A. 小學數學教學中如何發展學生的空間觀念
空間觀念」是新課標提出的十大核心概念之一,主要指根據物體特徵抽象出幾何圖形,根據幾何圖形想像出所描述的實際物體,想像出物體的方位和相互之間的位置關系,描述圖形的運動和變化,依據語言的描述畫出圖形等。空間觀念是創新精神所需的基本因素,沒有空間觀念,幾乎談不上任何發明創造。許多的發明創造都是以實物的形態呈現的,都是設計者先根據想像畫出設計圖,然後再做出模型,最後才完善成功的。在這個過程中空間觀念起著非常重要的作用,所以發展學生的空間觀念非常重要。
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那麼,在小學數學教學中,應如何發展學生的空間觀念呢?下面筆者就結合實例,談談在教學中發展學生空間觀念的幾點做法:
一、體驗感悟,發展學生的空間觀念。
荷蘭數學教育家弗賴登塔爾認為:「數學學習是一種活動,這種活動與游戲跟騎自行車是一樣的,不經過親身體驗,僅僅從看書本、聽講解、觀察他人的演示是學不會的。」空間觀念的培養也是如此,學生的空間認識來自於豐富的現實原型,與現實生活有著緊密的聯系。這就提醒我們可以讓學生在體驗和感悟中逐漸建立空間觀念。
如在學習《方向與位置》時,我清早帶學生到操場,讓學生面向太陽升起的地方,告訴學生這就是東方,背後就是西方,面向東,右側就是南方,左側就是北方。這就是讓學生親身體驗「太陽升起的方向是東方」,確定東方後,認識其它三個方向,從而幫助學生建立空間觀念。
二、藉助經驗,發展學生的空間觀念。
數學來源於生活,發展學生的空間觀念離不開學生的生活經驗。生活經驗是學生學習的寶貴資源,所以教師要在教學中從學生的生活經驗入手,使學生把所學知識與生活經驗聯系起來,才能更好地幫助學生建立空間觀念。
例如學習《圖形與變換》時,利用學生常見的生活現象,認識平移與旋轉,如纜車的行進、升降旗等現象認識平移,風車的轉動、直升飛機螺旋槳的轉動都是旋轉現象。一些美麗的圖案都是基本圖形通過平移和旋轉後得到的。這樣把視野拓展到生活空間,密切聯系生活實際,有助於培養學生的空間觀念。
三、實驗操作,發展學生的空間觀念。
心理學家皮亞傑曾說過:「空間觀念的形成不像拍照,要想建立空間觀念,必須有動手做的過程。」動手操作是學生多種感官協同活動、促進知識內化的過程,能夠讓學生在理解數學知識的基礎上逐步形成空間觀念。因此在實際教學過程中,教師必須引導學生進行操作、實驗等活動。
如教學《認識物體》時,教師先讓學生利用學具看一看、摸一摸、數一數,在動手操作中讓學生初步感知了長方體、正方體、圓柱、球的特徵。然後又准備了幾個操作活動:
(1)給每組學生准備一個袋子,讓小組長負責,其餘學生按照小組長的要求從袋中摸出指定形狀的物體。
(2)以小組為單位,組織學生將這些物體滾一滾,看哪種物體不能滾、哪種物體能滾,並能比比能滾的物體中誰滾得最快。
(3)以小組為單位,用這幾種形狀的物體搭積木,並且說說搭了什麼。
每一個活動的設計實際上包含了物體的一些基本概念和特徵,這些知識都在學生的觀察中滲透、在體驗中感知。因此,學生在操作中運用觀察和比較的數學思維活動,進一步感知了各種圖形的特點,把知識內容與空間形成統一起來,增強了學生對知識的體驗,同時又強化了學生的空間觀念。
四、發揮想像,發展學生的空間觀念。
空間想像力是在豐富的空間感知基礎上逐步形成的,是空間觀念的進一步升華。在教學中適時地讓學生發揮想像,往往能很好地發展學生的空間觀念。
例如:在學習《長方體的認識》時,在學生已經基本掌握了長方體的特徵後,課件出示一個三視圖的長方體:「去掉一條長,你還能想像出這個長方體是什麼樣子嗎?」「去掉一條寬」……一直到只剩下相交於一個頂點的一組長、寬、高,「如果再去掉一條棱,你還能想像出這個長方體的樣子嗎?為什麼?」通過一系列的想像,學生不但發現了決定長方體大小、形狀的關鍵因素,同時也很好地發展了學生的空間觀念。
五、動筆描畫,發展學生的空間觀念。
學生親自動手畫一畫,讓視覺、聽覺、觸覺等多種感官協同參與活動,使學生有較多的機會通過內容豐富的圖形符號感知及實際操作探究活動,有利於空間觀念的形成和鞏固。
例如:低年級兒童初步了解平面圖形,教師講解是不容易清楚的。可以讓學生動手畫一畫,用一個長方體,平放在紙上,再沿著邊畫下來,紙上畫的就是一個長方形。學生親自動手畫一畫,初步感知了面與體之間的關系。
再如:在學習方位後,根據描述,讓學生在紙上畫出物體所在的位置,就能讓學生將立體空間的實物根據語言的描述畫到平面圖上,從而發展了學生的空間觀念。
空間觀念的培養並不是一蹴而就的,而是一個長期的過程。以上五個方面的策略也並不是孤立存在的,而是相互滲透、相互促進、綜合運用的。總之,我們要根據學生的認知規律,採用多種教學手段、教學方法,引導學生運用多種感官積極主動地參與到教學中來,協調活動,使具體事物的形象在頭腦中得到全面的反映,以促使學生對幾何形體有深刻的認識,讓他們的空間觀念在不知不覺中得到提升。