空間觀念是幾何課程改革的一個核心概念,也是小學數學學習重要任務之一。縱觀現(xiàn)狀,小學階段“形”這個內容不僅僅使學生感到難學,而且很多教師都感到教學效果不佳,因而造成學生的空間經驗難以累積、空間觀念不易建立。對此諸多名師都做過深入地研究,筆者試著從以下幾個視角談一談這方面的想法。
化靜為動
小學教材中的絕大多數幾何內容都是以靜態(tài)方式呈現(xiàn)的,與幾何內容相比其他領域的知識具有空間上的延展性,因此,給形象思維占主導的小學生造成學習上的困難。對于難點內容,化靜為動,是比較好的策略。在人教版六下《圓柱的認識》一課中,教師是這樣演繹的:
片斷一:研究圓柱的展開圖 教師問:“如果把圓柱的三個面展開,會是什么圖形?”學生回答:“兩個圓,一個長方形。”之后,教師把包裹在圓柱形水杯上的兩個圓和一個側面沿高剪開并展開,得到兩個圓和一個長方形。然后教師再問:“還可能得到什么圖形?”在學生回答的基礎上繼續(xù)把包裹在水杯上的第二、第三層側面沿斜線段剪開并展開,同時輔以課件動態(tài)演示。
片斷二:研究切和平移旋轉 研究切東西時,教師問:“如果橫著切一刀,會是什么樣子呢?繼續(xù)切,都一樣嗎?”“如果豎著切一刀,又是什么樣子呢?繼續(xù)切?每一刀切出都一樣嗎?”先引導學生思考、再交流,然后動態(tài)演示驗證。研究平移旋轉成圓柱:逐一出示一個圓片和長方形,引導學生思考怎樣成為圓柱,并輔以課件動態(tài)演示。
虛實相間
小學生抽象能力和空間想象能力相對比較缺失,因此要注重動眼、動手、動腦的有效結合。這里的“實”即觀察和操作,“虛”即動態(tài)想象。通過兩者結合,便于呈現(xiàn)現(xiàn)實原型,有利于從視覺上去感受,同時在學習活動中輔操作活動與合情想象,增強空間感。在人教版五下《長方體和正方體的認識》一課中,筆者設置了如下任務:
任務一(虛實):巧動手——選擇合適的小棒,搭長方體框架。①先獨立思考,想一想可以選擇怎樣長度的小棒,然后獨立思考。②小組里交流想法并合作搭長方體框架,然后交流:怎樣的小棒能搭成長方體?(學生得出三種搭法)教師提問:“為什么不選用5厘米的小棒呢?同一個長度的小棒至少要幾根?”
任務二(虛):巧動腦——以棱想形。抽象出直觀圖,引導觀察思考:①看到了幾個面?幾條棱?其他的面在哪里?其他的棱藏在哪里?你能指一指嗎?②出示完整的透視圖(隱藏的棱用虛線)。教師再問:“現(xiàn)在請你閉上眼睛在腦子里想象出長方體的模樣。想一想,最少留下幾條棱就能想象出長方體的樣子?”
任務三(虛):根據給定的材料,想象另外兩個面。上述的教學采用了虛實結合的策略,通過腦子中想象搭,動手操作搭,積累感性經驗,并再次予以動態(tài)想象。在這其中,既有二維到三維的順向空間,又有三維到二維的逆向空間,學生的空間觀念得以較好地訓練。
打通聯(lián)系
對圖形之間關系把握能力和圖形之間的轉化溝通能力欠缺,也是造成“形”內容難學的原因之一。這就提醒我們在教學中,還應關注“形”之間的前世今生、前因后果,幫助學生從整體把握,有利于形成正確的空間觀念,可以從“同、異”兩個方面入手。
相“同”溝通 相“同”溝通指的是同一內容之間建立聯(lián)系、有效溝通。比如在人教版五下《組合圖形的整理和復習》一課中,以梯形的面積公式為基點建立聯(lián)系的。
教師問:“如果有一種圖形的面積公式可以通用其他平面圖形的面積計算,你會選擇誰?你是怎么想的?”學生有選長方形的,也有選平行四邊形的。教師再結合課件動態(tài)演示對三種情況予以研究:①當上底a縮小為一個點時;②當a一端延遲至和b相等時;③當a兩端分別延長和b相等成長方形時。然后教師再問:“現(xiàn)在你覺得哪個圖形面積公式適用于其他平面圖形的面積計算?你有什么啟發(fā)?”以上的教學片斷,通過經歷猜測思考、演示驗證,把幾種平面圖形的面積計算從線性提高到網狀,打通了聯(lián)系,形成了網絡。
相“異”溝通 比如人教版六年級上冊《數與形》,往往有教師把這塊內容單純在數上找規(guī)律,那就背離了教材的原意和編者的意圖,其實這個內容是通過溝通數與形這兩個領域之間的關系,寓數與形,數形結合,凸顯對形的進一步理解,發(fā)展空間觀念。在教學中,可以采用如下的思路:第一層次先逐一出示疊加的正方形,通過用式子表示小正方體個數和,發(fā)現(xiàn)數與形之間的聯(lián)系,能畫一畫接下去的疊加圖并找到規(guī)律;第二層次讓學生借助數與形之間的關系,根據數想象形,再用課件動態(tài)演示根據數相加的特點演示相對應的形,借助數在腦子里建立形的表象,找準數形聯(lián)系的節(jié)點,不僅溝通彼此的聯(lián)系,更是促進對形的有意義的正確建構,從而促進空間觀念的進一步發(fā)展。
學生空間觀念的形成是一個復雜的過程,不是一朝一夕所能達成的,在這個過程,本文中贅述的觀察、操作、識別、想象、再現(xiàn)是比較有效地訓練方法。誠然,僅僅有這些還不夠,還需要教師有教材上的整體觀和教學上的系統(tǒng)觀,才有可能發(fā)揮這些方法的有效性,真正提升并發(fā)展學生的空間觀念。