摘要:《數(shù)學(xué)課程標準》提出十大核心觀念其中之一是培養(yǎng)學(xué)生的空間觀念,在新課改理念下研究如何培養(yǎng)學(xué)生空間觀念、提升學(xué)生創(chuàng)新能力變得十分必要。本文將結(jié)合實例談?wù)勅绾闻囵B(yǎng)學(xué)生空間想象力,通過整合教學(xué)資源、轉(zhuǎn)變呈現(xiàn)方式,以學(xué)生生活經(jīng)驗為源頭,創(chuàng)新運用游戲、實驗、多媒體的手段,有效培養(yǎng)學(xué)生空間觀念。
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)課堂;培養(yǎng);空間觀念
《數(shù)學(xué)課程標準》指出:空間觀念主要表現(xiàn)在“能由實物的形狀想象出幾何圖形,由幾何圖形想象出實物的形狀,進行幾何體與其三視圖、展開圖之間的轉(zhuǎn)化;能根據(jù)條件做出立體圖形或畫出圖形;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;能描述實物或幾何圖形的運動和變化;能采用適當(dāng)?shù)姆绞矫枋鑫矬w間的位置關(guān)系;能運用圖形形象地描述問題,利用直觀來進行思考?!迸囵B(yǎng)學(xué)生的空間觀念有利于學(xué)生更進一步的了解、領(lǐng)會生活中的空間,更好地生存和成長。老師講、學(xué)生聽的滿堂灌模式無法形成學(xué)生的空間觀念,這樣的教學(xué)學(xué)生無需“構(gòu)想”,只要牢牢記住解題的辦法。當(dāng)碰到一些實際應(yīng)用時學(xué)生往往無法從描述中想象出物體的具體形象,更無法從中提取,分解成相關(guān)的幾何圖像,找到解決問題的方法。
在課堂中把握空間觀念教學(xué)的核心,合理整合資源、創(chuàng)新呈現(xiàn)方式可以有效提高教學(xué)效率。下面就結(jié)合本人數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的實際,提出自己的一些看法。
一、 結(jié)合生活經(jīng)驗、實物,培養(yǎng)空間觀念
學(xué)生的日常生活中充滿數(shù)學(xué)現(xiàn)象,教材中的例子是把生活中的數(shù)學(xué)進行提煉、精簡,學(xué)生通過學(xué)習(xí)掌握了知識,但往往又無法應(yīng)用到生活中去。這是由于教師沒有將大量的實例與知識進行聯(lián)系,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)知識與生活的關(guān)聯(lián)點。例如很多學(xué)生在一年級學(xué)習(xí)了上下、前后、左右的知識,到了五六年級在做隊形隊列訓(xùn)練時還分不清向左轉(zhuǎn)、向右轉(zhuǎn),鬧出笑話,其實這是學(xué)生沒有把左、右兩個方向與生活中很多習(xí)慣聯(lián)系起來。所以教師在教學(xué)左、右這個知識時要引導(dǎo)學(xué)生進行大量的聯(lián)想,如我們吃飯習(xí)慣用右手抓筷子,習(xí)慣用右手寫字,人上樓梯靠右行、車在路上要靠右行駛,行隊禮用右手,摸摸心跳,心臟在左邊等等。通過大量的事例和對應(yīng)游戲練習(xí),讓學(xué)生牢記區(qū)分左右的辦法,突破難點。學(xué)生生活經(jīng)驗是寶貴的資源,教師要充分發(fā)掘身邊的素材,將目光從課本拓寬到生活,引導(dǎo)學(xué)生觀察生活這個廣闊天地,將有助于拓展學(xué)生空間觀念的廣度。
學(xué)生對空間觀念的理解不是一步到位,教師在處理教材時不能停留在表面,而要通過發(fā)掘內(nèi)涵,創(chuàng)新利用實物等延伸知識的深度。例如:在學(xué)習(xí)五年級下冊圖形的旋轉(zhuǎn)內(nèi)容時,很多學(xué)生在方格紙上畫出圖形旋轉(zhuǎn)后的圖形時出錯,不是把圖形畫反了,就是把三角形的兩條直角邊長短畫錯。甚至有學(xué)生把旋轉(zhuǎn)的方向、角度畫錯。教師可以借助常見的風(fēng)車,把這個問題迎刃而解。在課堂上教師先讓學(xué)生觀察風(fēng)車,說出它的特點,再旋轉(zhuǎn)風(fēng)車,讓學(xué)生感受對稱圖形的美(軸對稱、中心對稱)和旋轉(zhuǎn)帶來圖形變換的美感,了解它在生活中的應(yīng)用。當(dāng)我把風(fēng)車的一塊葉片換成小一點的,或把它裝反的時候,學(xué)生紛紛反對,說這樣不美觀,這樣就培養(yǎng)了空間直覺。這時我引導(dǎo)學(xué)生用三角形代替葉片在紙上畫出風(fēng)車,比一比誰畫得準畫得美。最后我出示一片葉子的風(fēng)車,讓學(xué)生先畫出一個三角形,然后教師再順時針旋轉(zhuǎn)90度讓學(xué)生照著畫出另一片葉子,通過幾次不同方向不同角度的旋轉(zhuǎn),學(xué)生順利地掌握了畫法。接著我又讓學(xué)生設(shè)計制作了不少美麗、形態(tài)各異的風(fēng)車進行展示,這樣既鍛煉了學(xué)生的動手能力,又延伸了空間觀念的深度。
二、 開展游戲、體驗式活動,發(fā)展空間觀念
游戲給人帶來愉悅,讓人在輕松心情下學(xué)到知識,符合小學(xué)生的年齡特征,體驗式活動更令人記憶猶新,興趣高漲。例如在一年級下冊認識平面圖形中以七巧板為器材組織學(xué)生開展競賽類游戲,既讓學(xué)生感到熟悉,又因七巧板的組合千變?nèi)f化,表現(xiàn)出的形態(tài)生動有趣,易引發(fā)學(xué)生探索。在游戲中學(xué)生往往不能準確地用圖形拼出想要表達的實物,教師可以先出示實物的圖片,讓學(xué)生說說各部分像什么形狀,然后把各種形狀從上而下,或從左到右按一定的順序拼出來。最后讓學(xué)生直接在腦海里想象出各種實物,再從實物中提取相關(guān)的圖形,把它拼出來。學(xué)生經(jīng)歷了實物—提取圖形—再現(xiàn)實物的過程無形中又發(fā)展了空間觀念。
例如:在教學(xué)六年級上冊位置與方向時,學(xué)生學(xué)會以一個點為參照描述另一個點在什么方向,距離有多遠。教師向?qū)W生出示了一段我軍特種部隊?wèi)?zhàn)斗的視頻:雄鷹,雄鷹報告你的位置,報告:老虎老虎,我在你的5點鐘方向,距離300米。老虎:收到,馬上向我靠攏。學(xué)生看得熱血沸騰,教師馬上引導(dǎo)問:你聽得懂嗎?老虎在雄鷹的什么方向,如你是雄鷹你能準確到達老虎的位置嗎?接著學(xué)生分成了幾組到運動場上體驗了一把軍人戰(zhàn)斗的過程。在這學(xué)習(xí)過程中學(xué)生體驗到樂趣,又把兩點之間相對的方向和距離的知識銘記于心。
三、 利用多媒體、創(chuàng)新教具展示、提升空間觀念
在發(fā)展學(xué)生空間觀念時我們會遇到如何引導(dǎo)學(xué)生進行平面圖形與立體圖形之間的聯(lián)系和轉(zhuǎn)換難題,這時我們就要利用多媒體、動畫多角度展示的便利性,形象性,甚至動手開發(fā)一些新穎的教具了。
例如在六年級下冊認識圓柱時有個操作活動是讓學(xué)生通過快速旋轉(zhuǎn)長方形硬紙、以圖引導(dǎo)學(xué)生想象出圓柱。但是學(xué)生用手旋轉(zhuǎn)的速度很慢,呈現(xiàn)的效果很差,很多學(xué)生聯(lián)想不到。我就用一個小電機,一節(jié)小竹管,把小竹管一端剖開,一端連在電機軸上,當(dāng)把硬紙片插上小竹管上,接通電源。一個圓柱體躍躍欲現(xiàn)在學(xué)生的面前。學(xué)生觀察得很仔細、很
認真、很有興趣。再讓學(xué)生說出紙片的長、寬與圓柱的高、半徑的關(guān)系,學(xué)生說得又快又準確。當(dāng)不斷的變換紙片時學(xué)生甚至不用開動電機就能展開空間想象,體會立體圖形的形成過程,學(xué)生的空間觀念得到了很大的發(fā)展。同樣,這個教具適合于圓錐和各種組合立體圖形的空間想象引導(dǎo)教學(xué)。
利用多媒體畫圖工具,讓教師畫出的立體圖形更標準、更美觀,更是節(jié)約了課堂上寶貴的時間,為學(xué)生展示更豐富的內(nèi)容創(chuàng)造了條件。當(dāng)一些枯燥難懂的推導(dǎo)過程配以生動形象的動畫展示,也變得簡明有趣了。
四、 實踐操作與數(shù)學(xué)思考相結(jié)合,深化空間觀念
當(dāng)動手操作與數(shù)學(xué)思考相結(jié)合,實踐操作才變得有意義,是促進學(xué)生空間觀念形成和發(fā)展的基本途徑。在教學(xué)圓柱體的體積時我沒有急于向?qū)W生展示常規(guī)的推導(dǎo)過程,而是讓學(xué)生猜想圓柱的體積可能與什么有關(guān),然后向?qū)W生出示了幾個不同大小的圓柱體積木、長方體空盒、水、尺子。讓學(xué)生以小組為單位選擇器材,設(shè)計實驗方案,量度必要數(shù)據(jù),求出圓柱體的體積。由于學(xué)生聽過阿基米德和愛迪生的有關(guān)故事。很快就設(shè)計了把求圓柱體積轉(zhuǎn)化成求長方體體積的實驗方案,并求出各個圓柱的體積。并通過把圓柱的高、半徑、底面積、體積等條件和結(jié)果列表一一對比,找出了圓柱體積與高和半徑的關(guān)系,驗證了自己的猜想:圓柱的體積=底面積×高。在這個過程中學(xué)生經(jīng)歷了探索的全過程,動腦猜想,細心觀察,合作推理,動手驗證,還通過想象把圓柱轉(zhuǎn)換成長方體,既掌握知識又發(fā)展空間觀念。
在教學(xué)四年級下冊觀察二時教師制作了一個可以單獨打開前面、左面、上面的暗箱,然后請學(xué)生猜猜里面裝了什么東西,是什么形狀?并讓四人小組的1、2、3號學(xué)生依次上來觀察暗箱的前面、左面、上面,把看到的畫下來,回到小組后討論,用手中的正方體根據(jù)討論結(jié)果擺出組合體的形狀。最后教師揭開謎底,擺對的小組歡呼雀躍。幾次之后,各個小組都能正確擺對我的原型。暗箱是為了激發(fā)興趣,只看到一面是為了認真觀察,留下思考余地;討論、動手擺放是為了讓學(xué)生親歷從二維圖形到三維圖形的轉(zhuǎn)化過程。引導(dǎo)學(xué)生將觀察與想象結(jié)合起來,有效培養(yǎng)了學(xué)生空間觀念,更讓學(xué)生在動腦、動口、動手進行深度學(xué)習(xí)過程中掌握知識技能,學(xué)會探究學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)。
培養(yǎng)、發(fā)展學(xué)生空間觀念,對提升民族創(chuàng)新能力、實踐能力意義非凡。我們要遵循學(xué)生認知規(guī)律,整合資源,采取各種教學(xué)方式,引導(dǎo)運用學(xué)生多感官參與學(xué)習(xí),動手、動腦,合作探究,表象內(nèi)化,讓他們的空間觀念得以提升。
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作者簡介:
鄺銳堅,廣東省廣州市,廣州市從化區(qū)太平鎮(zhèn)上塘小學(xué)。