我們見到的都是線段,如何才能建立直線的表象呢?那就看學生是否時刻想到直線是可以向兩端無限延伸的。
“直線”概念是以獨立的概念形式而存在,又是幾何公理形成的重要來源,同時包含著直觀與抽象的關系、部分與整體的關系、有限與無限的關系,從而表現出重要的基礎性地位。如何讓學生掌握直線概念的本質屬性是教學的重點。
人教版教材對“直線”概念系統的編寫順序為:線段的現實實例——線段的定義及其幾何表征——直線的定義及其幾何表征——射線的定義及其幾何表征——直線、射線、線段之間的區別和聯系。從教材的編寫順序看,情境導入是射線的現實實例,而后是獲得射線的定義,這符合兒童從具體到抽象的認知規律,這也是概念形成的重要過程。在線段之后就是直線、射線的定義,從線段定義與直線、射線定義內容來看,線段定義為“拉緊的線”,特點是線段有兩個端點。直線定義為“把線段向兩端無限延伸”,特點是直線沒有端點,可以向兩端無限延伸。射線定義為“把線段一端無限延伸”,特點是射線有一個端點,可以向一端無限延伸。這樣看來,直線與射線兩個概念之間是并列關系,而線段與直線和射線概念是上下位關系。
這樣就形成了一個概念系統,線段是包攝性更大的上位概念,下面形成兩個下位概念,即直線和射線。
學生數學概念的建構有兩種形式,一是概念形成、二是概念同化。概念形成是從大量的實例中辨別、發現、抽取、概括同類事物的關鍵屬性和本質特征,并用恰當的數學語言進行表征,形成數學概念。概念同化是利用兒童已有的數學認知結構和數學經驗,直接向學生揭示數學概念的定義,以邏輯演繹的形式介紹概念生成的因由。對于直線概念的本質的揭示,我覺得應以“概念形成”的方式進行教學。怎樣在教學中建立“線段——直線、射線”概念的上下位關系呢?
下面的例子可做參考:
1.線段
一座山擋住了人們通往美好生活的道路(如圖—1),需要從A到B要開鑿一條隧道(如圖—2),一段時間后,隧道打通了。你能在圖上把隧道畫出來嗎?(如圖—3)我們把山擦掉,隧道留下,這樣的圖形叫“線段”(如圖—4),線段有兩個端點。
2.直線
隧道兩邊都修了很直的路。能把隧道兩邊的“路”畫出來嗎?(如圖—5)
隧道兩邊的路有多長?人們會不停的修路,用一個詞就是“無限延伸”……像這樣,把線段向兩端無限延伸,就得到一條直線。直線沒有端點、可以向兩端無限延伸。
3.射線
把隧道和一邊的路畫下來是什么樣子呢?(圖—6、圖—7),像這樣,把線段一端無限延伸,就得到一條射線。射線有一個端點。
4.兩點確定一條直線
想把一根木條固定在墻上,至少需要幾顆釘子?需要兩顆釘子(圖—8)。如果想把木條斜著固定在墻上,怎樣釘釘子?(圖—9)
釘子釘的位置不同,木條的方向就不一樣。如果把木條想象成一條直線,直線的方向是有誰決定的呢?是由直線上的兩顆“釘子”決定的,也就是由直線上的兩個點決定的。所以,直線用兩個點表示就可以了,如直線AB……
直線雖然沒有端點,但它仍與點有密切關系。