[摘 要] 图形,是数学信息的重要载体;教学中要培养学生直接从图中搜集、分析和处理信息的能力,即培养读图能力. 小学高年级数学教学中,所接触的线段图、几何图形、坐标图等图象较抽象,条件隐蔽,关系复杂. 可以采用“图文结合,化零为整”,“图绘结合,化静为动”,“图型结合,化虚为实”,“图策结合,化难为易”等策略,有效培养和提升学生的读图能力.
[关键词] 小学数学;读图能力;培养策略图形,是数学信息的重要载体;《数学课程标准》指出:“要培养学生直接从图中搜集、分析和处理信息的能力”,强调读图能力的培养.小学数学低、中年级常常用直观、趣味性强的图形、图象呈现数学信息,学生已经初步学会读图,具备了初步的读图、析图能力. 高年级教学中,接触到的图象有情景主题图,更多的是线段图、几何图形、坐标图等,这些图象往往更为抽象、条件更为隐蔽,关系更为复杂. 如何进行读图能力的有效培养,提高分析和解决问题的能力,是小学高年级数学教学中亟待解决的问题. 笔者拟从“四个结合,实现四化”入手,谈谈个人的体会.
高年级的教材中,大量存在情景主题图、图文信息题,它们的信息较为零散. 这类题目,旨在让学生运用观察、阅读、归纳、分析的方法,获取有用的信息,以进行演算和推理,培养学生获取信息的能力、信息转化能力和应用信息的能力. 图文结合,就是要把图形和文字的信息进行综合、叠加,化零为整,又要把图文信息相互对应,将它们所蕴涵的信息进行相互补充和相互支撑. 我们要引导学生有序观察,多角度思考,保持信息的完整性,筛选出有效的信息,并提出问题,形成解决问题的方案.
比如:爸爸从甲地走向乙地,儿子从乙地走向甲地,两人同时出发,两人之间的距离与儿子行走时间的关系如图1所示,根据图象可得爸爸比儿子每分钟多走( )米.
这是一道图文信息题,题干文字中提供了两个主要信息:一是爸爸和儿子是相向运动,二是求速度差. 图象中提供的信息更为丰富,图象的横坐标上,时间变量从0到24分钟,有8分钟和24分钟两个明确的时间信息;纵坐标上,路程变量是0到720米. 若图文相离,则信息不全,无从解题,甚至偏离正确的思路,使问题复杂化. 如果读图时,通过图文结合,整合信息,细心观察、分析图象含义,就可以抓住图中关键信息——8分钟和24分钟,算出父子速度以及儿子的速度,进而解决问题,即:①速度和:720÷8=90(米)②儿子速度:720÷24=30(米)③速度差:90-30=60(米).
静态的读图与动态的绘图操作,似乎是不相干的事,其实不然,“能根据文字绘出或想象出图意”是读图能力提高的一个标志. 读图需要借助对图形特征的认识、需要借助操作的经验和感知.陆游诗云“书上得来终觉浅,绝知此事需躬行.” 实践出真知,化静为动,图绘相益. 读图为绘图操作提供信息支持,画图操作为读图奠定感性基础. 图绘结合,有助于学生直观地读出信息,厘清数量关系.
如图2:长方形ABCD以BC为轴旋转一周后,其中白色部分和黄色部分体积比是多少?面对这个静态的图形,学生会如何读图呢?经调查发现,学生读图解答时主要有三种情况:(1)从图中直观看图,轻率得出白色、黄色两部分经旋转后的体积比为1∶1;这种结论受到 “先入为主”效应的影响——学生直观感知:图形一样,旋转后的图形也一样,因而体积也一样. (2)根据题意进行想象,绕BC边旋转后是一个圆柱体;但学生想象会存在困难,分析结论时,意识停留在圆柱体沿直径的一个纵截面上——长方形AA′DD′(见图3),白色与黄色区域相同,得出体积相等的错觉;这种情况是学生想象能力发展水平还不够而引起的,也有学生探究问题的深度不够及对所学知识的概念理解不深入. (3)思维和空间想象能力比较强的孩子,凭借读图分析能顺利、正确解题;事实表明,这种情况为数不多,约占30%. 如果在读图时,教师引导学生采取“图绘结合、化静为动”策略,根据题意画出示意图(见图3),就很容易发现:黄色部分是一个与圆柱等底等高的圆锥,体积占圆柱体的三分之一,白色部分体积则占圆柱体的三分之二,从而得出V白和V黄的比是2∶1.
小学生的思维发展,从感性思维向形象、抽象思维过渡,高年级学生已经具备了一定的空间想象能力,但发展水平还很有限;面对立体图形的读图,往往还是受年龄心理特征的约束,对想象的立体图形的感觉“虚而不实”,总体表现“平面强、立体弱”. 对于立体图形的读图能力的提高,我们认为可以图形结合,化虚为实. 利用实物或模型操作,既激发了学生的学习兴趣和学习积极性,同时带来真实、丰富的感知,积累大量的表象. 图形结合,还可以唤醒学生的生活体验和知识经验,建立起图象与立体图形的空间联系,形成“空间感觉”.
如图4,根据正面、上面、左侧面的视图,所观察到的物体是什么样子?共有多少块小正方体?本题的读图,需要较强的空间想象能力,要依据三份视图进行三维构建,学生无从下手或构建不完整. 教师可以引导学生用小正方体学具,尝试搭拼图型,再把图形与实物模型进行对照,打通平面图形与立体图形之间的联系,提高空间想象能力、读图能力. 当然,用尝试画图的方式,也能殊途同归,都能实现对学生读图能力的提升.
策,方法也. 分割、旋转、平移、转化、等量代换等方法都是读图活动中有效的策略. 高年级教学中,常有较为复杂的图形,往往数量关系较为隐蔽. 读图、分析处理图形信息时,借助这些策略,可以实现信息的有效转化,使读图化繁为简,化难为易,图形的数量关系进一步清晰,有利于形成简明的解题思路.
读图时,采用的策略不同,所获取的信息就不同,分析和解决问题的方法也就不同,应注重解题策略的优化. 如图5,求阴影部分的面积. 方法1:采用分割法,在正方形中添加对角线,把阴影部分分割成八个弓形,再求和. 方法2:重叠法;图中有4个半圆,即2个圆,试想,如果这2个圆铺满正方形,没有重叠,则2个圆的面积正好等于正方形的面积;而图形中有出现重叠,则说明2个圆的面积减去正方形的面积正好等于阴影部分的面积.
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又如图6:(1)面积比较:S△AOD( )S△BOC;(2)图中有( )对面积相等的三角形.学生在读图中,会凭视觉、直觉认为S△AOD略大,造成错误结论.如果在读图时,结合梯形的高或平行线之间距离相等的性质,就能读出图中△ACD与△BCD等底等高,即S△ACD=S△BCD,运用等量消去策略,减去S△ODC,可得S△AOD=S△BOC,进而得出图形中有3对面积相等的三角形. 读图中,能否运用相关的策略,读出图形信息,对于分析和解决问题至关重要.
总之,图形是一种数学语言,读图就是要读出图形所传递的数学信息;在小学高年级数学教学中,要激发学生读图兴趣,更要多渠道、多角度进行读图能力的培养,并进行必要的方法指导和训练,以期提升读图能力,乃至提高学生数学素养和数学能力.