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让学生的空间观念在趣味中建构发展

 GXF360 2019-12-21

在《义务教育数学课程标准(2011年版)》中,空间观念是十大核心概念之一,是小学阶段数学学习的重要组成部分。什么是空间观念?其表现形式又有哪些呢?空间观念主要指:①根据物体特征抽象出几何图形,根据几何图形想象出所描述的实际物体;②想象出物体的方位和相互之间的位置关系;③描述图形的运动和变化;④依据语言的描述画出图形。

对于小学生来说,形成空间观念不是一蹴而就的,而是渐进发展的过程。在这个过程中,学生的认知心理主要有两个特征:一是学生对图形等空间观念的理解依赖于外界事物,尤其是低年级学生,其空间观念大多停留于生活中的直观事物或直接经验,而高年级学生则可以借助直观事物向抽象空间观念转变;二是学生普遍容易接受图形外显的特征,对于几何图形的内涵、性质等隐性知识较难接受,对于图形之间的联系等缺少理性的分析。针对小学生认知心理的这两个特征,教师应抓住几何知识教学的各个认知阶段,趣味性呈现和表达,以落实学生空间观念的培养。

一、趣味感知,夯实空间观念的基础

儿童的几何经验与成人不同,他们对图形的认知主要建立在生活经验基础上。学生的日常生活为其空间知识的积累提供了经验基础,在接触空间知识时,他们需要与生活情境相连接。因此,图形与几何知识的学习,应该建立在学生感性生活经验基础之上,在空间知识与儿童生活经验之间架起一座桥梁。教学应当回归生活,要从学生熟悉的生活场景和事物入手,提供现实生活情境,将数学对象生活化;把生活中的趣味带到数学课堂,将数学活动生活化。

例如,教学“观察物体”时,教师以谈话导入:“宋代大诗人苏轼所写的《题西林壁》中有‘横看成岭侧成峰’的诗句,你知道这句诗是什么意思吗?”通过学生熟悉的诗句唤醒其头脑中储备的生活经验,学生脑中迅速建立起生活场景表象,进而理解了为什么同一物体从不同方位观察,得到的结果不同。

中国农业大学原校长柯炳生在讲话中强调,巴彦淖尔市五原县盐碱地改良治理示范建设取得了显著成效,十分难能可贵。盐碱地改良不仅是一个农业发展的问题,从国家社会经济发展战略的角度来看,它是一项十分紧迫的任务,要想实现好的改良,重要是需要技术创新突破,同时,更需要政府的大力引导、企业的积极参与以及多方之间的通力合作。

真正的学习绝不是给予或者传授的,而是学生亲身经历后得到的。要想在课堂上让学习真正发生,教师就要创造一个丰富的体验过程,让学生置身于一个充分的、探索的认知空间,通过自己的感受,在自主学习、探究与合作中经历知识的产生与发展过程,真正感受到空间几何的趣味,发展空间观念。

在具体的教学中,教师应关注以下四个着力点,以充分调动学生的多感官融合,使学生积累表象,体会图形与几何之间的内在性质与联系。

上述文章中,总结了数字化覆盖对社会发展的重要意义,对工程建设实施的方案进行了探讨,对数字化覆盖工程的系统进行了介绍,数字化覆盖工程中的各项系统建成以后,对广播电视台的工作人员提出了更高的要求,新系统的引入,能够使其更加科学地进行系统的管理,对社会的进步有重要的推进作用,使社会全面进入数字化时代。

第一是“看”。空间几何来自生活模型,在学生初次接触空间知识时,教师应提供具体感知物,充分调动学生的观察能力,使之细致地观察事物模型的外部特征,并与生活经验相结合。第二是“画”。通过观察,学生头脑中初步建立了模型的表象,用画的方式再现,不仅可以了解学生的观察是否到位,而且能将学生头脑中的表象呈现出来,促使表象更加清晰,加深表象积累。进而引导学生动手操作,依照所画图形做出模型,再造表象。第三是“想”。空间观念的形成必须经历从具体到抽象的过程,当表象在脑海中建立后,应让学生展开想象,抽象出事物的空间形态。第四是“找”。当表象积累到一定程度时,让学生对应头脑中的表象,在生活中找实物,不断发展表象的内涵与外延,拓展学生头脑中的空间事物观念,将知识主动内化,从而强化学生对表象的概括。

例如,教学“认识毫米”时,我设计了如下情境。

当然,绿色印刷的实现,不能仅仅依靠局部的改变,应从印刷所需原料的采购,到印前、印刷、印后的全过程着手,进行绿色改革。比如在原辅材料采购上,盛通印刷采用通过国家环境标志认证的纸张、油墨和润版液等,选择与在生产经营活动中实施环境保护措施的材料供应商合作,要求供应商提供材料的绿色认证,并在使用前进行环保测试。盛通印刷的纸张供应商均通过了FSC、PESC等认证。

师(投影出示图1):两只蜗牛比赛爬行,你能一眼看出谁赢了吗?有什么办法知道谁爬得远呢?

图1

师:通过用尺子测量两段路程的长度,我们发现右边蜗牛的路程比左边的多了1小格。

如今,李淑荣负责的川东北市场,不仅让胜利测井在国内最大规模的页岩气市场—中石化涪陵页岩气勘探测井领域拥有较高的市场份额,而且在贵州、云南等页岩气、煤层气市场占据越来越大的市场空间,成为胜利测井保效创效新的经济增长点。

师:现在请你画出一条线段,比1厘米少这样的“1小格”。

师:通过观察,我们知道了厘米尺上的1小格就是1毫米。看看尺子上这1小格的长度,想一想学具盒里哪些物品的长度大约是1毫米?

师:我们已经与1毫米交了朋友,要把它牢牢记在脑海中。现在,你能在生活中找到哪些物品上藏着1毫米吗?

㉖爱新觉罗·弘历:《泛梁溪游寄畅园即目得句》,裴大中、倪咸生修,秦缃业等纂:《光绪无锡金匮县志》,《中国地方志集成·江苏府县志辑》第24册,第28页。

学生经过看、画(做)、想和找的活动过程后,能够在头脑中清晰地建立起1毫米的长度表象,真正将1毫米的长度观念牢固建立起来。案例中有趣的蜗牛爬行的生活现象,帮助学生夯实了毫米的认知基础。

二、趣味实践,明了空间概念的路径

儿童学习的几何不是论证几何,更多的属于直观几何,而直观几何是一种经验几何或实验几何。因此,学生获得几何知识并形成空间观念,更多的是依靠他们的动手操作。在这个过程中,学生可以通过尝试搭建、选择分类、组合分解等活动来增加和积累几何活动经验,丰富想象。小学图形与几何的教学要为学生提供从事数学活动的机会,帮助学生在活动中积累学习经验,加深学生对所学几何形体直观特征的体验。这样有利于学生明了空间概念的由来与联系,明白空间观念中概念建立的认识路径。

例如,教学“圆柱和圆锥的体积”时,可以让学生通过倒沙实验,理解等底等高的圆柱与圆锥体积之比是3∶1,即等底等高的圆锥体积是圆柱体积的三分之一。又如,教学“平行四边形面积”时,可以让学生动手操作,通过剪一剪、拼一拼、移一移等过程,体会平行四边形的底和高与长方形长和宽之间的联系,从而推导出平行四边形的面积公式。在实践操作中,可以安排学生先猜测结果,引发悬念,再动手验证,这将使学生兴趣十足。动手前后的对照、猜想与实测的互证会强化学生的兴趣性体验。

“眼过千遍,不如手过一遍。”在课堂中增加实践操作,不仅符合学生的心理、年龄特征,而且有利于学习自然地发生。用形象直观的实践操作激发学生的兴趣,帮助学生建构概念的表象,有利于学生理解与掌握空间知识。

三、趣味辨析,提供建构空间观念的动力

学习图形与几何知识离不开辨析比较,适当的思辨能让学生感觉到几何图形的趣味。图形与几何部分的概念比较复杂,且变式繁多,加上小学生的心理特征,学生往往对于空间概念的内在关系认识不清,容易发生混淆。因此,在教学几何图形时,教师应有意识地从概念、计算方法、内在关系等方面设计有趣的辨析活动,促使学生强化思辨,形成正确的空间观念。

比如,复习整理“四边形的分类和特征”时,教师先让学生列举出各种四边形,然后通过观察和思辨厘清各类四边形之间包含和演变的关系。学生经过讨论、争辩,不但分清了任意四边形、梯形与平行四边形三者之间的关系,认识到它们都是四边形,但因为对边是否平行而衍生出梯形(一组对边平行)和平行四边形(两组对边分别平行)。学生通过画图、辨析、理序,还整理了如下的序列关系:四边形——(一组对边平行)梯形——(两组对边分别平行)平行四边形。

又如,在几个特殊四边形的教学上,教师组织思辨活动,让学生有所考虑,深入认识图形特征。如图2,首先教学平行四边形,在平行四边形的基础上变化得到菱形,再增加条件形成长方形,最后演变为正方形。通过如下关系图的整理,可以使学生清楚辨析每种图形的特征,厘清每两种图形之间的递进关系。尽管四边形种类较多,但厘清了它们之间的包含和变化关系后,学生就能认识到不同四边形之间是存在内在联系的,图形区分是显而易见的。

王燕茹告诉重案组37号,自己与黄宇是男女朋友关系,交往7年,一直说要结婚。但她被黄宇殴打后报警才发现,黄宇是已婚状态。

图2

四、趣味应用,达成空间观念的建立

课程标准提出,要重视学生应用意识的培养。在当前的教育中,很多学生认为学数学就是解题。其实,生活中蕴藏着很多数学知识,数学学习的本质是让学生能够将数学生活化,能够发现生活中的数学信息,建立空间观念,并能用数学的思维和有关空间观念解决生活中的问题。比如,长度的计量是一维线性的,是一个方向上的延展,常见单位进率是10;面积的计量是二维平面的,是互相垂直的两个方向的延伸,常见单位进率是10×10;体积的计量是三维立体的,是互相垂直的三个方向的延伸,常见单位进率是10×10×10。在生活实践中应用长度、面积和体积的计量知识,让学生体验三者间的联系,感受到以长度计量做基础,都是运用一个确定的标准为单位参照去计量,所得量数就是结果,或者将量数相乘,分别求得面积和体积。三者有联系、有统一、有发展。现实世界和空间概念相互印照,面积和体积的“积”的概念与它们的计算方法“×”相互对应,学生越学越觉得趣味十足。又如,教学“轴对称图形”后,教师出示窗花图,让学生尝试剪窗花。学生能够很快运用轴对称知识,将彩纸折叠、描画、裁剪,以最方便、省力的方法剪出了窗花,深刻理解和体验了轴对称的实质以及平面图形中的对称美。

在空间观念教学的课堂上,教师更应培养学生的应用意识,启发他们将生活中的问题数学化,将事物的具体信息抽象成数学信息和数学问题,最终用数学的方法解决。这样,学生才能感受到数学学习的趣味,从而发展空间观念。此外,在空间几何的教学中,教师应经常组织学生寻找身边的空间图形模型,操纵和制作空间模型,让学生从多方面发展空间观念。

总之,开展有趣的课堂教学,更能促进学生的空间观念在趣味中得到建构发展!

[参考文献]

[1]李玉龙,朱维宗.小学初步空间观念及其培养[J].现代中小学教育,2008(10):47-49.

[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.

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