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要重视几何初步知识的教学

发表日期:2012-05-03  作者:曾德才  阅读次数:

无论是在CT扫描、核磁共振等医疗成像技术上,还是在机器人、光盘、传真、无线电话、高清晰电视等最新电子产品上,都广泛采用了传统的和现代的几何学理论。在人类进入电子信息社会的今天,几何学对人类社会发展的贡献越来越大。有人曾预言,21世纪是几何学的世纪,有人甚至喊出了“几何学万岁”的口号。我国教育要面向现代化,面向世界,面向未来。这些从客观现实上要求我们注重几何初步知识的教学。

数学是研究现实世界的数量关系和空间形式的一门科学。它的研究对象决定了小学数学应当在学生认识能力所及的范围内,学习有关形体的重要基础知识,培养学生具有初步的空间观念。《义务教育数学课程标准》在课程总体目标中明确要求:“经历探究物体与图形的形状、大小、位置关系和变幻的过程,掌握空间与图形的基础知识和基本技能,并能解决简单的问题;丰富对现实空间及图形的认识,建立初步的空间观念,发展形象思维。”几何初步知识是学生进一步学习几何的重要基础。

    几何形体是由点、线、面、体组成的。即由无数个点组成线,由若干条线组成面,由若干个面组成体。在小学数学中,几何初步知识的主要内容有:五线、五角、七形、五体。五线:线段、射线、直线、垂线、平行线;五角:锐角、直角、钝角、平角、周角:七形:长方形、正方形、平行四边形、三角形、梯形、圆形、扇形;五体:长方体、正方体、圆柱体、圆锥体、球体。这些形体中含有概念、性质、法则、定理、计算公式等五个方面的知识。这些几何初步知识具有直观性和可操作性等特点,对培养学生的空间观念、想象能力以及发展学生的思维等起着非常重要的作用。但在实际教学中,存在着只重视现存的结论,不重视结论的形成过程等弊病,造成学生学的不扎实,使几何初步知识在学生头脑中形成一种似是而非,模棱两可的模糊认识。根据小学生的思维特点和认识能力,在教学几何初步知识时,要努力做到下列几点。

一、  在建立概念时,列举实例,抓住特征,形成鲜明表象

    对小学生而言,由数到形是一次认识的飞跃,由形到体又是一次认识上的飞跃。小学数学中有关几何初步知识的概念,大部分是起始性概念或描述性概念,学生除了具有在生活中见过的零散感性认识外,不具备理性上的认识。因此,教师应给学生提供大量实物,出示形体模型和图片,把形体的形象在学生头脑中转化为表象,而形成表象的关键是抓住这些形体的本质特征。

    例如,平行线的概念是教学中的一个难点,它是建立在直线、平面和立体基础上的,由于学生立体感差,错误地认为只要是不相交的两条直线就一定是平行线。在教学时,先列举出平行线的实例,如笔直的铁轨,操场上的双杠等,将两条直线分别以不同的位置画在不同的平面内和同一个平面内,使学生认识到平行线研究的是在同一平面内两条直线的位置关系,如果不在同一平面内,就不必考虑。然后抓住“不相交”,使学生明确在同一平面内,由于直线可以无限延长,所以不要受表面现象所迷惑,将直线延长后,如果不相交,这两条直线才叫平行线。这就使学生既深刻理解了平行线的内涵,又了解和掌握了它的外延,从而牢固地建立起平行线的鲜明表象。

二、  在推导公式时,操作实验,严密推理,培养发现意识

    几何初步知识方面的计算公式主要有周长、面积(包括立体图形的侧面积和表面积)和体积(容积)方面的计算公式。这些计算公式主要通过操作实验,推理得出。但在现实的教学中,操作实验一般比较“死”,往往只能验证教科书上的结论,一些教师没有真正放手和放开,学生手脚被不同程度地束缚着。这样“推导”出来的公式,学生印象不深,死记和死套公式的现象严重存在,曾有学生在回答圆面积的计算方法时,认为只有“πr2正确,而“半径×半径×π ”不正确。因此,在推导公式的操作实验中,教师要有意识地让学生自主操作实验,严密推理,培养学生的发现意识。

   例如,圆锥的体积计算公式需要通过操作实验得到,在实验时可将全班学生分成若干小组,各组学生分别准备以下几种情形的圆柱形、圆锥形以及足量的沙子:

(1)   等底等高的圆柱和圆锥;

(2)        等底不等高的圆柱(包括“圆柱的高>圆锥的高”和“圆柱的高<圆锥的底”两种情形);

(3)        等底不等高的圆柱和圆锥(包括“圆柱的底>圆锥的底”和“圆柱的底<圆锥的底”两种情形);

(4)        不等底也不等高的圆柱和圆锥。

 各组在实验时可以将圆锥装满沙以后,向圆柱里面倒进;也可以先将圆柱装满沙子,再向圆锥里倒进。通过上述各种实验,由学生分别说出各种实验结果,再通过比较各种实验结果,让学生发现只有当圆柱和圆锥等底等高时,圆锥的体积才等于圆柱体积的三分之一。在此基础上,教师向全班学生进行实验演示,统一认识,强化实验的结论,使学生对圆锥的体积计算公式深信不疑。

三、  在比较异同时,突出特点,区别本质,培养辨别能力

   许多几何初步知识既存在联系,又有本质的区别,学生容易混淆。为此,需要加以区别。通常从基本概念入手,突出各自的特点,从本质上加以区别。

   例如,表面积和体积是两个不同的概念,可从三个方面加以区别:一是概念不同。表面积指的是物体的各个面的外表面积的总和;体积指的是物体所占空间的大小,即物体所含基本体积单位的个数。二是单位不同。表面积用面积单位,如:平方米、平方分米、平方厘米等;体积用体积单位,如:立方米、立方分米、立方厘米等。三是二者不能比较大小。由于表面积求的是面积,所以不能同体积比较大小,二者不具备可比性。

四、  在综合运用时,理清思路,动静结合,发展想象能力

  形体方面的综合题,往往使学生望而生畏,无从着手。而解答这类题的关键就是要理清思路。对有些形体方面的综合题,还要采取动静结合的方法,让学生展开想象,加以解决。

  例如:一个直角三角形,两条直角边的长分别为3厘米和4厘米。以短直角边为轴旋转一周,得到一个立体图形,这个立体图形的体积是多少?

  解答这道题需要学生具有一定的想象能力,在认识上有一个从静态的平面图形经过动态变化后,成为立体图形的转变和飞跃过程,对小学生而言,难以想像出图形旋转前后的变化状况。在分析解答时,首先理清思路:(1)直角三角形是怎样进行旋转的?(2)旋转一周后得到了什么样的立体图形?(3)要求的问题是什么?(4)具有哪些已知条件?(说出理由)(5)怎样计算出他的体积?

   只有当学生分别弄清了以上问题后,才有可能正确地计算出所求立体图形的体积。这种动静结合的题,不失为发展学生想象能力的好素材。

五、  在复习整理时,建立联系,形成网络,完善认知结构

几何初步知识分散在各册数学教材之中,跨度较大,学生容易遗忘。因此,在阶段性复习和总复习时,应把各个知识点有机地串联或并联起来,建立联系,形成网络。如,复习平面图形的面积计算时,先复习长方形的面积计算公式,并以此为辐射中心,根据图形面积计算公式推导的因果关系,再分别复习正方形、平行四边形和圆的面积计算公式。接下来由长方形、正方形和平行四边形的面积计算公式复习三角形的面积计算公式,由平行四边形的面积计算公式复习梯形的面积计算公式,由圆面积计算公式复习扇形面积公式。其结构图如下:

 

 

这就建立了七种平面图形面积计算的有机联系,有利于完善学生的认知结构。