一个平行四边形。师:除以2又表示什么?生:平行四边形的面积除以2就是它的一半,也就是这个三角形的面积。生2:我还有一种方法,是高除以2再乘底。师:说说你的方法表示什么意思?生上台剪拼,生2取了一个直角三角形,取高的中点,作底的平行线,剪开,把上面的三角形旋转180°拼下来,拼成一个长方形。这个长方形的宽就是三角形的高的一半,长方形的长就是三角形的底,所以三角形的面积也就是高除以2再乘底。(如图1)
同样的思路,学生也提到,可以用底除以2乘高来求三角形的面积,即取底的中点,作高的平行线,剪开,把右边的三角形旋转180°拼上去,拼成一个长方形。长方形的宽就是三角形底的一半,长方形的长就是三角形的高,所以三角形的面积就是底除以2再乘高。(如图2)
这个动手操作练习,让学生的思维活起来了,想法层出不穷,创新思维得到了训练,学生对三角形的面积公式有了更透彻的理解。
四、画图中培养几何直观
几何直观在本质上是一种通过图形所展开的想象能力,通过画图可以将复杂的数学问题变得简明、形象,有助于探索解决问题的思路。因此,在小学数学教学中激发学生的画图兴趣,促进几何直观能力的发展,是十分重要的。数学兴趣是推动学生不懈追求的一种内在驱动力,而画图兴趣则是几何直观教学的载体。教学中要善于启发和创设情境,激发学生的画图兴趣,培养学生的几何直观能力。
在日常的教学中,要帮助学生从小养成良好的画图习惯。首先,要通过多种途径和方式使学生真正体会画图对理解概念、寻求解决思路带来的益处。其次,要求学生解决问题时能画图的尽量画图,将相对抽象的思考对象“图形化”,尽量把数学的过程变得直观,直观了就容易展开形象思维。再次,要让学生规范画图,能准确直观的表达题意。例如关于求面积的问题,关键要使学生想到画图、正确画图、用图分析和体验画图解决问题的好处。首先向学生呈现例题:一块正方形试验田,如果长和宽都增加5米,面积将比原来增加875平方米。原来试验田的面积是多少平方米?面对比较难理解的数学问题,引导学生想到用画图的方法来解决。接着鼓励学生尝试画示意图,让学生的思维集中于用画图来表达题意,并通过师生交流,进一步完善画出的示意图,使学生感受到画图能清楚地理解题意。
通过实践我深深地体会到:小学几何教学要让学生经历操作、观察、猜想、证明等数学活动,发展合情推理能力和初步的演绎推理能力。在一定程度上拓宽学生对几何图形的深入分析。本着为学生提供自主探索、合作交流的时间和空间。设置现实的、有意义的、富有挑战性的问题,源于教材,又对教材有所拓展和补充,更有利于引导学生参与“合情推理和演绎推理的过程。”拓宽发展学生推理的能力空间,从而有效地发展学生的推理能力。提高学生解决几何问题的效率。