摘要:新的數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)著重要培養(yǎng)學(xué)生的三大能力,即基本運算能力、邏輯思維能力和空間想象能力。在教學(xué)中,課堂基本都滲透基本運算能力、邏輯思維能力的培養(yǎng),而空間想象能力的培養(yǎng),主要是通過空間與圖形的內(nèi)容得以實施。教師在教學(xué)空間與圖形的這部分內(nèi)容時,就要以學(xué)生的經(jīng)驗為基礎(chǔ),通過生活經(jīng)驗的回憶、實物觀察活動、操作活動、想象與表達(dá)活動等,培養(yǎng)學(xué)生逐步形成一定的空間觀念。
關(guān)鍵詞:觀察、操作、想象、表達(dá)
數(shù)學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)中空間與圖形的內(nèi)容,主要涉及現(xiàn)實世界中的物體、幾何體和平面圖形的形狀、大小、位置關(guān)系及其變換,旨在培養(yǎng)學(xué)生逐步形成一定的空間觀念。在這部分內(nèi)容的教學(xué)上,我特別重視學(xué)生空間想象力的培養(yǎng)。以下就我在教學(xué)中的一些探索與嘗試,談?wù)勎覍ε囵B(yǎng)學(xué)生的空間想象力的認(rèn)識與思考。
空間想象力主要是指學(xué)生在頭腦中要能浮現(xiàn)出真實物體的形狀或形象。培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力,主要是培養(yǎng)學(xué)生正確、迅速地看懂直觀圖所反映的真實形象的能力;培養(yǎng)他們根據(jù)文字?jǐn)⑹龅臈l件能正確反映出符合條件的立體形象的能力。林崇德曾對兒童的空間想象力作過研究,根據(jù)研究結(jié)果,把空間想象力分為四級水平:一級用數(shù)字計算圖形的面積和體積;二級掌握直線平面;三級掌握立體圖形;四級掌握旋轉(zhuǎn)體。研究表明,小學(xué)高年級至初中階段是空間想象力發(fā)展的關(guān)鍵期,一二級水平達(dá)到最高點,三四級水平穩(wěn)步發(fā)展。因此我們要把握好這一關(guān)鍵期,為適應(yīng)小學(xué)生的心理特點,我通常在教學(xué)中通過以下途徑培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力:
一、 聯(lián)系生活實際,培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的空間想象力。
現(xiàn)實生活是豐富多彩的,而數(shù)學(xué)是抽象枯燥的,若不把兩者聯(lián)系起來,學(xué)生必然感到枯燥、乏味。對于小學(xué)生來講,建立空間觀念是較難的,必須借助于學(xué)生從生活中獲取的大量感性材料才能進(jìn)行。所以,在教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)常運用圖形的特征去想象,解決生活中的各種實際問題,培養(yǎng)和發(fā)展他們的空間想象力。
空間想象包括建立二維和三維物體的表象并從不同方面認(rèn)識同一物體。在第一學(xué)段,學(xué)生應(yīng)能辨認(rèn)物體的正視圖、俯視圖或側(cè)視圖。感性認(rèn)識是空間想象力形成和發(fā)展的基礎(chǔ),例如,在“觀察物體”一課中,我盡量創(chuàng)造條件,讓學(xué)生把從課堂中所學(xué)到的知識和方法應(yīng)用于生活實際中。如在教室里從不同角度拍出照片讓學(xué)生觀察比較,找出拍照的方位;在練習(xí)中找出幾位正做好事的同學(xué)背影照片,讓學(xué)生猜一猜,找一找是誰做的;把撕破的照片拼完整,并說說這張照片拍的是物體的哪一面;想一想從哪一個方位給別人拍照最合適等等。通過這些聯(lián)系生活,實際應(yīng)用的活動,使空間知識貼近了學(xué)生,同時也延伸了學(xué)習(xí)。從而使學(xué)生能從看到的物體的一個面,展開聯(lián)想到整個物體的形狀,培養(yǎng)了觀察立體實物的能力,建立了初步的空間觀念。
二、 用教具和學(xué)具培養(yǎng)學(xué)生的觀察想象能力。
空間想象的另一個方面包含二維和三維圖形與性質(zhì)的變換。感性認(rèn)識是空間想象力形成和發(fā)展的基礎(chǔ),課堂中通過對模型、實物的觀察、分析,使學(xué)生在頭腦中建立起空間的感性認(rèn)識,形成空間的整體形象,樹立空間骨架,進(jìn)而抽象為空間形體的平面圖形。例如,在學(xué)習(xí)長方體的認(rèn)識時,在對長方體的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析之后,還必須把分析的結(jié)果綜合為整體??梢栽诮虒W(xué)中通過讓學(xué)生觀察、想象,在腦海中構(gòu)想出指定的長、寬、高的長方體;在看長方體的平面圖時,引導(dǎo)學(xué)生由圖想到長方體的各個面,由幾個面想到整個平面圖,從而形成“一圖為一體”的觀念。這樣學(xué)生在思維中儲存的立體信息越多,使用時提取的立體形象就越多,空間思維能力就越強(qiáng)。這樣既豐富了感性認(rèn)識,增強(qiáng)了學(xué)生的空間思維能力,又可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
三、 運用多媒體手段,豐富學(xué)生的想象力。
想象是人們在頭腦中把原有表象加工改造成為新的表象的思維方法。表象的積累對于想象力的培養(yǎng)是至關(guān)重要的,如果學(xué)生頭腦中沒有一定的表象儲備,無論是再造想象還是創(chuàng)造想象,都是難以進(jìn)行的,多媒體手段的運用,正是起到了這樣一個幫助學(xué)生積累表象的作用。如在教學(xué)《中心對稱圖形》時,屏幕上顯示了各種各樣的“風(fēng)車”,之后問學(xué)生這些圖形有哪些特征?學(xué)生憑借生活中的經(jīng)驗和想象進(jìn)行判斷,對于空間想象力差的同學(xué)就起不到層次教學(xué)效果,繞著中心旋轉(zhuǎn) 180 °之后的圖形與原圖形的位置有什么關(guān)系就很難把握。通過媒體演示:繞一個中心點出發(fā),順時針或逆時針旋轉(zhuǎn) 180 °,旋轉(zhuǎn)的速度設(shè)置的稍慢些,這樣更易于讓同學(xué)看出旋轉(zhuǎn)的整個過程。由靜變動、由抽象變具體,讓學(xué)生在直觀演示中形成概念表象,降低了學(xué)習(xí)難度,使學(xué)生輕松愉快地學(xué)到了知識,從而突破了重難點。有了旋轉(zhuǎn)的表象儲備,學(xué)生就會逐漸在頭腦中改變實物的位置、方向和大小,會辨認(rèn)非標(biāo)準(zhǔn)圖形,逐漸形成初步的空間想象能力。
四、學(xué)、練、畫立體圖有助于空間想象力的培養(yǎng) 。
立體圖形是發(fā)展空間想象力的關(guān)鍵,是由感性認(rèn)識向理性認(rèn)識轉(zhuǎn)化的橋梁。而立體圖最大的優(yōu)點是直觀,能在二維平面中反映三維形體,可以幫助學(xué)生增強(qiáng)思維能力。對于小學(xué)生來說,因其知識結(jié)構(gòu)的差距,幾乎沒有什么空間概念,但他們能憑借自己的直覺識別一些簡單的立體圖,如長方體、正方體等。針對這一特點,帶領(lǐng)學(xué)生畫基本的立體圖,進(jìn)而畫出圓柱體、棱柱體、圓錐體等立體圖形。這樣通過線條的變化,對各種基本幾何體的輪廓有所了解,初步樹立了空間概念。在此基礎(chǔ)上逐步深入,引導(dǎo)學(xué)生畫一些組合的圖形,通過對學(xué)生直觀感覺的引導(dǎo),大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
五、操作、觀察與實驗中,發(fā)展學(xué)生的空間想象能力。
讓學(xué)生親自參與操作、觀察與實驗,形成圖形的表象,掌握圖形的特征,是發(fā)展學(xué)生空間想象力的重要途徑。如在學(xué)習(xí)“物體的平移和旋轉(zhuǎn)”的最后一個環(huán)節(jié),先安排學(xué)生把從生活中收集到的各種通過平移和旋轉(zhuǎn)得到的漂亮圖案在小組內(nèi)交流、欣賞,然后引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識以及學(xué)具、水彩筆、裝飾用紙等工具設(shè)計一副美麗的圖案這一實踐活動。之后讓學(xué)生看一看圖案,想一想該圖是由哪個圖案經(jīng)過平移得到的,最后再讓學(xué)生用平移的方法畫一畫,設(shè)計出不同的圖案。通過這一活動使學(xué)生能在從生活中獲得感性材料、動手實踐操作以及實際應(yīng)用所學(xué)知識的過程中更好地理解平移,進(jìn)一步發(fā)展空間想象能力。再如教學(xué)圓柱體的表面積時,可以讓學(xué)生通過動手操作、觀察的方法去自主探索,許多學(xué)生把圓柱體的模型剪開,得到一個長方形和兩個圓,進(jìn)而推導(dǎo)出圓柱體的表面積的計算方法,于是我指著圓柱體的模型問學(xué)生,如果把這個圓柱體的側(cè)面斜著剪開,展開后圓柱體的側(cè)面將是一個什么圖形?當(dāng)我再次請學(xué)生動手試試時,許多學(xué)生馬上告訴我是平行四邊形。正是有了前面學(xué)生的動手操作的過程,學(xué)生才能迅速地在頭腦中把三維的圖形變換成二維的圖形,展開合理的空間想象。
總之,空間想象力的培養(yǎng)不是一朝一夕的事。在教學(xué)過程中講練結(jié)合,以循序漸進(jìn)的方式進(jìn)行培養(yǎng),可以使每一個學(xué)生頭腦中樹立起一座“空間骨架”,逐步增強(qiáng)學(xué)生的空間想象能力,把“空間與圖形”的學(xué)習(xí)過程變成有趣的、充滿想象和富有推理的活動。