运用多媒体辅助几何知识教学的实践与探索
长沙高新区虹桥小学 鲁敏
内容提要:
从小培养学生的空间观念是几何初步知识教学的一项重要任务,运用多媒体辅助几何知识教学,能够提高课堂教学效率,对发展学生的空间观念和培养学生思维的灵活性方面有明显效果,同时,在活跃课堂气氛,提高学生学习兴趣方面也有积极成效。
关键词:多媒体技术 几何 空间观念
小学几何教学是指现行小学数学教材所包含的几何知识的教学。小学几何知识属于欧几里得几何学的范畴。欧几里得几何建立了最简单,最直观,最能为孩子们所接受的数学模型,欧氏几何不论是科学上和教育上都发挥巨大的作用,它是对学生进行思维训练、空间观念培养的绝好材料①。科学家认为,作为逻辑推理的体系,几何也许是可以代替的,但作为一种直观、形象化的数学模型,几何是不可代替的。由图形带来的直觉能增进学生对数学的理解,激发他们的创造力。特别是随着可视技术的应用,几何直观的作用越来越大,因此,科学家和数学家呼吁“21世纪几何万岁”②。但另一方面抽象和推理严谨的几何学起来又是困难的,历来是教学的难点。面对减负增效全面推进素质教育的浪潮,如何在几何教学中,突破难点,培养学生的空间观念和抽象概括能力,是我们教研的方向。
多媒体教学是利用计算机技术,网络技术和现代教学方法进行教育活动的一个整体概念,是在原有教学思想方法的基础上把文字、图形、影像、声音、视读以及动画等先进的多媒体技术引入学校课堂教学中去,教师可以结合图形、数字动画以及声音、音乐等,设计教学程序进行教学。在小学数学几何教学中,有许多知识学生接受起来比较困难,教师讲解起来也比较费力,如在教学中合理的使用多媒体技术,发挥多媒体电脑集声音、图像、动画于一体的优势,可以使抽象、枯燥的几何教学变得形象、直观、趣味横生,激发学生的学习兴趣,让几何易学,学生乐学。
一、利用多媒体,在教学中设计感性材料
几何知识抽象性的特点,与小学生认识事物形象性的特点是一对矛盾。教学实践证明,要使学生理解抽象的几何概念,必须为学生提供必要的感性材料,使之借助事物的具体形象或表象进行思维,从而逐步理解掌握知识。利用多媒体教学要依据学生思维的特点,结合教材内容和教学实际,充分发挥现代教学媒体功能,为学生设计出丰富的感性材料,使学生的各种能力在感知——理解过程中得到相应的培养和发展。
首先,感性材料的设计要能解决抽象问题,扫清问题中的障碍,使问题化繁为简、化虚为实,起到出奇制胜的作用。其次,设计感性材料还要能解决学生思维的障碍。几何作为一项数学知识,不仅有严密的逻辑性和广泛的应用性,更具有高度的抽象性。因此这种纯粹化的抽象性,一方面形成了几何知识本身显著的特点,另一方面也构成了学生学习几何的主要障碍。教学中,为使新旧知识更好的衔接起来,备课时,要精心设计,合理调整,适当安排,突出知识前后的内在联系,进而突出新旧知识共同要素,从具体事例引入新知识,为学习和迁移创造情境。最后,设计感性材料还可以把抽象的几何概念中数与形的关系,通过多媒体技术手段旋转、平移、分割、合并,以及慢镜头和分解动作,变抽象为具体,变隐形为显形,从而达到减少教学时空难度,降低抽象思维坡度,突破教学难点的目的。
二、 利用多媒体,可以化静为动感知几何概念的形成过程
在日常生活中,人们经常只注重在静止状态下让学生观察图形,结果使学生对一些概念分辨不清。在多媒体辅助几何教学中可以根据教材内容,调动学生多种感官参与学习,形成正确的几何概念,掌握图形的特征及内在联系。
人们只有清楚地观察到事物发生发展的过程,才能准确深入地认识事物变化的规律,从而在丰富的表象中由表及里,从具体到抽象,从特殊到一般,认识到事物的本质特征,形成正确的概念。几何概念的形成也不例外,很多几何的概念都是动态的发生过程。例如:在教学“线段、射线、直线”时,在屏幕上显示一个亮点,然后,从亮点向右射出一束水线,使学生看后马上就能悟出射线是怎么形成的;用不同色彩分别在射线上闪烁出第二个亮点和两亮点间的一部分,使学生认识到这就是线段,线段有两个端点;将左边一个端点向左延伸,就形成了一条直线;将直线向左右两边适当延伸后,问学生直线还可以向两边延伸吗?引导学生想象出直线无限长、不可度量、没有端点。通过这样直观教学,将那些看似静止的孤立的事物活动起来,使学生较易找出事物之间的联系和区别,从而获得正确、清晰的几何概念。
在几何概念教学中合理的使用多媒体辅助教学,让静态、抽象的几何概念通过声音、图形、动画的融入变得生动活泼,调动学生多种感官参与学习,在轻松和谐的气氛中掌握几何概念,自然会激发学生学习几何的兴趣,使学生喜欢学几何。
三、 利用多媒体,培养学生的创新意识,提高学生的创造能力
小学数学教学要使学生既长知识,又长智慧。多媒体辅助几何知识的教学,可以借助学生熟悉的具体事物,通过联想和类比,结合旧知猜想新结论,处理新问题,给学生提供自主探索的机会,促使他们主动地参与知识形成的全过程,把思维的空间留给学生,让学生把学习的过程变成探究、发现、创新的过程。
由于小学生的思维正处于具体形象思维逐渐向抽象逻辑思维过渡的阶段,所以几何形体的认识还依赖于观察和实验。利用多媒体辅助教学,可以把很多数学实验引入几何教学中,将几何知识产生的过程生动形象地展示在学生面前。例如:在教学三角形面积的计算时,我设计了这样的课件:把长方形、平行四边形分成两个三角形,让学生思考所分成的三角形与长方形、平行四边形的关系,三角形的底、高与长方形、平行四边形的底与高的关系,通过课件的演示,分成的两个三个形旋转重合在一起,学生很清楚地看到所分成的两个三角形完全一样,再把两个完全一样的三角形重叠、旋转、平移,拼成一个四边形,通过引导、观察,从而推导出三角形面积计算公式。在后面的梯形面积计算公式的推导过程中,学生通过回忆三角形面积计算公式的推导过程,提出梯形面积公式同样可以用割补、拼的方法进行推导,然后学生自己动脑、动手想出了好几种方法:①把两个完全一样的梯形拼成一个平行四边形。②在梯形中连接一条对角线,把梯形分成两个等底等高的三角形,梯形面积计算公式也能很快推导出来。③把梯形下底延长为上下底的总长,连接梯形右边的顶点和延长线的端点,把它割补为一个三角形,也可以推导出梯形的面积计算公式。④沿梯形的高的中点把梯形分成两个小梯形,再把两个小梯形拼成一个高只有原来高的一半的平行四边形,这样也可以推导出梯形的面积计算公式。在学生的活动过程中,教师把事先设计好的几种推导面积公式的方法适时地用多媒体电脑演示学生提出的推导公式,来对照验证、启迪思考、寻找答案,让学生验证自己的推导是否正确,看自己没想到的方法还有哪些。让学生根据自己的学习能力选择学习,成绩好的可以理解接受好几种推导方法,学习困难的学生根据自己的接受能力选择其中的一些推导方法来学习。公式推导出来后,有学生说,这个公式也适用于长方形、平行四边形、三角形的面积计算,教师又适时地用多媒体电脑演示学生想出的计算公式的灵活运用,如:把梯形的上底缩短为零,那么就成为一个三角形,则可以用于三角形的面积计算(课件事先想到设计好的)。这样有效地培养了学生的创新意识,学生的智慧在这里得到了充分的体现。
通过教学使学生感悟到转化思想在几何学习中的妙用,使学生在公式的推导过程中接受严密的逻辑思维训练,同时形成学习几何知识的方法,产生一种自我尝试、主动探究、乐于发展的需要、动机和能力。这样就突出学生在学习中的主体地位,并有利培养学生发现问题,利用旧知解决新问题的策略,有利于学生创造能力和创新意识的形成。
四、利用多媒体,排除几何概念的非本质属性对本质属性的干扰
几何标准图形的位置,容易对几何要领的本质属性产生干扰,使学生在实际操作时出现错误。例如,学生对“互相平行”的概念往往习惯于水平画,对“互相垂直”的概念也习惯于向水平方向画,以至后来在位置变化了的三角形、平行四边形、梯形等图形中找错或画错高,影响面积计算。在教学时,利用多媒体将互相平行或互相垂直的两条直线,分别平移、旋转,使学生看到,不论平移、旋转成什么方向,两条直线的位置始终是平行或垂直的,使学生对互相平行、互相垂直的理解更加深刻,学生的空间观念得到进一步深化和发展。
五、利用多媒体,设计练习
利用多媒体课件设计有针对性的练习,题型会变为说话、游戏、选择、拼图、填空等多种形式,可以化被动为主动,化抽象为具体。通过带有娱乐性的练习,能轻松巩固已学的知识。比如设计形式多样的选择题、填空题、是非题、图形体以及一些生活中的几何问题等几何题库。使学生及时练习,及时反馈,让不同层次的学生都受到适时、适量、适当的训练,巩固对几何知识的掌握,让不同层次的学生得到生动活泼的训练,体现因材施教的教学原则,提高课堂教学效率,使减负增效在几何教学中变为现实。
六、利用多媒体,渗透集合思想,丰富学生想象
利用多媒体进行整理与复习,可以渗透集合思想,丰富学生想象。例如:在“多边形面积的计算”这一单元的整理与复习时,学生回答每种图形的计算公式,同时多媒体进行公式推导的图形演示。然后用多媒体演示图形之间的联系:长方形推导出正方形和平行四边形,平行四边形推导出三角形和梯形。使学生明白,理解长方形的计算公式,就可推导平行四边形、梯形等的计算公式。
多年的教学实践证明,多媒体技术在小学教学几何知识教学中的合理运用,能有效地活跃课堂气氛,激活学生的思维,提高课堂教学效率。同时,对于发展学生的空间观念,培养学生思维的灵活性也卓有成效。对于教师而言,对于多媒体技术的合理使用,对教师自身的提高,教育理念的更新,也有较大的促进作用。
主要参考文献:
1、 韩保来《多媒体教学——教学电脑化、网络化》。山东教育出版社,2001.6。
2、 刘兼《教学教改新探索》,河南大学出版社,2000.6。
3、 教育部《全日制义务教育数学课程标准》。
4、 《数学课程标准解读》。
5、 孔企平《小学儿童如何学数学》,华东师范大学出版社。
6、 《走进新课程》,北京师范大学出版社。