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几何直观能力是人们利用实物、形体模型和图形,生动形象地描述和把握形体的空间形式,展开丰富多彩的空间联想与描述,直观地反映和揭示问题思路,形成表象,从而有效解决问题的一种认知能力。一定的几何直观能力是学好小学经验性几何知识的标志与保证用图形描述形体方位,思考数学问题,讨论几何问题,既是一种基本的数学素质,也是保证学生学好几何的重要条件。笔者认为。图形是现实形体与抽象数学形体观念的中介。抓住图形,尝试从它人手做足文章,在培养学生几何直观能力方面就会有所作为。
1 组织观察。强化表象感知
丰富学生的形体感知,不是靠大量、单一、机械的重复,而是要运用多方面、多形式、多种感官协同参与,充分感知相关形体,使之在学生头脑中建立正确而鲜明的表象。当我们在给学生呈现了大量的现实材料,丰富了图形世界以后,紧跟着要做的是帮助学生在强烈、充分感知的体验中形成正确、丰富、深刻而又系统的表象。这就要求学生充分发挥视觉、听觉、触觉等多种感官的协同作用,引导他们通过观察、操作、实验等活动强化感知,建立表象学生观察,教师需要进行必要的指导。观察的目的要明确,步骤要合理,方法要细致,结果要及时记录,观察与思考要密切结合起来。其间,应尽可能为学生提供自主探索、合作交流、积极思考和操作实践的空间和机会。让学生在观察中获得活动经验,促成对形体认知及其表象的形成。
教学“图形与变换”,让学生观察生活中的对称、平移、旋转现象时,教者引导他们在观察过程中,适当简化、抽象、削减繁枝末节。着重从图形变换的角度去观察、感知。如指导观察物体,每个学习小组发一只玩具熊猫,学生以小组合作的形式分坐在四个方位观察玩具熊猫,然后将观察到的形状在小组内交流。每名学生由于是在不同的方位观察。因此观察的结果也就不一样。这就为学生交流提供了多种素材,在交流不同的观察结果时又能引出多个讨论话题,既丰富了感知,又激活了思维,进而形成正确的观察感知表象。
2 对照图形,进行比较和辨析
“有比较才有鉴别。”加强图形的比较和辨析,有利于学生形成清晰的几何直观图形,建立正确的几何概念。
进行图形的比较辨析,形成清晰的几何直观概念,可以综合运用多种方法。比如,比较两条平行线之间的垂直线段是否相等?方法一,观察法,学生通过直觉思维就可以判断“两条平行线之间的垂直线段相等”;方法二,实验法,学生用刻度尺量一量;方法三,论证法,根据“长方形的对边相等”作出推理、判断。
3 利用实物。提升识图能力
几何直观是形象思维与逻辑患维交替作用的思维过程。表达这种思维的最好语言是几何图形。它能简捷、直观地表达出空间形式。小学《数学课程标准》明确要求学生:能由实物的形状想象出几何图形,由几何图形想象出实物的形状。进行几何体与其三视图、展开物与图之间的转化。教学中要注意加强这种训练。
(1)组织实物操作。教学中利用实物,安排学生进行测量、比对、折纸、拼摆等操作,有机进行图形认识与变换训练。是培养几何直观的有效途径。
(2)看物训练画图。小学阶段对学生画图的要求不宜拔高,主要是让学生学会画线、画角及画平面几何图形,在此基础上试着画示意立体图形。但基本训练要严,教学中。不仅要求学生掌握正确的画法,而且要让学生简要地说出依据。从而使学生进一步认识图形的特征,形成清晰的表象。其中看物是感知,是形象投入;画图是再现想象,是在脑中的抽象反映。
(3)对照实物识图。培养学生的识图能力,是小学阶段认识图形教学的核心问题。因为只有感知的积累才能形成表象,而表象的再现是识别图形的依据;学生只有掌握了图形的基本特征,才能正确分辨各种图形的本质区别。培养学生的识图能力,对照实物教具进行识图训练,是深化表象表征的有效途径。因为实物识图训练能使学生更好地区分出哪些是本质特征,哪些是非本质特征,从而形成正确、清晰的图形感知。对照实物通过不断变式,引导学生分析、比较各图形之间的相互联系,可使学生形成正确的动态表象。有效发展空间联想与想象。
4 借助图形,发展空间联想
随着学生年龄的增长,他们不断地从日常生活中获得经验,并形成各种空间知觉和空间表象;他们借助空间联想。对几何中的点、直线、射线与线段、角与平面、空间的基本图形的结构、性质、关系进行识记,并能重现基本图形的形状和结构;他们逐步学会分析图形基本元素之间的位置关系和度量关系,并能正确地画图,还能离开实物或图形进行空间描述。
比如,当圆柱或圆锥等实物模型从他们眼前消失以后。他们必须凭借实物形状,充分运用大脑已有的储存信息,就像电影的画面一幕一幕地出现,在头脑中再现信息描述的形体特征。通过想象描述,他们可以进一步感知物体的形状、大小、位置关系及其平移、旋转变化,等等,这既可以直接想象,也可以让学生边动手边想象,具象与抽象结合,以便发展学生的空间想象,有效培养其几何直观能力。
1 组织观察。强化表象感知
丰富学生的形体感知,不是靠大量、单一、机械的重复,而是要运用多方面、多形式、多种感官协同参与,充分感知相关形体,使之在学生头脑中建立正确而鲜明的表象。当我们在给学生呈现了大量的现实材料,丰富了图形世界以后,紧跟着要做的是帮助学生在强烈、充分感知的体验中形成正确、丰富、深刻而又系统的表象。这就要求学生充分发挥视觉、听觉、触觉等多种感官的协同作用,引导他们通过观察、操作、实验等活动强化感知,建立表象学生观察,教师需要进行必要的指导。观察的目的要明确,步骤要合理,方法要细致,结果要及时记录,观察与思考要密切结合起来。其间,应尽可能为学生提供自主探索、合作交流、积极思考和操作实践的空间和机会。让学生在观察中获得活动经验,促成对形体认知及其表象的形成。
教学“图形与变换”,让学生观察生活中的对称、平移、旋转现象时,教者引导他们在观察过程中,适当简化、抽象、削减繁枝末节。着重从图形变换的角度去观察、感知。如指导观察物体,每个学习小组发一只玩具熊猫,学生以小组合作的形式分坐在四个方位观察玩具熊猫,然后将观察到的形状在小组内交流。每名学生由于是在不同的方位观察。因此观察的结果也就不一样。这就为学生交流提供了多种素材,在交流不同的观察结果时又能引出多个讨论话题,既丰富了感知,又激活了思维,进而形成正确的观察感知表象。
2 对照图形,进行比较和辨析
“有比较才有鉴别。”加强图形的比较和辨析,有利于学生形成清晰的几何直观图形,建立正确的几何概念。
进行图形的比较辨析,形成清晰的几何直观概念,可以综合运用多种方法。比如,比较两条平行线之间的垂直线段是否相等?方法一,观察法,学生通过直觉思维就可以判断“两条平行线之间的垂直线段相等”;方法二,实验法,学生用刻度尺量一量;方法三,论证法,根据“长方形的对边相等”作出推理、判断。
3 利用实物。提升识图能力
几何直观是形象思维与逻辑患维交替作用的思维过程。表达这种思维的最好语言是几何图形。它能简捷、直观地表达出空间形式。小学《数学课程标准》明确要求学生:能由实物的形状想象出几何图形,由几何图形想象出实物的形状。进行几何体与其三视图、展开物与图之间的转化。教学中要注意加强这种训练。
(1)组织实物操作。教学中利用实物,安排学生进行测量、比对、折纸、拼摆等操作,有机进行图形认识与变换训练。是培养几何直观的有效途径。
(2)看物训练画图。小学阶段对学生画图的要求不宜拔高,主要是让学生学会画线、画角及画平面几何图形,在此基础上试着画示意立体图形。但基本训练要严,教学中。不仅要求学生掌握正确的画法,而且要让学生简要地说出依据。从而使学生进一步认识图形的特征,形成清晰的表象。其中看物是感知,是形象投入;画图是再现想象,是在脑中的抽象反映。
(3)对照实物识图。培养学生的识图能力,是小学阶段认识图形教学的核心问题。因为只有感知的积累才能形成表象,而表象的再现是识别图形的依据;学生只有掌握了图形的基本特征,才能正确分辨各种图形的本质区别。培养学生的识图能力,对照实物教具进行识图训练,是深化表象表征的有效途径。因为实物识图训练能使学生更好地区分出哪些是本质特征,哪些是非本质特征,从而形成正确、清晰的图形感知。对照实物通过不断变式,引导学生分析、比较各图形之间的相互联系,可使学生形成正确的动态表象。有效发展空间联想与想象。
4 借助图形,发展空间联想
随着学生年龄的增长,他们不断地从日常生活中获得经验,并形成各种空间知觉和空间表象;他们借助空间联想。对几何中的点、直线、射线与线段、角与平面、空间的基本图形的结构、性质、关系进行识记,并能重现基本图形的形状和结构;他们逐步学会分析图形基本元素之间的位置关系和度量关系,并能正确地画图,还能离开实物或图形进行空间描述。
比如,当圆柱或圆锥等实物模型从他们眼前消失以后。他们必须凭借实物形状,充分运用大脑已有的储存信息,就像电影的画面一幕一幕地出现,在头脑中再现信息描述的形体特征。通过想象描述,他们可以进一步感知物体的形状、大小、位置关系及其平移、旋转变化,等等,这既可以直接想象,也可以让学生边动手边想象,具象与抽象结合,以便发展学生的空间想象,有效培养其几何直观能力。