中学生数学识图能力培养探究(4)

基于相关文献的阐述,我们认为识图能力是将图形语言翻译成符号或文字语言的能力,也是识别图形、辨别图形、构造图形,从图形中收集、分析和整合信


基于相关文献的阐述,我们认为识图能力是将图形语言翻译成符号或文字语言的能力,也是识别图形、辨别图形、构造图形,从图形中收集、分析和整合信息并解决问题的能力。

数学识图能力建立在识图能力的基础上,是将识图能力运用到数学领域、数学学习中去,通过对数学图形的观察、分析和绘图,对图形的分解与组合来解决一系列的数学问题的能力。在掌握数学识图能力之后,才可能将复杂的图形简单化,才能从问题中抽出本质之后,一一化解。

2.2数学识图能力的重要性

《义务教育数学课程标准(2011年版)》在图形与几何领域中强调了空间观念与几何直观。空间观念是指根据实物、概括性状特点、抽象出几何图形,依据几何图形,在脑中想象出与之对应的现实物体;想象出物体方位和物体彼此之间的位置关联;描述图形的运动和变化;依据语言的描述画出图形等。而几何直观主要是指利用图形描述和分析问题[7]。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[7]。这可以帮助学习者更好地理解数学。要发展好空间观念与几何直观,就需要学生有着较好的数学识图能力,而数学识图能力在数学的学习中又无处不在:图形与几何、函数、统计图表等,但学生在对待图形图表题时,往往出现“简单的题目不懂得分析,复杂的题目又不会分析”的情况,其中原因就是对基本图形的分析,对复杂图形的分解、组合不是很熟悉,归根到底就是数学识图能力较弱。因此,学生的数学识图能力在数学的学习上有着不可或缺的作用。

2.3数学识图能力在初中数学中的运用

本文选取浙江教育出版社出版的初中数学义务教育教科书中的部分知识内容来阐述数学识图能力在数学学习中的作用。

浙教版数学教材在八年级上册安排了大量图形与几何领域的知识,三角形是其中较为重要的一部分内容。而对于不同的三角形如:等边三角形、等腰三角形、直角三角形等各自又具有不同的性质。在对等腰三角形的三线合一、等边对等角、直角三角形的勾股定理等的探索过程中,又需要观察、识图能力。例如在进行第一个性质:等腰三角形的两个底角相等(在同一三角形中,等边对等角)的验证中,在已经知道等腰三角形是轴对称图形的基础上,通过让学生动手折叠、观察折叠后的图形,引导学生利用轴对称的性质来进行探索。

图2.5  等腰三角形

在利用抽对称图形的过程中,通过作出对称轴,即辅助线,将一个三角形变为了两个三角形(如图2.5),而只要说明左右两部分能够沿着辅助线折叠在一起,即左右两部分重合,就可得到两个底角相等。验证两部分重合也就转化为证明△ABD≌△ADC,这就将问题转化为了学生熟悉的,能够证明的简单图形——两个三角形的全等证明。所以,在这一个例子中是通过对图形的识别,做辅助线,来验证结论。

八年级上册第五章一次函数的学习,也是对数学识图能力的应用。通过从生活中得到多个解析式,从中抽出共同特征,得出一次函数的定义、表达式,并结合函数图像,对一次函数性质进行探索。如下图2.6中的两幅图形。

图2.6  一次函数

从图2.6可看到,第一幅图像的比例系数大于0,函数图像呈上升趋势,y随着自变量x的增大而增大;当比例系数小于0时,为第二幅图像,此时y随着自变量x的增大而减小,相应的函数图像呈下降趋势。结合图像中,我们可以很容易地推断出函数值y与自变量之间的变化关系,并归纳出结论:对于一次函数y= kx + b(k,b为常数,且k≠0),当k>0时,y随着x的增大而增大;当k<0时,y随着x的增大而减小。且图像为经过(0,b)的一条直线,(0,b)和(-b/k,0)为一次函数和坐标轴的交点。通过对直观函数图像观察分析,把握函数的特征、系数的作用、变化的规律,也可以通过相应的函数表达式,来画出符合条件的函数图像,培养识别图像、绘制图形的能力。