張奠宙
平行和平移,都是小學(xué)數(shù)學(xué)中的幾何學(xué)名詞。二者之間存在著內(nèi)在的邏輯順序,即先有平行,才有平移。小學(xué)數(shù)學(xué)盡管需要深入淺出,卻不宜違背這一邏輯順序。
讓我們看某現(xiàn)行教材中關(guān)于平行直線的定義。
這一段教材,通過移動(dòng)的門窗、上升的國(guó)旗,以及鉛筆的水平移動(dòng)的觀察,就說“像這樣的兩條直線互相平行”。顯然,這是從物體的平移,給直線的平行作定義式的陳述。這樣處理,會(huì)出現(xiàn)不少問題。
首先,門窗、國(guó)旗都是立體或平面的實(shí)體,抽象之后,乃是二維的平面,怎樣和一維的“直線”聯(lián)系起來呢?像國(guó)旗升起的畫面中,平行線在哪里?不加以明確指出,讓學(xué)生如何理解編寫意圖?
其次,若從兩支鉛筆抽象為幾何圖形,不過是一條線段,怎能說是直線呢?線段和其所在的直線,需要有所區(qū)分。這里的斷語(yǔ),應(yīng)該是“像這樣的兩條線段互相平行”。至于說這也是它們所在的兩條直線互相平行,那是另一種約定,在界定一個(gè)對(duì)象時(shí)要分清楚,不能混同起來。
第三,最為嚴(yán)重的混淆是用平移來界定平行,把二者的邏輯順序弄顛倒了。說到底,究竟是先有“平行”,還是先有“平移”呢?
先來看什么是平移。百度詞典這樣定義:
“在平面內(nèi),將一個(gè)圖形上的所有點(diǎn)都按照某個(gè)方向作相同距離的移動(dòng),這樣的圖形運(yùn)動(dòng)叫作圖形的平移運(yùn)動(dòng),簡(jiǎn)稱平移。”
這里的一個(gè)關(guān)鍵詞是“所有點(diǎn)按同一個(gè)方向”,它的意義就是每組對(duì)應(yīng)點(diǎn)連成的直線都彼此平行。這就是說,教材圖上那支平移的鉛筆,其上的每個(gè)點(diǎn)都要沿“水平方向”移動(dòng)一個(gè)固定的距離。如果將鉛筆頭移動(dòng)前后兩點(diǎn)的連線線段(記為ab),鉛筆底部點(diǎn)前后形成的兩點(diǎn)連線(記為cd)那么因?yàn)槭峭环较颍员仨氂衋b∥cd。這時(shí),abcd四點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)矩形。進(jìn)一步,那支鉛筆也可以沿45度角向“東北”方向平移,鉛筆各點(diǎn)掃過的圖像就是一個(gè)平行四邊形。
這就是說,作平移運(yùn)動(dòng)時(shí),圖形中無限多的點(diǎn)都要保持“同一方向”,也就是要形成無限多條的平行線。因此,先有平行概念和平行判斷準(zhǔn)則,才能作平移運(yùn)動(dòng)。用平移定義平行,在邏輯上有誤,混而有錯(cuò)。
在這頁(yè)教材上,還可能會(huì)產(chǎn)生另外一些誤解。
1.以為可以用兩條線段彼此間是否為平移來判斷是否平行。但這是做不到的。事實(shí)上,判斷兩線段是不是平移,必須把平移的那個(gè)“統(tǒng)一方向”找出來。為了找這個(gè)方向,最后不得不依賴同位角相等的那些平行線判定法則。因此,想用平移概念,繞開平行線的嚴(yán)格定義和判別準(zhǔn)則是做不到的。
2.教材的那兩支鉛筆,是向水平方向和垂直方向平移。容易產(chǎn)生的錯(cuò)覺是,平移就是水平方向的移動(dòng),或者是垂直方向的移動(dòng)。這就會(huì)造成平行線都是水平的或垂直的錯(cuò)誤印象。
3.教材呈現(xiàn)的平移操作,只能在方格紙上向水平或垂直兩個(gè)方向移動(dòng)。 那么,要在方格紙上作45度、60度方向的移動(dòng)怎么辦?教材沒有交代,也無法說清楚。
綜上所述,用線段平移來界定線段平行, 在邏輯上有誤,既不能實(shí)際操作,又會(huì)帶來一些誤解,應(yīng)予修正改進(jìn)。
筆者認(rèn)為,平行線教學(xué)要和“方向”概念聯(lián)系起來,用直線的方向相同來定義直線的平行,即用直觀的、相當(dāng)于同位角判定準(zhǔn)則的情境來進(jìn)行處理,那要另文探討了。
(華東師范大學(xué)數(shù)學(xué)系 ? 200241)