摘 要: 在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中主要培養(yǎng)學(xué)生三種能力:計(jì)算能力、邏輯思維能力、空間想象能力。培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力是幾何教學(xué)中的重要任務(wù),也是小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的難點(diǎn)所在。本文論述了培養(yǎng)空間想象能力的基本要求,研究了培養(yǎng)空間想象能力的一些途徑和方法。
關(guān)鍵詞: 新課標(biāo) 小學(xué)生 空間想象能力 培養(yǎng)途徑和方法
1.引言
在新課標(biāo)中關(guān)于小學(xué)幾何教學(xué)內(nèi)容中指出空間觀念主要表現(xiàn)在:能由實(shí)物的形狀想象出幾何圖形,由幾何圖形想像出實(shí)物的形狀,進(jìn)行幾何體與其三視圖、展開圖之間的轉(zhuǎn)化;能根據(jù)條件做出立體模型或畫出圖形;能從較復(fù)雜的圖形中分解出基本的圖形,并能分析其中的基本元素及其關(guān)系;能描述實(shí)物或幾何圖形的運(yùn)動(dòng)和變化;能采用適當(dāng)?shù)姆绞矫枋鑫矬w間的位置關(guān)系;能運(yùn)用圖形形象地描述問題,利用直觀來進(jìn)行思考。
數(shù)學(xué)中的空間想象能力是指對(duì)物體或圖形的形狀、大小、結(jié)構(gòu),以及位置關(guān)系進(jìn)行觀察、分析、加工、創(chuàng)造想象等能力。培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力是幾何教學(xué)中的重點(diǎn),也是教學(xué)中的難點(diǎn)??臻g想象能力的特點(diǎn)是對(duì)于在人腦中構(gòu)成的研究對(duì)象的空間表象,進(jìn)行認(rèn)識(shí)、加工、改造。所以它的本質(zhì)是在頭腦中進(jìn)行“想象和創(chuàng)造”。
2.培養(yǎng)空間想象能力的要求
小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的重要任務(wù)之一,是使學(xué)生掌握和理解客觀世界中關(guān)于數(shù)量關(guān)系和空間形式的最基礎(chǔ)的知識(shí),包含了培養(yǎng)學(xué)生初步的空間觀念,空間觀念是指對(duì)物體的大小、形狀、距離、位置的知覺,在培養(yǎng)空間發(fā)展空間觀念的同時(shí),學(xué)生的想象能力和思維能力也得到發(fā)展,從而讓學(xué)生具有初步的空間想象能力。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,培養(yǎng)空間想象能力,主要培養(yǎng)學(xué)生以下幾種能力。
2.1能借助數(shù)學(xué)中的幾何圖形來認(rèn)識(shí)客觀事物的空間形狀及位置關(guān)系,能認(rèn)識(shí)用語言及數(shù)學(xué)式子所表達(dá)的圖形的形狀和位置關(guān)系。
2.2能熟練地從較復(fù)雜的空間圖形中抽象出基本圖形并分析其基本元素的關(guān)系。
2.3能對(duì)已有的空間表象進(jìn)行加工、創(chuàng)造,從而產(chǎn)生新的空間形象。
3.培養(yǎng)空間想象能力的途徑和方法
3.1加強(qiáng)識(shí)圖訓(xùn)練,豐富空間表象。
數(shù)學(xué)來源于生活,而又高于生活,具有抽象性特點(diǎn),老師難教、學(xué)生難學(xué)。課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào):“數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)必須建立在學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平和已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上?!睂?duì)于空間與圖形的有關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí),要與學(xué)生熟悉的生活聯(lián)系起來,為培養(yǎng)學(xué)生空間觀念的提供豐富的感性材料。在教學(xué)的初始階段,主要是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)圖形。小學(xué)教材中有很多幾何圖形,教學(xué)時(shí)注意數(shù)形結(jié)合,在教算術(shù)的同時(shí)應(yīng)讓學(xué)生觀察圖形和認(rèn)識(shí)圖形。指導(dǎo)學(xué)生對(duì)模型、實(shí)物,以及直觀圖進(jìn)行多角度的觀察、比較、對(duì)照和識(shí)別,認(rèn)識(shí)構(gòu)成圖形的基本元素,讓學(xué)生能看得懂直觀圖,能分解出幾何圖形的基本元素并能畫出一些簡(jiǎn)單的幾何圖形。例如,認(rèn)識(shí)長(zhǎng)方形時(shí),引導(dǎo)學(xué)生觀察長(zhǎng)方形實(shí)物(門、窗、課本等)觀察,用直尺度量長(zhǎng)方形的四條邊,用三角板度量長(zhǎng)方形的四個(gè)角,得出長(zhǎng)方形的特點(diǎn):對(duì)邊相等、四角都是直角。然后在引導(dǎo)學(xué)生觀察不同位置的長(zhǎng)方形,以及近似長(zhǎng)方形的圖形(比如梯形),給學(xué)生識(shí)別,進(jìn)一步掌握長(zhǎng)方形的特點(diǎn)。
在識(shí)圖訓(xùn)練中,要讓學(xué)生抓住圖形的基本特征,先認(rèn)識(shí)圖形的各個(gè)方面,然后綜合起來形成對(duì)圖形的整體感知、認(rèn)識(shí)。要求看到直觀圖能感知圖形的真實(shí)形狀,能想象出看不到的部分的形狀。有時(shí)候需要把直觀圖分解,抽出其中一部分,認(rèn)識(shí)清楚后再回歸到整體,比如求圖1中長(zhǎng)方形和三角形的個(gè)數(shù)。
利用圖形的轉(zhuǎn)化也是培養(yǎng)兒童的空間想象能力也是一個(gè)重要的手段。例如,平行四邊形、三角形,以及梯形的面積公式就是通過圖形的切割、組合轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)方形的面積計(jì)算的;圓柱的側(cè)面積也是轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)方形計(jì)算??傊?,要充分利用教材上的素材和實(shí)物模型,培養(yǎng)小學(xué)生的識(shí)圖能力,以及初步的想象能力。
3.2堅(jiān)持畫圖訓(xùn)練,提高構(gòu)圖能力。
新課標(biāo)中指出“能由實(shí)物的形狀想象出幾何圖形,由幾何圖形想象出實(shí)物的形狀”。圖形是交流空間想象的重要工具,而識(shí)圖和畫圖是兩個(gè)重要的認(rèn)識(shí)過程。它們都要通過空間想象來完成。關(guān)于直觀圖的畫法,學(xué)生開始會(huì)感到困難,需要教師引導(dǎo)學(xué)生先觀察或想象所畫幾何圖形中元素的位置、大小等結(jié)構(gòu),然后再構(gòu)思想象畫圖。根據(jù)小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容的編排,先畫簡(jiǎn)單的圖形,如線段、垂線、平行線、角等,再畫三角形、長(zhǎng)方形、梯形等平面圖形,然后畫一些立體圖形,如圓柱、長(zhǎng)方體等。通過畫圖練習(xí)促進(jìn)空間觀念的形成,進(jìn)一步提高空間想象能力,使學(xué)生由直觀圖形能想象出對(duì)象在空間中的實(shí)際形狀,以及基本元素的位置關(guān)系,能根據(jù)實(shí)物畫出一些簡(jiǎn)單的直觀圖形。
3.3重視想象訓(xùn)練,發(fā)展創(chuàng)造能力。
小學(xué)生的思維特點(diǎn)是從形象具體思維向抽象邏輯思維過渡,以形象具體思維為主。所以小學(xué)生對(duì)空間形式的直觀感覺是很難的,教師要根據(jù)小學(xué)生的思維特點(diǎn),有意思地培養(yǎng)空間想象過能力從實(shí)物模型到想象過渡,最后脫離模型,在大腦中不僅僅能對(duì)已有的素材加工,甚至能創(chuàng)造出新的空間形體。有關(guān)空間想象能力的訓(xùn)練,可在有了一些識(shí)圖、畫圖的基本能力之后訓(xùn)練,也可以與前兩種訓(xùn)練交叉配合進(jìn)行。在低年級(jí)側(cè)重前兩種訓(xùn)練,在高年級(jí)更應(yīng)突出第三種訓(xùn)練。構(gòu)造訓(xùn)練想象訓(xùn)練舉例:
例1:先把右圖沿虛線剪開,拼成一個(gè)正方形。用其他方法也能拼成正方形嗎?(小學(xué)數(shù)學(xué)教材思考題)
例2:用方格紙剪成面積是4的圖形。其形狀有以下2種,哪一種圖形拼成面積是16的正方形?
類似的練習(xí)可以培養(yǎng)小學(xué)生的空間想象創(chuàng)造能力。
4.總結(jié)
在幾何初步知識(shí)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力的主要途徑是抓好雙基教學(xué),即識(shí)圖畫圖教學(xué),并在此基礎(chǔ)上培養(yǎng)空間想象創(chuàng)造能力;加強(qiáng)對(duì)空間圖形的看、畫、想三方面的訓(xùn)練,看、畫是基礎(chǔ),想象是目標(biāo)。多媒體是一個(gè)非常好的教學(xué)手段,具有色彩豐富,能化靜為動(dòng),化虛為實(shí),化抽象為直觀等特點(diǎn),在幾何教學(xué)中充分使用多媒體教學(xué)手段,不僅可以提高課堂教學(xué)的效率,而且能促進(jìn)學(xué)生空間觀念的形成。
在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,培養(yǎng)小學(xué)生的空間想象能力是一項(xiàng)重要而又艱巨的任務(wù),廣大小學(xué)數(shù)學(xué)教師必須清醒地認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn);為什么很多學(xué)生升入初中后學(xué)不好幾何,這和小學(xué)階段沒有學(xué)好幾何基礎(chǔ)知識(shí),未能形成空間觀念不無關(guān)系。為此,在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,應(yīng)有抓好雙基教學(xué)的同時(shí)重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的能力,尤其是邏輯思維能力與空間想象能力,為小學(xué)生升入初中進(jìn)一步學(xué)習(xí)幾何知識(shí)打下良好的基礎(chǔ)。
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注:“本文中所涉及到的圖表、公式、注解等請(qǐng)以PDF格式閱讀”