空间观念培养三部曲:观察、操作、想象

来源 :数学学习与研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ABC20090907
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  【摘要】培养学生的空间观念为小学教学的核心任务之一.如何让学生建立空间观念呢?本文提出了以下策略:注重观察,获得感性经验,激发空间观念;动手操作,直观感知,建立空间观念;发挥空间想象力,提升数学思维,强化空间观念.
  【关键词】空间观念;观察;操作;想象
  数学课程标准指出,学生要丰富对现实空间及图形的认识,建立初步的空间观念,发展形象思维.小学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段,因此他们的思维以形象思维为主,形象思维在学生的数学学习过程中发挥着重要的作用.
  如何培养学生的空间观念,是小学数学教师在“空间与图形”教学中所要思考的问题.小学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的关键阶段,在此阶段,教师可以借助必要的直观操作活动,培养学生的空间观念.在小学数学课堂教学中,如何培养学生的空间观念呢?笔者根据小学数学教学经验,将理论与经验相结合,探究以观察、操作和想象为核心来培养学生空间观念的方法,以供广大教育同仁借鉴和思考.
  一、注重观察,获得感性经验,激发空间观念
  小学生受年龄特点和认知水平的影响,他们更愿意从观察入手,往往通过观察物体获得对几何图形的认知,因此,精心设计观察活动是培养学生空间观念的主要手段.让学生从不同位置观察物体,可以使学生建立对几何图形的表象,进而培养学生的空间观念.在教学中,教师应注重三个方面:一是教学内容联系生活实际.结合小学生的认知规律,教师在学生初步了解几何图形的基础上,顺势而教,唤醒学生已有的数学经验,引导学生观察生活中的实物,使学生逐步建立起对几何图形的视觉空间表象.二是利用直观教具辅助教学.出示直观教具让学生进行观察,是培养学生空间观念的有效途径.与现实生活中的实物相比,直观教具具有准确性和规范性,容易被学生感知.通过观察直观教具,学生对几何图形获得感性认识,形成形象化思维.三是指导学生掌握观察方法.教师应引导学生多角度观察,并把握观察要点,如观察对象是什么,如何观察,先观察什么,再观察什么,最后观察什么,使观察活动更有效率.
  如,北师大版小学五年级下册数学“长方体的认识”教学片段.
  师:同学们,生活中有哪些物体的形状是长方体呢?
  生1:洗衣机.
  生2:饮水机.
  生3:鞋盒.
  师:在我们周围有哪些长方体呢?
  (学生观察、讨论)
  生1:橡皮.
  生2:文具盒.
  师:我们周围的长方体还挺多!现在,请同学们把长方体模型拿出来,观察这个长方体,它有几个面?几条棱?几个顶点?
  (学生对长方体学具进行观察)
  生:长方体有8个顶点,6个面,12条棱.
  师:同学们看一看、摸一摸,长方体的面、顶点和棱分别有什么特征呢?
  生:长方体的面是“平平的”,顶点是“尖尖的”,棱是“长长的”.
  在教学中,教师将几何图形的学习与现实生活紧密联系起来,使学生在现实生活中发现和观察长方体的“原型”,并通过观察对比,建立几何图形的初步印象.同时,在教师有意识的引导下,学生有目的地进行观察,逐步认识了长方体的面、棱、顶点,并建立起“长方体”的空间表象,这有效激发了学生的空间观念,奠定了学生空间想象力的基础.
  二、动手操作,直观感知,建立空间观念
  教育家陶行知一首脍炙人口的“手脑相长歌”:人生两个宝,双手与大脑.动脑不动手,快要被打倒.动手不动脑,饭也吃不饱.手脑都会用,才算是开天辟地的大好佬.这首歌说明了动手操作与动脑思考在学习过程中的重要性.然而,就课堂教学现状而言,有些教师认为动手操作浪费时间和精力,为了提高课堂的“效率” ,他们不重视动手操作环节,而是直接操作,或者用多媒体演示,还有的教师为了省时省力,直接以“说教”代替操作,这些做法脱离了实践操作,压制了学生学习的积极性,使学生不能在操作中思考,无法积累空间表象,自然也就不能形成空间观念.在小学数学教学中,自己动手,拼拼凑凑、剪剪贴贴、摆摆弄弄、量量画画,是学生学习数学知识的一条重要路径.在学习几何图形时,学生不仅要记概念、背公式,还要通过实践操作过程进行直观感知,从而建立空间观念.空间观念的形成需要动手实践来实现,它是一个想象、思考、验证的过程.学生在动手操作的过程中,可以强化空间表象,进而建立空间观念.
  如,北师大版五年级下册数学“正方体的展开图”教学片段.
  师:把图1拼成一个正方体后,哪些数字是相对的?
  生1:1和4.
  生2:不对,1和2,5和6,4和3.
  师:谁说得对呢?我们动手做一做吧!谁能告诉我应该怎么做?
  生:先把图形沿着外围的线剪下来,再折成一个正方体,看看哪些数字是相对的.
  师:既然方案已经出来了,那我们就以小组为单位剪一剪、折一折吧!
  (学生操作,教师巡回指导,并告诉学生注意事项)
  师:通过动手操作,同学们发现了什么?
  生:1和2,5和6,4和3分别相对.
  (学生纷纷表示赞同)
  师:同学们思考一下,为什么1的对面是2,5的对面是6呢?
  (学生观察自己折成的正方体)
  生:1,2,5,6都是挨着“4”的,折成正方体后也在“4”的周围.
  师:对.
  生:从平面展开图上看,1和2,5和6中间都隔着“4”,所以折起来之后,1和2,5和6就是相对的.
  师:同学们真厉害,这么快就发现了这个规律.
  學生在教师的引导下,通过剪一剪,折一折,真正地获得了丰富的空间表象,从而在头脑中建立起空间观念,提高了立体空间思维能力.值得一提的是,在教师的引导下,学生前期动脑猜想,后期动手操作,充分做到了手脑并用,并真正地认识、理解、掌握了数学概念,进而建立了空间观念.   三、发挥空间想象力,提升数学思维,强化空间观念
  科学家爱因斯坦曾说:“想象力比知识更重要,因为知识是有限的,而想象力概括着世界上的一切,并且是知识进化的源泉,没有想象力就不可能有创造.”观察和操作是激发与建立学生空间观念的重要途径,而給学生插上想象的翅膀,充分发挥学生的想象力,是强化学生空间观念的重要措施.想象比惯性思维要强大有力,它不受现有条条框框的限制,是学生依据已有经验进行的更高层次的思维活动.在几何教学中,加强学生空间想象力的训练,能够促进学生数学思维的不断发展.
  师:请同学们观察图2中的两个图形,比较一下,哪个图形的面积大?
  生1:这是两个不规则的图形.
  生2:可以用数格子的方法.
  生3:有的地方占有的是不规则的格子,计算结果会有误差.
  师:同学们,发挥一下你们的想象力,怎样将不规则图形转化为规则图形?
  (学生大胆想象,并进行交流、讨论)
  生1:将第一个图形上面的“小半圆”剪下,并放到下方缺口处,正好变成一个长方形(如图3所示).这个长方形占了48个小格子.
  生2:将第二个图形下面凸出来的部分剪下,并进行旋转,再放在上面凹进去的地方,变成一个长方形(如图4所示),这个长方形也占了48个小格子.
  生3:把“瓶子”从中间对折、剪开,把其中的一半进行旋转、拼接,也可以得到一个占了48个小格子的长方形(如图5所示).
  师:同学们真棒!你们的想象力太丰富了.
  学生通过平移、旋转计算出不规则图形的面积.这个过程锻炼和提高了学生的空间想象力,点燃了学生思维的火花,强化了学生的空间观念,发展了学生的数学思维,为学生终身学习奠定了基础.
  结 语
  学生空间观念的形成并非一朝一夕,而是需要一个比较漫长的过程.教师在教学中要积极引导学生建立空间观念,以多种方式、多角度引导学生进行动手操作,进而丰富学生的空间表象,并要鼓励学生发挥想象力,强化空间观念.空间观念的培养必须要落到实处,真正实现发展学生数学思维、提升学生数学素养的目的.
  【参考文献】
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  [2]杨磊.小学生空间观念的培养策略:以人教版小学数学五年级上册“观察物体”一课为例[J].教育实践与研究(A),2014(02):65-70.
  [3]齐叶敏.让空间观念的培养不再空对空:小学低段“长度测量”的教学思考[J].教育实践与研究(A),2020(Z1):50-52.
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