小学数学图形与几何
话题一
2011 版课标终于要公布了,新课标 修订后有哪些变化。这一讲主要讲“图形与几何”这个领域的变化。
新课标在图形与几何领域有几个核心概念。主要有 空间观念、 几何直观、 推理能力 等 。
空间观念主要是指根据物体特征抽象出几何图形,根据几何图形想象出所描述的实际物体;想象出物体的方位和相互之间的位置关系;描述图形的运动和变化;依据语言的描述画出图形等。
更直观的理解如下图:
几何直观主要是指利用图形的描述和分析问题,借助几何直观可以把复杂的数学问题,变得简明形象,有助于探索解决问题的思路,预测结果,探索思路预测结果。
案例:《打电话》
如果你是老师,有件紧急的事情要通知给同学,用打电话的方式,每分钟通知 1 人,给你 3 分钟的时间,能使多少人收到通知?大胆的猜测一下。
下面是学生借助图形研究的例子。这些学生都能够利用线段、点以图形的形式,来描述打电话来通知这件事情,设计方案。
通过这个数图就把这个复杂的数量关系,很简明很直观的呈现出来,而且从这个图本身,就能发现一些规律,就是一分钟通知一个人,第二次通知的新的人数,就是第一次的两倍,否则你算是算不出来,看图就看出来了。
通过线段、点,以及图形,把通知过程很简捷的表现出来,把它们之间的关系,揭示得非常清楚,这就属于典型的几何直观,就是图形直观。
推理能力 的发展应贯穿于整个数学学习过程中。推理是数学的基本思维方式,也是人们学习和生活中经常使用的思维方式。推理一般包括合情推理和演绎推理,合情推理是从已有的事实出发,凭借经验和直觉,通过归纳和类比等推断某些结果;演绎推理是从已有的事实(包括定义、公理、定理等)和确定的规则(包括运算的定义、法则、顺序等)出发,按照逻辑推理的法则证明和计算。在解决问题的过程中,两种推理功能不同,相辅相成:合情推理用于探索思路,发现结论;演绎推理用于证明结论。
通过对一线教师的访谈,查阅资料,把老师们的困惑集中起来,归结为四个大话题。 讨论话题:
1.如何在观察、操作中“认识图形” 抽象出图形特征,发展空间观念?
2.如何以“图形的测量”为载体,渗透度量意识,体会测量的意义,认识度量单位及其实际意义,了解掌握测量的基本方法,并在具体问题中进行恰当的估测?从而发展 学生
的空间观念与推理能力?
3.如何通过“图形的运动”探索发现,体会研究图形性质的不同方法,发展学生几何直观能力和空间观念,提高学生研究图形性质的兴趣?
4.如何通过学习“确定图形位置”的方法,发展学生的空间观念和推理能力? 话题一、图形的认识——抽象图形特征,发展空间观念
问题一、新的课程标准在图形的认识方面有哪些变化?有哪些新的要求呢? 这次新课标修订后图形的认识部分都包括哪些内容?有什么新的变化? 课标修订前后立体图形的认识部分内容的对比:
第一
修订前
( 1 )通过实物和模型
修订后
1. 能通过实物和模型辨
辨认长方体、正方体、圆柱和认长方体、正方体、圆柱和球球等 立体图形 。 学( 2 ) 辨认从正面、侧面、
等 几何体 。
2. 能根据具体事物、照片或直观图辨认从不同角度观察
段
上面观察到的简单物体的形状。 [参见例 1 ]
(参见例 11 )。 ( 3 )辨认长方形、正方形、到的简单物体 三角形、平行四边形、圆等简单图形。
( 4 )通过观察、操作, 能用自己的语言描述 长方形、正方形的特征。
3. 能辨认长方形、正方形、三角形、平行四边形、圆等简单图形。
4. 通过观察、操作, 初
( 5 )会用长方形、正方形、步认识 长方形、正方形的特三角形、平行四边形或圆拼图。 征。 ( 6 )结合生活情境认识角,会辨认直角、锐角和钝角。
5. 会用长方形、正方形、平行四边形或圆拼图。 ( 7 )能对简单几何体和图形三角形、进行分类。
6. 结合生活情境认识角,
了解直角、锐角和钝角。
7. 能对简单几何体和图
形进行分类(参见例 20 )。
第二
( 1 ) 了解两点确定一
1. 结合实例了解线段、
条直线和两条相交直线确定一射线和直线。 个点。
学( 2 ) 能区分直线、线段和
2.体会两点间所有连线中线段最短,知道两点间的距离。 3.知道平角与周角,了解
段
射线。
( 3 )体会两点间所有连线中
线段最短,知道两点间的距离。 周角、平角、钝角、直角、锐
( 4 )知道周角、平角的概念
角之间的大小关系。
及周角、平角、钝角、直角、锐角之间的大小关系。
4.结合生活情境了解平面
( 5 )结合生活情境了解平面上两条直线的平行和相交(包
上两条直线的平行和相交(包括垂直)关系。 括垂直)关系。
( 6 )通过观察、操作,认识
5.通过观察、操作,认识
平行四边形、梯形和圆,会用平行四边形、梯形和圆 ,知道圆规画圆。
扇形, 会用圆规画圆。
6.认识三角形,通过观察、操作,了解三角形两边之和大于第三边、三角形内角和是
( 7 )认识三角形,通过观察、操作,了解三角形两边之和大于第三边、三角形内角和是 180 ° 。
( 8 )认识等腰三角形、等边180° 。 三角形、直角三角形、锐角三角形、钝角三角形。 ( 9 )通过观察、操作,认识
7.认识等腰三角形、等边三角形、直角三角形、锐角三
角形、钝角三角形。
长方体、正方体、圆柱和圆锥,认识长方体、正方体和圆柱的 展开图。
8.能辨认 从不同方向(前面、侧面、上面)看到的物体
( 10 )能辨认 从不同方位看的形状图 (参见例 32 )。
到的物体的形状和相对位置。 [参见例 1 ]
9.通过观察、操作,认识长方体、正方体、圆柱和圆锥,认识长方体、正方体和圆柱的
展开图。
从这个表中可以看到,课表修订前后在图形的认识部分只有一些细小的变化,图形与几何这一模块原称空间与图形,变“空间与图形”为“图形与几何”;重提几何直观、推理能力、运算能力、逻辑思维能力,用词更加规范,体现了课标的严肃。
< 标准 > 的”图形与几何”第一、二学段仍分为四部分,具体表示有所变动,( 1 )图形的认识,( 2 )测量,( 3 )图形的运动(修改稿:图形与变换),( 4 )图形与位置。图形的运动”强调了图形的运动是研究图形性质的一种有效方法。运动也是一种基本的数学思想。第二学段的内容标准删除“两点确定一条直线”和“两条直线确定一个点”。
“图形与几何”领域,将几何学习的视野拓宽到学生生活的空间,强调空间和图形知识的现实背景,从第一学段开始使学生接触丰富的几何世界。新《标准》突出用观察、描述、制作、从不同的角度观察物体、认识方向、制作模型等活动,发展学生的空间观念和图形设计与推理(合情推理与演绎推理)的能力。
新《标准》在第二学段还增加了知道扇形这一内容。扇形的认识,《大纲》(修订版)教材作为选学内容,《数学课程标准》中没有认识扇形的要求。
认识扇形在《课标修改稿》中确实没有做要求,但在 “ 统计与概率 ” 部分却明确提出了通过实例认识扇形统计图的内容标准,考虑到知识的系统性、逻辑性和连贯性,以及学生认识扇形统计图的需要,《课标修订稿》在认识圆的基础上,增加了初步认识扇形。
简单说对图形认识的要求主要包括两个方面: 一是对图形自身特征的认识。
二是对图形各元素之间、图形与图形之间关系的认识。
在三个学段中,认识同一个或同一类图形的要求有明显的层次性:从 “ 辨认 ” 到 “ 初步认识 ” ,再从 “ 认识 ” 到 “ 探索并证明 ” 。例如,对于长方体、正方体、圆柱和球等几何体,第一学段要求 “ 辨认 ” ;第二学段要求 “ 认识 ” ;第三学段要求了解其中一些几何体的侧面展开图。
又如,对于平行四边形,第一学段要求 “ 辨认 ” ;第二学段要求 “ 认识 ” ;第三学段要求 “ 探索并证明平行四边形的性质定理、判定定理 ” 。
再如,三角形内角和的例子: