讓“動態(tài)想象”成為放飛孩子思維的“支點”

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文章通過梳理“圖形的認識〞和“圖形的測量〞兩個板塊的知識中蘊含的“動態(tài)想象〞和“動手操作〞組成“動〞“動〞聯(lián)盟，經(jīng)歷“公式推導〞的過程，加深學生對圖形本質(zhì)的認識，形成知識網(wǎng)絡，滲透“數(shù)學思想〞，培養(yǎng)學生動態(tài)思維，讓“動態(tài)想象〞成為放飛孩子思維的“支點〞。

動態(tài)想象;圖形認識;圖形測量;動態(tài)思維

簡介：鄭蘭蘭（1976.11-），女，浙江省杭州市蕭山區(qū)育才小學，一級教師。2022年入選杭州市蕭山區(qū)“教壇新秀〞，2022年入選杭州市“教壇新秀〞。

現(xiàn)行教材在“圖形與幾何〞這部分內(nèi)容安排上除了重視呈現(xiàn)圖形運動的特征之外，還特別重視培養(yǎng)學生對“運動變化〞的認識，滲透與“運動變化〞相關的數(shù)學思想方法。在學習數(shù)學時，培養(yǎng)想象能力對學生空間觀念的建立至關重要。然而，想象能力的培養(yǎng)并非一件簡單的事情，它并不只是要求學生認識圖形，會測量并計算圖形的周長、面積、體積等就可以了，還需要學生關注圖形之間的轉化、運動及變化。否則，學生往往對比難以領悟，好多學生建立空間觀念的最大障礙恰恰在于“眼中有物，腦中無形〞。因此，需要進一步研究促進學生空間想象能力發(fā)展的策略。

筆者對人教版小學數(shù)學教材中的“圖形與幾何〞這一單元中的“圖形的認識〞和“圖形的測量〞兩方面的內(nèi)容進行深入研究，試圖通過有效選擇和運用學習材料，引導學生有序、創(chuàng)新地進行“動態(tài)〞想象，將“動手操作〞與“動態(tài)想象〞有機結合，讓學生漸漸生成“動態(tài)〞思維。

一、前瞻后顧，整體把握“動態(tài)想象〞教學內(nèi)容和結構

在第一、二學段的“圖形與幾何〞單元學習內(nèi)容中，除了“圖形的運動〞一章介紹了圖形運動類型和特征外，筆者認為在“圖形的認識〞“圖形的測量〞“圖形與變換〞和“圖形與位置〞的內(nèi)容中，也存在著可以從“運動變化〞的角度學習新知、解決問題的契機。為了更好地運用“動態(tài)想象〞開展教學，筆者梳理了人教版教材中的相關內(nèi)容，列舉了用“動態(tài)想象〞開展教學的設想。

（一）基于“圖形認識〞的動態(tài)想象教學內(nèi)容

“圖形的認識〞這塊內(nèi)容主要是對相關概念的歸納。教學中，教師可選擇有效學習材料，根據(jù)任務驅動，畫圖提取記憶，再進行交流;也可通過轉化思維，依托已學圖形通過想象轉化成新圖形，再進行交流;還可借助生活經(jīng)驗，喚醒記憶，引導學生操作想象、合作交流……這些過程都需要動態(tài)想象或靜態(tài)想象的參與。如利用“點動成線〞認識直線、線段、射線，利用“線動成面〞認識平面圖形，利用“線的伸縮〞“頂點的移動〞動態(tài)認識平面圖形的轉化，利用“面動成體〞認識“立體圖形〞，通過“體到體〞認識“立體圖形的轉化〞等都是利用動態(tài)想象進行教學的方式。

（二）結合“圖形測量〞的“動態(tài)想象〞教學內(nèi)容

在教學“圖形的測量〞時，教師假如只是讓學活力械記憶公式和反復操練，以達到運用公式確切計算和解題的目的，不利于學生發(fā)展。因此，教師在教學中需要幫助學生理解單位之間的聯(lián)系、計算公式的實際關系和意義。特別是在教學推導平面圖形面積公式、立體圖形的表面積和體積公式這些內(nèi)容時，教師需要滲透轉化思維，引導學生通過動態(tài)想象建立新舊圖形之間的聯(lián)系。抑或學生在利用已有的知識無法解決新任務時，教師適時介入，引導學生有方向地進行想象和操作，從而推導出公式。總之，在教學過程中，靜態(tài)想象和動態(tài)想象的參與，對于公式的運用，特別是對于公式的反運用起到了十分積極有效的促進作用。

二、“動〞“動〞聯(lián)盟，張弛有度的教學策略研究

在教學“圖形與幾何〞的內(nèi)容時，“動手操作〞和“動態(tài)想象〞所發(fā)揮的作用是相輔相成的。教師在教學中應當將“動手操作〞和“動態(tài)想象〞有機結合，形成“雙動聯(lián)盟〞。

（一）依托“圖形認識〞的動態(tài)想象，加深對圖形本質(zhì)的認識

“點動成線〞“線動成面〞“面動成體〞是貫穿小學階段所學的“圖形與幾何〞的一串珠，是發(fā)展學生動態(tài)思維的基礎，可以引導學生很好地了解圖形形成的過程，讓學生充分感知到圖形之間是有聯(lián)系的，都是借助圖形的運動和轉換得到的。因此，在教學認識圖形時，教師可以引導學生先借助動態(tài)想象進行推測，然后借助多媒體手段來動態(tài)演示驗證推測，讓學生理解可以通過平移和旋轉等把一維、二維和三維聯(lián)系起來，再深入探究發(fā)現(xiàn)圖形隱含的特點。在教學的認識圖形過程中，教師需要以某個內(nèi)容為載體，隨時搭建一些“腳手架〞，給學生提供充沛的時間和機遇，讓學生經(jīng)歷直觀觀測、動態(tài)想象、對比分析、抽象概括的過程，讓學生建立幾何直觀的能力螺旋上升，空間觀念得到有效培養(yǎng)。

1.建立圖形概念時實施動態(tài)想象，刻畫圖形的屬性

關于立體圖形，學生有好多機遇接觸到各種外形的物體，已經(jīng)積累了較多感知經(jīng)驗，只是這些經(jīng)驗太感性，需要進一步抽象化，形成簡單的幾何概念，發(fā)展成初步的空間觀念。事實上，過多的動手操作在某種意義上減弱了學生的想象能力，牽制住了學生想象的翅膀。為了更好地發(fā)展學生的想象力，不宜頻繁地讓學生動手操作。學生在認識圖形之前通過充分的動態(tài)想象，由外到內(nèi)，猶如剝筍，層層逼進，不是停留在淺表性的層次上，而是直擊圖形的本質(zhì)特征，如此，教學效果會更好。

如，在教學六年級下冊“圓柱的認識〞時，教師可以打破從觀測實物入手的思維定勢，先讓學生在腦海中想象不同的圓柱體，再讓學生嘗試畫想象的圓柱體，經(jīng)歷這個過程之后再讓學生摸一摸、滾一滾實物，看有什么不同，有什么發(fā)現(xiàn)。通過這樣充分的動態(tài)想象過程，學生對圓柱的認識不再停留在淺表性的層次上，而是直擊圓柱的本質(zhì)特征，教學效果很好。

2.形成圖形表象時實施動態(tài)想象，教活圖形特征

空間觀念是學生在動手操作活動中漸漸形成的。學生需要調(diào)動起多種感官，擁有充分的時間和空間去觀測、測量和操作，對幾何圖形產(chǎn)生直觀感知。在實際教學中，教師經(jīng)常會有這樣的困惑：拿著學具操作時，學生都能對比清楚明確地說出圖形的特征，一旦脫離實物再現(xiàn)圖形的特征學生就不能熟練地說出。究其原因，是學生對圖形特征的表象認識不夠明了，不能內(nèi)化到其已有的知識結構體系中。對于這一現(xiàn)象，我們采用先動手操作然后實施動態(tài)想象的方法來處理。

如，在五年級下冊“長方體的認識〞中，對長方體長、寬、高概念的教學，教師通過電腦不斷演示“隱蔽一條高〞“再隱去一條長和寬〞“再隱去一組長寬高〞“只剩下一組長寬高〞“隱去一條高，只剩下兩條棱〞等現(xiàn)象，并不斷追問：“你還能想象這個長方體的大小嗎？〞“你還能想象嗎？怎么想？〞“你還能想象原來這個長方體的大小嗎？為什么？〞演示與追問有機結合，引導學生不斷經(jīng)歷從具象到抽象的“動態(tài)〞想象過程，激活了學生的“動態(tài)〞思維，培養(yǎng)了學生的空間觀念。

3.突破知覺障礙時進行動態(tài)想象，凸現(xiàn)概念本質(zhì)

在幾何基本概念的教學中，對內(nèi)容進行動態(tài)想象的方法有二。一是浮現(xiàn)一組靜態(tài)圖形，創(chuàng)設一個動態(tài)情境，通過想象，把這些靜態(tài)圖形聯(lián)結在一起，形成一個動態(tài)的過程，在想象和對比中更加明了某一概念的內(nèi)涵和外延。二是把靜態(tài)圖形分解成若干個基本圖形，把一個圖形的運動分解成幾個基本圖形的運動，以便更加明確概念的屬性。

如，在學習四年級上冊的“三角形高的認識〞時，學生對作在圖形外面的高難以理解。教師在教學中浮現(xiàn)以下靜態(tài)圖形（如圖1），讓學生想象，頂點從左往右運動形成了不同的三角形，底邊上的高也隨著變化。這樣學生就對比自然地理解了直角三角形的一條直角邊是另一條直角邊上的高，以及鈍角三角形較短邊上的高在三角形外面的狀況。從左往右看，高從內(nèi)部到外部，從右往左看正好相反。學生在這樣的動態(tài)想象和動態(tài)演示中把握三角形高的本質(zhì)，理解了三角形高的概念。

（二）立足“圖形測量〞的學生動態(tài)想象，經(jīng)歷“公式推導〞的過程

毋庸置疑，在對圖形相關知識點的教學中，教師需要開展豐富的學習活動，創(chuàng)造性組織大量的操作活動。但是，教師不能為了操作而操作，而是要借助動態(tài)想象的參與。然而，動態(tài)想象的參與必需與動態(tài)操作有機結合。

1.前置于動手操作的動態(tài)想象，引導學生猜想

在教學中，動態(tài)想象可以安排在學生動手操作前，先讓學生在腦海中想象“形〞，然后依據(jù)材料和問題對最初表象進行再認識，形成一定猜想，建立自己的認知。學生有了自己的猜想認識后，再動手操作來進行驗證。這樣，學生的學習經(jīng)歷了從具體到抽象、量變到質(zhì)變的過程，更具有現(xiàn)實意義。當然，教師在組織學生動手操作之前，必需給學生足夠的思考時間和空間。

如，在“圓柱側面積計算〞一課中，指導學生推導公式時，教師可讓學生閉上眼睛在腦海中進行“動態(tài)剪〞：把圓柱的側面沿高展開會得到什么圖形，新的圖形與圓柱有什么聯(lián)系？然后讓學生嘗試把自己想象的圖形畫在紙上，再動手剪一剪來驗證。

2.后置于動手操作的動態(tài)想象，拓展學生思維

在教學推導立體圖形公式的過程中，教師對比重視讓學生動手操作，經(jīng)歷推導過程。這樣的課堂看似活躍，學生貌似都在“操作〞與“交流〞。但教師要思考這種僅有動手操作的數(shù)學探究活動到底有沒有讓學生真正學會思考。筆者認為，教學中組織學生動手操作之后，教師更需要給學生動態(tài)想象的時間和空間。

如，教學推導“長方體體積〞的公式時，教師讓學生動手操作“用12個棱長是1厘米的小正方體，擺成一個長方體〞。學生匯報交流得出了“每排個數(shù)×排數(shù)×層數(shù)=小正方體個數(shù)〞的結論。為了提高學生的空間想象能力，教師又增加了一個動態(tài)想象環(huán)節(jié)：頭腦想象擺一個長5厘米、寬4厘米、高3厘米的長方體。這樣，想象與操作有機結合，可以引導學生揭露圖形本質(zhì)，正確建立圖形表象，架構完整的圖形知識體系。

三、基于“圖形再構〞的動態(tài)想象，形成知識網(wǎng)絡

圖形的展開與折疊為“二維〞與“三維〞的對應架起了一座橋梁。教師在教學中通過多媒體演示圖形展開與折疊的動態(tài)過程，有利于學生空間觀念的建立與培養(yǎng)。但是，假如僅僅依靠技術手段動態(tài)演示，不讓學生進行動態(tài)想象，學生的學習就顯得過于被動。因此，在“二維〞到“三維〞的“圖形再構〞過程中，還需要“動態(tài)想象〞來催化。

（一）互通于“平面圖形與立體圖形之間〞的動態(tài)想象，聯(lián)結“平面〞與“立體〞

脫離平面的立體圖形學習，學生所獲取的知識是零散的、印象不深刻的，不利于其建立空間觀念。立體圖形的形成本身就是平面圖形運動的過程。假如能充分利用這一運動契機發(fā)揮學生的動態(tài)想象能力，將獲得事半功倍的效果。

如，教學“圓柱的認識〞時，教師讓學生思考：“想要得到一個圓柱，有什么方法？〞有的學生想到用長方形的紙橫著卷或豎著卷形成一個空心圓柱;有的學生想到用小棒黏在紙邊上，快速轉動也會形成一個圓柱;有的學生想到將一個圓形上下平移;還有的學生想到將一張長方形的紙沿著對稱軸旋轉……學生發(fā)揮想象，理解了“面動成體〞的相關知識。

（二）互通于“立體圖形與立體圖形之間〞的動態(tài)想象，聯(lián)結“立體〞與“立體〞

長方體、正方體、圓柱體、球體這些立體圖形的外形特征、面積體積計算等雖然不同，但它們之間存有共性。教學中，教師應當選取有效切入點，引導學生開展動態(tài)想象，建立立體圖形之間的聯(lián)系。

如，為了幫助學生找到“長方體、正方體、圓柱、三棱柱、四棱柱〞的共性，老師可以讓學生看著直觀圖想象：每個立體圖形底面的圖形往上疊加會是怎樣的？一開始，學生只看到它們是上下底面完全相等的立體圖形，對這些立體圖形共性的觀測是靜止的。經(jīng)過教師畫龍點睛的提醒，學生在腦中自行動態(tài)想象，發(fā)現(xiàn)這些立體圖形都是由底面的圖形堆積得到的。然后學生以這一動態(tài)想象的結果為思維的支撐點，猜想直柱體體積是底面積乘高。

四、滲透“數(shù)學思想〞的動態(tài)想象，提升思維深度

教學不僅要重視結果，而且要重視形成過程以及其中蘊含的數(shù)學思想方法。數(shù)學的真正價值在于學生在學習過程中所學到的數(shù)學思想方法。因此，數(shù)學思想是數(shù)學學習的靈魂，應當滲透在數(shù)學知識形成、發(fā)展和應用的過程中。

如，教學“圓的認識〞，學習割圓術時，教師可以讓學生在用牙簽擺三角形、正方形、長方形等直線圖形的基礎上來擺一擺曲線圖形“圓〞：先擺正六邊形，再將6根牙簽一截為二擺出正十二邊形，再一截為二擺出正二十四邊形，動態(tài)想象一直這樣擺下去……牙簽截得越