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在过去的“图形与几何”教学中,很多教师存在“重结果,轻过程”的倾向。课堂上为了节约时间,教师的多媒体演示代替了学生的操作,让学生“只看不做”,认为学生只要知道公式的来历,会套用公式解决问题就行了,忽略了空间观念形成过程的教学,给学生后期的几何知识学习增加不少理解的障碍。
空间观念是“图形与几何”领域教学的灵魂,也是学生学习数学必备的基本素养。发展学生的空间观念,不仅有助于学生掌握“图形与几何”的基础知识和基本技能,而且对培养学生的解决问题的能力和创新精神起着不可替代的作用。我们必须关注学生空间观念的培养,从学生实际出发,采取有效的策略来培养学生的空间观念。
一、联系学生生活,在感知中积累空间观念
在现实的生活情景中丰富学生对空间与图形的认识,组织学生通过对现实空间中物体的形状、大小及其所处方位的感知,对物体视图的初步认识和常见图形的了解,积累丰富的几何表象,以帮助学生理解现实的空间世界,形成初步的空间观念,激发学生学习几何知识的兴趣。例如:在教学《长方体、正方体的认识》时,教师应从学生熟悉的实物,如字典、牙膏盒等常见物品中选取素材,鼓励学生进行观察、触摸、丈量等活动,形成对几何体的直观感受。
对获得的知识进行巩固,也需要联系生活实物,进行相关知识的练习。如在学完《长方形和正方形的面积》之后,要求学生对黑板、课桌面、数学书的封面、家里的地砖、窗子等物体进行测量并计算出它们的面积。这样既巩固了所学知识,也培养了学生空间观念。
二、动手操作,在活动中形成空间观念
对空间的感知依赖于操作活动,这是由“图形与几何”知识内容的特点决定的。小学中有关“图形与几何”的学习都是建立在学生的经验和活动基础上的。就学习方法而言,他们对几何图形的认知是通过操作实验获得的,几何推理也是以操作为基础的。
在实际的教学中,采用学生喜爱的"看一看、摸一摸、折一折、剪一剪、拼一拼、摆一摆、量一量、画一画"等实践探究活动,让他们通过亲自触摸、观察、测量、作图和实验,掌握图形的特征,形成空间观念。这些实际操作活动应该贯穿在几何初步知识教学的始终,低年级需要,中高年级也绝不能忽视;认识图形时必不可少,学习求积公式时同样适用,通过学生自己的实验逐步推出公式结论,比教师“强送”给学生要有意义。这样,不仅可使学生经历知识的生成过程,同时也能促进空间观念的形成。比如在教学《圆的认识》时,我安排了设计 “套圈”游戏玩法的环节,规则是全班学生参加,奖品是5瓶饮料,谁用圈套中饮料谁就得,让学生设计公平的玩法。有学生说,排好队,一个一个地来,每人一次,但这种说法马上有人反对,理由是奖品数量有限,这样对站在队尾的同学不公平;有人提出站一横排,几个人可以同时玩,但这种说法马上又遭到站在两端同学的反对,他们认为到奖品的距离不一样……后来,大家终于找到了解决方案,大家围成一个圆圈,把奖品放在正中间,大家可同时来玩。因为每个人距离奖品距离相等,大家都觉得公平。然后,我再向学生介绍圆心、半径的概念,半径与直径的关系,学生学起来比较轻松。同时,设计游戏玩法的过程就是让学生在大脑中建立“圆”这个数学模型的过程,所以对圆的相关知识会理解得更自然。
三、加强想象训练, 在思维过程中发展空间观念
仅仅依赖“动手操作”来帮助建立图形的空间观念是不够的,所有几何问题都用媒体来直观演示也是不现实的,因为我们教学的目标是要让学生在今后的工作、生活实践中能随时随地解决实际问题。在今后学生接触到的物理学的学习中,想象更是十分必要的,比如牛顿在天体力学领域得出的很多结论,空间想象起到了很大作用。试想一下,一旦学生没有了动手操作的材料及动手操作的可能性的时候,面对空间与图形方面的问题不就要茫然失措了吗?所以在动手操作后还要适当地加强学生的想象训练。想象一下解决数学问题的过程,这样既能发展学生空间想象能力,又能更好地发展学生的数学思维。
例如,在学习《面积和面积单位》时,学生对1平方米、1平方分米、1平方厘米的大小,可以通过亲自动手画的方法来直观感受,但我们不可能让学生一直拿着这个图形去解决问题。学生在遇到这类问题时,比如“一间教室的面积是60( ),课桌面的面积是24( )”,还是要通过想象,并通过比较分析得出答案。要发展学生的空间观念,就要让学生敢于去想,给他们想象的机会。当然,想象不是瞎想,学生要有足够的表象储备,这样想象的内容才会科学、具体,形成的表象才会准确。
如:六年级下册教学《圆柱和圆锥》时,我设计了一道题目:长方形、直角三角形和半圆形旋转一周各能成什么图形?这需要学生有很强的空间观念才行。上课前我先让学生准备好这些形状的小旗。上课时分小组进行操作,让学生旋转小旗杆一周,仔细观察并想象小旗旋转一周所形成的形状。还要求学生进一步讨论:用的什么图形、绕哪条边旋转、形成了怎样的立体图形?各平面图形边的长度与旋转形成的立体图形的关系?在解决这个问题时,需要学生有很丰富的想象力才能完成。
四、重视运用,在实践中深化空间观念
几何知识来源于社会实践,也服务于社会实践。因此,在教学中,要重视实践活动,引导学生经常运用几何图形的相关知识,解决生活中的各种实际问题,巩固学生的空间观念。
如在学习长方体的表面积时,我设计了两个动手实践活动。一是在学习表面积公式时,我设计了“解剖牙膏盒”的操作活动,让学生先量出牙膏盒长、宽、高,再将牙膏盒剪开,得到展开图,观察几个面的位置关系,这对学生判断那样的六个面可以拼成长方体有很大的帮助。再把六个面剪开,经过重合的方法,很容易就得出相对面面积相等的结论,从而找得出表面积计算方法。我在学生牢固掌握表面积公式后,又设计了一个“给字典做包装盒”的活动,这个操作对培养学生的空间观念是有很大作用的。因为要做出这个盒子,就必须先弄清楚字典的长、宽、高,还要弄清楚六个面之间的位置关系,长、宽、高和六个面的长、宽之间的关系等等。对学生来说,必须先动手测量,再充分发挥空间想象,在头脑中先“做”出这个盒子,再才能用双手把头脑中的盒子变成现实的盒子。如果学生能顺利地完成这两个操作活动,长方体这个空间模型也一定在他大脑中牢固建立起来了。
五、渗透转化思想,促进学生空间观念的拓展
小学阶段几何知识间的内在联系非常密切,建立几何形体知识间的内在联系,可以使学生更加深刻地认识各种形体的本质特征,弄清概念间的联系和区别,拓展空间观念。
比如在教学平行四边形、三角形、梯形、圆形面积公式推导的过程中,我以长方形的面积为基础,利用学过的旧知识,引导学生找到图形之间的联系,利用“转化”的数学方法,根据图形运动的特点,去发现知识间的变化规律,自主地把各个平面图形与长方形联系起来,推导各自的面积。又如在教学《圆的面积公式》时,可以引导学生将圆转化成近似的长方形、平行四边形、三角形,再来计算它的面积,但通过算式的整理,最后都可以转化成S=πr2。
通过联系和比较,可探究出图形之间的本质特征与内在联系,使学生在运动、变化中认识到事物的规律性和相对性,构建起比较完整的空间知识网络,促进了学生空间观念的拓展。在转化的过程中,因为充分利用了熟悉的知识,所以就会降低学生理解的难度。
总之,小学生空间观念的形成与发展要经历一个长期的、反复的过程,不是一朝一夕之事,教师要在教学中把它作为培养学生数学能力的一个重点来抓。积极创设有效的数学情境,从学生生活实际出发,不断丰富几何图形的表象积累,放手让学生动手实践,鼓励学生充分展开想象,在长期的训练中促使学生的空间观念得以形成和发展。
责任编辑 陈建军
空间观念是“图形与几何”领域教学的灵魂,也是学生学习数学必备的基本素养。发展学生的空间观念,不仅有助于学生掌握“图形与几何”的基础知识和基本技能,而且对培养学生的解决问题的能力和创新精神起着不可替代的作用。我们必须关注学生空间观念的培养,从学生实际出发,采取有效的策略来培养学生的空间观念。
一、联系学生生活,在感知中积累空间观念
在现实的生活情景中丰富学生对空间与图形的认识,组织学生通过对现实空间中物体的形状、大小及其所处方位的感知,对物体视图的初步认识和常见图形的了解,积累丰富的几何表象,以帮助学生理解现实的空间世界,形成初步的空间观念,激发学生学习几何知识的兴趣。例如:在教学《长方体、正方体的认识》时,教师应从学生熟悉的实物,如字典、牙膏盒等常见物品中选取素材,鼓励学生进行观察、触摸、丈量等活动,形成对几何体的直观感受。
对获得的知识进行巩固,也需要联系生活实物,进行相关知识的练习。如在学完《长方形和正方形的面积》之后,要求学生对黑板、课桌面、数学书的封面、家里的地砖、窗子等物体进行测量并计算出它们的面积。这样既巩固了所学知识,也培养了学生空间观念。
二、动手操作,在活动中形成空间观念
对空间的感知依赖于操作活动,这是由“图形与几何”知识内容的特点决定的。小学中有关“图形与几何”的学习都是建立在学生的经验和活动基础上的。就学习方法而言,他们对几何图形的认知是通过操作实验获得的,几何推理也是以操作为基础的。
在实际的教学中,采用学生喜爱的"看一看、摸一摸、折一折、剪一剪、拼一拼、摆一摆、量一量、画一画"等实践探究活动,让他们通过亲自触摸、观察、测量、作图和实验,掌握图形的特征,形成空间观念。这些实际操作活动应该贯穿在几何初步知识教学的始终,低年级需要,中高年级也绝不能忽视;认识图形时必不可少,学习求积公式时同样适用,通过学生自己的实验逐步推出公式结论,比教师“强送”给学生要有意义。这样,不仅可使学生经历知识的生成过程,同时也能促进空间观念的形成。比如在教学《圆的认识》时,我安排了设计 “套圈”游戏玩法的环节,规则是全班学生参加,奖品是5瓶饮料,谁用圈套中饮料谁就得,让学生设计公平的玩法。有学生说,排好队,一个一个地来,每人一次,但这种说法马上有人反对,理由是奖品数量有限,这样对站在队尾的同学不公平;有人提出站一横排,几个人可以同时玩,但这种说法马上又遭到站在两端同学的反对,他们认为到奖品的距离不一样……后来,大家终于找到了解决方案,大家围成一个圆圈,把奖品放在正中间,大家可同时来玩。因为每个人距离奖品距离相等,大家都觉得公平。然后,我再向学生介绍圆心、半径的概念,半径与直径的关系,学生学起来比较轻松。同时,设计游戏玩法的过程就是让学生在大脑中建立“圆”这个数学模型的过程,所以对圆的相关知识会理解得更自然。
三、加强想象训练, 在思维过程中发展空间观念
仅仅依赖“动手操作”来帮助建立图形的空间观念是不够的,所有几何问题都用媒体来直观演示也是不现实的,因为我们教学的目标是要让学生在今后的工作、生活实践中能随时随地解决实际问题。在今后学生接触到的物理学的学习中,想象更是十分必要的,比如牛顿在天体力学领域得出的很多结论,空间想象起到了很大作用。试想一下,一旦学生没有了动手操作的材料及动手操作的可能性的时候,面对空间与图形方面的问题不就要茫然失措了吗?所以在动手操作后还要适当地加强学生的想象训练。想象一下解决数学问题的过程,这样既能发展学生空间想象能力,又能更好地发展学生的数学思维。
例如,在学习《面积和面积单位》时,学生对1平方米、1平方分米、1平方厘米的大小,可以通过亲自动手画的方法来直观感受,但我们不可能让学生一直拿着这个图形去解决问题。学生在遇到这类问题时,比如“一间教室的面积是60( ),课桌面的面积是24( )”,还是要通过想象,并通过比较分析得出答案。要发展学生的空间观念,就要让学生敢于去想,给他们想象的机会。当然,想象不是瞎想,学生要有足够的表象储备,这样想象的内容才会科学、具体,形成的表象才会准确。
如:六年级下册教学《圆柱和圆锥》时,我设计了一道题目:长方形、直角三角形和半圆形旋转一周各能成什么图形?这需要学生有很强的空间观念才行。上课前我先让学生准备好这些形状的小旗。上课时分小组进行操作,让学生旋转小旗杆一周,仔细观察并想象小旗旋转一周所形成的形状。还要求学生进一步讨论:用的什么图形、绕哪条边旋转、形成了怎样的立体图形?各平面图形边的长度与旋转形成的立体图形的关系?在解决这个问题时,需要学生有很丰富的想象力才能完成。
四、重视运用,在实践中深化空间观念
几何知识来源于社会实践,也服务于社会实践。因此,在教学中,要重视实践活动,引导学生经常运用几何图形的相关知识,解决生活中的各种实际问题,巩固学生的空间观念。
如在学习长方体的表面积时,我设计了两个动手实践活动。一是在学习表面积公式时,我设计了“解剖牙膏盒”的操作活动,让学生先量出牙膏盒长、宽、高,再将牙膏盒剪开,得到展开图,观察几个面的位置关系,这对学生判断那样的六个面可以拼成长方体有很大的帮助。再把六个面剪开,经过重合的方法,很容易就得出相对面面积相等的结论,从而找得出表面积计算方法。我在学生牢固掌握表面积公式后,又设计了一个“给字典做包装盒”的活动,这个操作对培养学生的空间观念是有很大作用的。因为要做出这个盒子,就必须先弄清楚字典的长、宽、高,还要弄清楚六个面之间的位置关系,长、宽、高和六个面的长、宽之间的关系等等。对学生来说,必须先动手测量,再充分发挥空间想象,在头脑中先“做”出这个盒子,再才能用双手把头脑中的盒子变成现实的盒子。如果学生能顺利地完成这两个操作活动,长方体这个空间模型也一定在他大脑中牢固建立起来了。
五、渗透转化思想,促进学生空间观念的拓展
小学阶段几何知识间的内在联系非常密切,建立几何形体知识间的内在联系,可以使学生更加深刻地认识各种形体的本质特征,弄清概念间的联系和区别,拓展空间观念。
比如在教学平行四边形、三角形、梯形、圆形面积公式推导的过程中,我以长方形的面积为基础,利用学过的旧知识,引导学生找到图形之间的联系,利用“转化”的数学方法,根据图形运动的特点,去发现知识间的变化规律,自主地把各个平面图形与长方形联系起来,推导各自的面积。又如在教学《圆的面积公式》时,可以引导学生将圆转化成近似的长方形、平行四边形、三角形,再来计算它的面积,但通过算式的整理,最后都可以转化成S=πr2。
通过联系和比较,可探究出图形之间的本质特征与内在联系,使学生在运动、变化中认识到事物的规律性和相对性,构建起比较完整的空间知识网络,促进了学生空间观念的拓展。在转化的过程中,因为充分利用了熟悉的知识,所以就会降低学生理解的难度。
总之,小学生空间观念的形成与发展要经历一个长期的、反复的过程,不是一朝一夕之事,教师要在教学中把它作为培养学生数学能力的一个重点来抓。积极创设有效的数学情境,从学生生活实际出发,不断丰富几何图形的表象积累,放手让学生动手实践,鼓励学生充分展开想象,在长期的训练中促使学生的空间观念得以形成和发展。
责任编辑 陈建军