《义务教育数学课程标准(2011年版)》指出:几何直观可以帮助学生直观地理解数学,在整个数学学习过程中都发挥着重要作用。画图也是一种几何直观,旨在借助图形帮助学生直接感知与认识事物的性质或数量关系。数学家希尔伯特在《直观几何》一书中指出:图形可以帮助我们发现、描述研究的问题;可以帮助我们寻求解决问题的思路;可以帮助我们理解和记忆得到的结果,这就是图形带给我们的好处。在实际教学中,我们发现,学生普遍缺乏画图的意识与能力,遇到较为复杂的问题,很少会主动想到用画图的方式来帮助思考和解答。由此看来,研究画图的妙用有其独特的现实意义。
概念在数学教学中有着举足轻重的作用。在日常教学中,我们常常发现,有些概念如果仅仅依靠文字叙述,学生理解起来比较困难,即使记住了结论,也常常是知其然而不知其所以然。借助画图法来帮助学生理解概念的本质,则能产生意想不到的教学效果。
例如:教学苏教版五上《小数的近似数》一课,教师出示练习题:写出4.96的近似数(精确到十分位)。学生出现了两种答案——5和5.0,教师组织学生讨论,发现大多数学生都同意近似数是5.0,但不少学生只是基于题目要求“精确到十分位”而认为近似数末尾的0不能去掉。学生是否真正了解近似数5.0和5的区别呢?于是,教师追问:近似值取5.0与5有区别吗?大多数学生面露难色沉默不语,只有几个学生表示5.0与5的精确度不同。其实,这个问题对学生来说用语言表述起来确实比较困难,为了帮助学生理解,教师呈现图1、图2引导他们进行对比。从图中能清楚地看出:近似数5.0的取值范围介于4.95—5.04之间,而近似数5的取值范围介于4.5—5.4之间,很好地解释了为什么近似数5.0比5更加精确。以后,学生也就不会再随意去掉近似数末尾的0了。可见,用画图法表述概念,使概念的呈现变得简单、直观,便于学生观察和理解,认清概念本质。
(图1)
(图2)
在教学中,我们常常发现,有些教学难点教师反复讲解很多遍却还是收效甚微,学生要么当时听懂了隔段时间又忘记了,要么只会死记方法而不会灵活运用。这是由于学生对这些知识点的认识只是浮于表面,而没有从根本上去理解。对于一些教学难点,教师不妨采用画图的方法辅助教学,促进学生理解知识本质。
例如:教学苏教版四下《解决问题的策略:画图》一课,有这样一个问题:一个正方形的边长是4分米,如果把对边增加1分米,面积增加多少平方分米?如果把邻边增加1分米呢?学生对“对边”和“邻边”的理解往往是学习的难点,通过画图(如图3、图4)则能很好地帮助学生突破这个难点。
图3 对边增加
图4 邻边增加
学生能从两幅图中直观地看出“对边”和邻边”的区别,增加部分的面积也直观地呈现在学生眼前,对边增加时只要用增加的长度×原有边长即可,邻边增加时则需要用分割法或用现有的大面积减小面积。
画图法有助于学生从图中寻找新的灵感,从而想出多种方法解决同一问题,促使他们在探索、对比和交流多种方法的过程中,不断加深对问题的认识和对方法的理解,从而促进他们数学思维的发展。
(图5)
(图6)
小学生的思维正处于从具体形象思维向抽象逻辑思维过渡的阶段,通过画图能使复杂的问题变简单、抽象的问题变具体。学生在画图过程中能逐步体会到图形的优势,找到一些在文字表述中不易发现的潜藏性内容,从而发现解题思路,渗透数形结合、对应、转化等数学思想,这些都是学生可持续发展的动力和源泉。