棋盘上的“平移”运动

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  【摘  要】维果茨基的理论揭示:儿童心智的获得有赖于身体在特定文化环境中的活动,抽象思维是外部动作“内化”的结果。学生对数学知识的深度理解同样需要身体知觉和感觉运动的支撑,学习离不开身体所处的环境。
   【关键词】教学设计;平移;图形
   《图形的平移》的教学重点是按照要求在方格图中画出平面图形平移后的图形,难点是让学生学会找对应点,正确判断(即通过数方格数确定)图形平移的距离,认识图形平移的变换性质(怎样保证大小和形状不变,只是位置改变),从而建立直观的空间概念。要画出复杂图形平移后的图形,关键是化整为零,将图形的平移转化成图形中主要线段和点的平移,之后学生自然会顺藤摸瓜,再由点到线,线到面。因为要从研究点的平移开始,学生自然会想到下棋:从最简单最感兴趣的游戏下棋开始,无形中渗透了化繁为简的数学思想,将本课的重点、难点整合在游戏中,那就是有关数学问题的游戏,教师语言的叙述,可以引领学生认识平移的两个关键要素,培养学生准确表达“平移过程”的数学语言能力。课堂上若能让学生“动”起来,通过身体与经验的交互作用,共同构成一个由记忆、情绪、语言、认知、身体所构成的有机体,基于这样的想法,我在教学“图形的平移”作了如下设计。
   以游戏操作形式,通过变换下棋的道具,设计了3个环节:“点棋子-线段棒-小船模型”的平移,每个环节循序渐进,层层深入,同时预设学生学习中可能生成的问题以及准备处理的方式。
   1.通过“点”的平移,学生感悟平移的两个关键要素:方向和距离
   师导入:著名教育家陈省身这样说过,“数学的本质在于化复杂为简单”。他阐述了一种非常精辟的思维方法,今天我们就用这种思维方法继续研究平移。将棋盘上的大棋子换成小棋点,同时规定小棋点在格线上行走。两学生合作展示,黑板方格上:一学生下指令另一学生实际操作,让学生会描述:点A向(  )平移了(  )格,同时渗透数方格数的科学方法。这个环节中学生可能会问:平移方向可以向左右上下,为什么不可以斜着呢?
   平移的运动特征就是“沿着直线运动”,那当然可以斜向运动到这个位置。告诉学生,小学阶段,物体如果是斜向平移,在方格上可以转变成水平和垂直方向两次平移。
   2.通过“线段”的平移,深入理解平移的两要素,明确平移的特征
   连点成线,我把“棋点”换成这样的“线段棒”,还会走棋吗?这个环节教学也以学生展示交流为主,黑板上一人操作,其他人用小棒打手势,三条不同方向摆放“线段”的设计,(如图)是由易到难,考验学生能否找准“对应点”,除此之外,还通过每个点的平移轨迹,初步感受:每个点的运动轨迹是平行且等长的线段。这为区别第二课时教学的旋转现象作了铺垫。也为下面研究平面图形的平移积累了很重要的感性认识和经验。
   在方格纸上按要求画出平移后的点或线段。
   (1)线段CD向左平移4格得到线段C'D'。
   (2)线段MN向左平移5格得到线段M'N'。
   (3)线段EF向上平移5格得到线段E'F'。
   最后一幅图,线段EF平移到E'F'的位置,类似棋杆的运动。当线段和平移方向在一条直线上时,学生易找错对应点,从而误将两条线段的间隔数当作线段平移的格数。这个环节可以通过实物演示和多媒体动画呈现,突破学习难点,让学生明白,如果找错对应点,小棒就要旋转360度,而不只是平移了。
   3.通过“图形”的平移,学会平移的方法,进一步掌握平移的特征
   点成线,线围成图形,如果把刚才的线段组合在一起,我问:小小的棋子变成了“小船”,还能走棋吗?书上例题比这个简单,我稍作改动,让小船和金鱼的平移格数看似差不多,数学是思维的学科,这样设计可以让学生的思维走向纵深处,课堂朝着学生越来越聪明的方向去努力。
   本环节,通过小组活动完成,展示交流时,重点说说小船图形向右平移了几格?是怎样数的?
   这个环节学生会有很多方法,集体交流后,教师的总结很重要:图形上不同的点或线段都向右平移了9格,这是一个非常有价值的发现,正因为图形上所有的点、线段运动的方向和距离都一样,所以平移后的小船大小形状都不变,再次用理论事实证明了平移最重要的一个特点。因此我们要知道小船图形平移的距离只要找(几组)对应点或线段就可以了。
   同时,针对学生中不同的数法,启发学生比较、判断选择图形上的哪些点或线段数平移格数比较简便。这环节可能有学生拿着小船模型像走棋一样數平移格数,发现这种方法,极易出错,这也是课一开始设计,棋点在格线走,而不像棋子在格中走的原因了,本课开始到这儿,下棋的道具越来越复杂,小棋点—线段棒—小船模型,图形复杂了,但方法仍然一样,化繁为简的思想得到了体现。学生能更好地认识平移中部分与整体的关系,在找、数、看的过程中,学生的对应思想,数方格数方法、空间想象能力得到了适时的发展。另外,也为下面的实际画图作了积极的铺垫。
   4.实际操作,综合运用
   A、收起小船模型,发挥空间想象力,在学习单上,自主设计,灵活使用平移知识准确画图。
   活动要求:
   (1)如果让你来平移这条小船,你打算怎么平移?
   (2)想象一下,按照你的想法,小船平移后的位置会在哪里,是什么样子的?
   (3)在学习单上用合适的工具画出平移后的小船图,建议画图过程中使用小弧线表示平移格数。
   (4)画好图后,进行检查。
   这样设计的原因是:为了达成画图基本技能,巩固平移认识,练习平移方法,同时培养大胆设计、小心验证、科学探究的习惯。这样会激发学生不同的思考、表达,呈现出不同的方案。通过呈现学生作业中的错误,如平移后变形的小船,学生的讨论辨析,教师的评价、提醒会让学生对自己的知识结构进行调整完善,对平移有更深入的体会和认识。
   动静相宜是数学游戏课堂呈现出的一种最佳的学习状态,学生既能够生动活泼地参与游戏,又能在老师的引导下沉下心来专注于思考,让学习与身体、环境交互活动,从而达到心智、身体和环境之间动态的平衡。这种体验是一种自觉的感悟过程,无需过多的追问,在操作过程中的新发现新感悟让学习者从内心生发喜悦与成就感,从而提高学习效率。
   【参考文献】
   [1]仝宽.《图形的平移》教学设计[J].新课程·上旬,2019,(4):121
   [2]邱亮.在图形的平移中如何落实数学学科素养[J].文理导航,2018,(08):P.39
  (江苏省南通师范学校第二附属小学,江苏 南通 226001)
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