宋 冰
(吉林省长春市东北师范大学附属小学,吉林长春 130000)
数学应用意识是一种用数学的眼光,从数学的角度观察、分析周围生活中的问题的积极的心理倾向和思维反应。它强调的是自觉地、主动地应用数学,观察、分析和解决现实生活中的问题,是一种精神状态,属于观念、意识的范畴,以学生自主参与为主,是培养学生应用意识的重要和有效载体[1]。
《绘制校园平面图》要综合运用图形位置、测量比例和数据收集等知识,经历设计、测量并绘制完成校园平面图的学习过程。这个活动源自学生熟悉的学习环境,综合性强,包含了多个知识、多种活动形式、多种体验过程以及多种评价方式,学习过程完整,符合六年级学生的心理和年龄特点,更有利于激发、促进和培养学生的应用意识。笔者从如下五个方面进行了尝试。
数学应用意识并不是简单的“数学+生活”,生活化的数学问题和数学化的生活问题,都是经过抽象和简化之后的。而“真”问题往往是亟须解决的,是伴随很多现实因素的,需要逐渐抽丝剥茧,然后创造性地运用多种数学知识、思想和策略反复地进行思考、分析,最后得出结论,解决问题[2]。
活动的任务是:科学、准确地绘制东北师范大学附属小学(以下简称东师附小)的校园平面图。
要求:严格按照东师附小的校园以及南北教学楼的形状和位置进行绘制。
从校园的航拍图上(如图1所示)可以看出学校校园和教学楼的形状都不规则,甚至个别地方还有曲线,这无论在测量还是绘制上,对六年级的学生来说都具有很大的难度。原有的3—4人学习小组不能满足活动的需要,笔者将全班38人分成了5个小组,并用抽签的形式给每个小组提供了大小不同的纸张,要求每个小组独立完成测量和绘图任务。
图1
为了保证每位学生都能够充分思考和体验,确保实践过程的完整性和连续性,本次活动笔者一共进行了4个课时。
按照教学目标和实际需要,设计活动方案是非常重要而且十分必要的。于是,在第一节课中笔者就把这个内容分散、放缓,布置完任务,就带领学生去操场实地走一走,鼓励他们先画一个草图,回到教室再看一看航拍图,进而加深印象,在头脑中形成平面图雏形。之后,再引导大家思考,并用简单的文字记录:(1)绘制校园平面图大概需要分几步?(2)量的时候和画的时候要考虑到哪些细节问题?(3)怎样做能够既准确又节省时间?(4)怎样分工更合理?
然后,全班学生对校园的轮廓、大体的形状,用什么工具测量,需要量哪些地方(哪些长度可以直接计算),半圆形的墙面需要量什么地方,怎么量、如何分工等问题进行了深入的思考和研究。讨论结束,几乎所有小组都意识到这个活动很复杂,做好计划非常重要。通过这样一个从无到有、从简单到详细、从粗略到完备的制订计划的过程,制作预案的活动经验已经逐渐内化了。这样的细节会让学生深深感受到数学的应用价值,并积累了丰富的数学活动经验。
在测量的过程中,学生并没有急着测量,而是先观察、思考。有人发现:北楼是轴对称图形,可以只量一半;有一些边长不需要测量,通过计算即可。有了这些想法,可以减少一半的工作量。在测量中,他们互相提醒尺子贴到墙上测更准确;有风的时候排成一条线踩着绳子测量误差小。还有的小组为了保证数据的准确性,与其他小组合作,测量并计算平均值。记录数据的方式也是各有千秋:有先画出标准的草图再标数据的,也有边测量、记录边调整草图的……这些智慧是学生自己运用六年的学习和生活经验自己产生的,让人无限感慨。
画图时,大家只知道两栋楼之间有一定距离,并不能准确确定教学楼的位置。于是,组内就怎么确定位置展开讨论。有的小组不怕麻烦直接测量了所有间距;也有的小组选择补测教学楼和校园周边所有间距的办法。测量时,大家又因为过程复杂,而继续讨论,最终确定只要再测量一侧间距就可以确定位置。
这是一个二维平面确定位置的问题,对于确定点的位置的习题,学生能做出,但到了真正解决问题的时候就不是所有人能想明白的。正是这些小的细节,无形中促进了学生的空间观念、数学分析观念和合情推理等能力的发展。
画图时,笔者要求学生根据纸张的大小合理地选择比例尺,尽可能大地画出校园平面图。这是确定比例尺的实际问题,看似简单,操作起来就会发现我们平时做题都过于理想,现实中确定比例尺远远比做应用题复杂。
镜头一:能不能用另一张纸在原有的纸下面接一块?
有的小组用教学楼确定比例尺,画完教学楼之后校园轮廓必然画不下;也有的小组只用校园的长确定比例尺,等到画宽的时候,才发现画不下。
镜头二:纸太小了,没有合适的比例尺!
选纸时,很多小组喜欢小纸,认为小纸好画。画起来却发现无从下手,有一个小组试了一节课都没有确定出合适的比例尺,怎么画都超出边界。
镜头三:这张纸太完美了,正好!
有的小组在绘图过程中,长、宽分别选择了不同的比例尺,看似完美,却隐藏了致命的问题。这些问题引发了学生的深入思考,最后大家发现,比例尺的本质是比,图形按照比例尺放大与缩小,就是要把它的每一条边都按着这个比进行放大或缩小。至于缩放哪条边,只是技术上的问题。
活动的过程其实也是试误的过程,错误的经历带给学生深刻的思考和宝贵的经验,所以教师在每个环节都尽可能地设计反思的过程,既是促进学生思考,又是帮助学生总结。
学生们通过探索、研究,科学、准确地绘制出了东师附小校园平面图,这些作品,虽然有些不是特别完美,但是它们就像一本书一样蕴含了太多的情感和智慧。笔者想,这场“疯狂的行动”也一定让每个学生都有所触动吧。