看到你提出的这个问题,我问了几位数学老师,并咨询了教学校长。看似简单的问题,都明白,但叫起真来,要想一下子给学生说清楚,还真是挺不容易的。大家议一议,主要还是抓住三个要点来理解三角形的稳定性:一是必须明确三角形稳定性的性质;二是不能将三角形和三角形物体混为一谈;三是要把生活中的稳定和三角形稳定性区分开来。
谈到这个问题,《人民教育》2006年第3-4期上其中有一篇《追问学校数学与生活数学的分野》——数学如何走向生活,解释的最好,给你转过去,不知能否帮上忙。原文如下:
《追问学校数学与生活数学的分野》
——数学如何走向生活
作者:江苏海安…
文章来源:《人民教育》2006年第3-4期
分 析
曾尝试着这样解释案例1中的问题——四根小棒围成的这个木架形状虽然是三角形的,但它有一条边是由“两根”小棒组成的,所以它就容易变形了。然而当我们对这个解释再作分析时,突然发现,其实我们已经从另一角度默认了“有的三角形不具有稳定性”这种错误论述。
要真正向学生解释清楚这些看似简单甚至幼稚的问题,并不像我们想象的那么简单。课堂上执教老师突然遇此质疑,视而不见、避而不答,应该说情有可原!可如果今后我们再遇到此问题,那该如何处理?
带着思考和疑问,课后我讨教了几位经验丰富的老师。他们的意见大体可归为两类:
一种意见认为,导致上述矛盾的主要原因在于,我们将“三角形”与“三角形物体”混为一谈:稳定性是三角形的特性,它有时在某些三角形物体身上表现为稳固、不易变形,但这并不说明所有三角形物体都很稳固、不易变形,更不说明不易变形的物体就具有稳定性。如案例1中,对于“三根小棒围成的三角形”这个“图形”来说具有稳定性,但对于四根小棒围成的三角形木架这一“物体”来说,它却容易变形。再如,四根钢管围成四边形“车架”虽不易变形,但它并不代表“四边形”就具有稳定性。从这个角度看,教材中关于三角形稳定性的描述似乎有以“物”代“形”的嫌疑。
另一种意见认为,主要原因在于学生将生活中的“稳定”与三角形稳定性的“稳定”混为一谈。生活中,将一根木棒插入地面,使劲儿摇它,它不动,我们说这根木棍很稳定,显然此“稳定”并非三角形稳定性之“稳定”。
认真推敲上述两类分析,再结合自己的想法,笔者认为,上述矛盾的根本原因在于老师们对数学教学生活化、活动化的误解,导致了对生活经验负面干扰的忽视和对数学自身科学性、严密性的弱视。这在学校的观摩课中明显表现为,几乎所有上课老师的课堂中都出现了相似的环节:同桌两人兴奋地拉扯着三角形或四边形,发现“三角形木架不管怎么使劲儿拉,都不变形,而四边形木架不费吹灰之力,就变形了”,于是学生自然地归纳出“三角形具有稳定性,四边形容易变形”。
热闹的活动、明显的对比,学生学得高兴,印象也很深刻。然而热闹之后再思考,却发现学生“深刻的印象”其实只停留在使劲“拉”上——四根木棍围成的三角形因为“拉”得动,所以“不”具稳定性;自行车车架虽是四边形,但它是铁的,“拉”不动,所以就“具有”稳定性。
其实,打开百度网站,搜索“三角形稳定性”,就会发现很多网页中的“三角形稳定性”明确指向于“形状和大小完全确定”。其中最具代表性的描述是:“只要三角形三条边的长度固定,这个三角形的形状和大小也就完全确定,三角形的这种性质叫做三角形的稳定性。”这就是说,三角形的稳定性不是“拉得动、拉不动”的问题,其实质应是“三角形边长确定,其形状和大小就确定了”。
比较教材和网上关于三角形稳定性的描述,应该说各有千秋。网上的描述明确地揭示了“三角形稳定性”的本质特征“边长确定,则大小、形状唯一”,而教材上的描述则显得亲切、形象,与生活十分贴近。