小学数学教材要厘清逻辑顺序
2015-09-10张奠宙
张奠宙
平行和平移,都是小学数学中的几何学名词。二者之间存在着内在的逻辑顺序,即先有平行,才有平移。小学数学尽管需要深入浅出,却不宜违背这一逻辑顺序。
让我们看某现行教材中关于平行直线的定义。
这一段教材,通过移动的门窗、上升的国旗,以及铅笔的水平移动的观察,就说“像这样的两条直线互相平行”。显然,这是从物体的平移,给直线的平行作定义式的陈述。这样处理,会出现不少问题。
首先,门窗、国旗都是立体或平面的实体,抽象之后,乃是二维的平面,怎样和一维的“直线”联系起来呢?像国旗升起的画面中,平行线在哪里?不加以明确指出,让学生如何理解编写意图?
其次,若从两支铅笔抽象为几何图形,不过是一条线段,怎能说是直线呢?线段和其所在的直线,需要有所区分。这里的断语,应该是“像这样的两条线段互相平行”。至于说这也是它们所在的两条直线互相平行,那是另一种约定,在界定一个对象时要分清楚,不能混同起来。
第三,最为严重的混淆是用平移来界定平行,把二者的逻辑顺序弄颠倒了。说到底,究竟是先有“平行”,还是先有“平移”呢?
先来看什么是平移。百度词典这样定义:
“在平面内,将一个图形上的所有点都按照某个方向作相同距离的移动,这样的图形运动叫作图形的平移运动,简称平移。”
这里的一个关键词是“所有点按同一个方向”,它的意义就是每组对应点连成的直线都彼此平行。这就是说,教材图上那支平移的铅笔,其上的每个点都要沿“水平方向”移动一个固定的距离。如果将铅笔头移动前后两点的连线线段(记为ab),铅笔底部点前后形成的两点连线(记为cd)那么因为是同一方向,所以必须有ab∥cd。这时,abcd四点构成一个矩形。进一步,那支铅笔也可以沿45度角向“东北”方向平移,铅笔各点扫过的图像就是一个平行四边形。
这就是说,作平移运动时,图形中无限多的点都要保持“同一方向”,也就是要形成无限多条的平行线。因此,先有平行概念和平行判断准则,才能作平移运动。用平移定义平行,在逻辑上有误,混而有错。
在这页教材上,还可能会产生另外一些误解。
1.以为可以用两条线段彼此间是否为平移来判断是否平行。但这是做不到的。事实上,判断两线段是不是平移,必须把平移的那个“统一方向”找出来。为了找这个方向,最后不得不依赖同位角相等的那些平行线判定法则。因此,想用平移概念,绕开平行线的严格定义和判别准则是做不到的。
2.教材的那两支铅笔,是向水平方向和垂直方向平移。容易产生的错觉是,平移就是水平方向的移动,或者是垂直方向的移动。这就会造成平行线都是水平的或垂直的错误印象。
3.教材呈现的平移操作,只能在方格纸上向水平或垂直两个方向移动。 那么,要在方格纸上作45度、60度方向的移动怎么办?教材没有交代,也无法说清楚。
综上所述,用线段平移来界定线段平行, 在逻辑上有误,既不能实际操作,又会带来一些误解,应予修正改进。
笔者认为,平行线教学要和“方向”概念联系起来,用直线的方向相同来定义直线的平行,即用直观的、相当于同位角判定准则的情境来进行处理,那要另文探讨了。
(华东师范大学数学系 200241)