摘?要:空間觀念是小學(xué)數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)培育中的關(guān)鍵之一,小學(xué)生空間觀念的構(gòu)建離不開(kāi)基礎(chǔ)的幾何與圖形的知識(shí)學(xué)習(xí),因此教師的課堂教學(xué)占據(jù)重要的地位。小學(xué)數(shù)學(xué)課本中每學(xué)期都有不少與空間觀念培養(yǎng)相關(guān)的章節(jié),因此教師應(yīng)當(dāng)結(jié)合著具體的教學(xué)內(nèi)容,來(lái)幫助小學(xué)生們構(gòu)建具體的空間,增強(qiáng)對(duì)各種圖形及其規(guī)律的認(rèn)識(shí)及分析問(wèn)題的能力,促進(jìn)學(xué)生空間觀念的形成以及抽象思維能力的發(fā)展。
關(guān)鍵詞:空間觀念;核心素養(yǎng);小學(xué)數(shù)學(xué)
空間觀念這一核心素養(yǎng)的培育在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中具體表現(xiàn)為學(xué)生對(duì)具體圖形的直觀感受、分析能力、空間構(gòu)建的能力培養(yǎng)及解決問(wèn)題的能力等等。在此我們需要簡(jiǎn)要明確空間觀念這一核心素養(yǎng)的具體內(nèi)涵,主要包括學(xué)生對(duì)空間的概括能力,即對(duì)空間的直觀感受力;學(xué)生對(duì)空間的轉(zhuǎn)化能力,即以抽象思維的思考方式來(lái)具體化地通過(guò)轉(zhuǎn)化思想分析問(wèn)題;學(xué)生對(duì)空間的想象能力,即從有到無(wú)、從無(wú)到有的創(chuàng)造意識(shí)的培育。這些空間觀念核心素養(yǎng)是小學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)以及能力培養(yǎng)的重要基礎(chǔ),也是核心能力,教師要采取有效的教學(xué)策略促進(jìn)小學(xué)生們空間觀念的形成與構(gòu)建。
一、 基于教材內(nèi)容,動(dòng)手驗(yàn)證實(shí)例
教材內(nèi)容是教師培育學(xué)生核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵,學(xué)生在空間觀念方面的認(rèn)識(shí)大多都從教材內(nèi)容中來(lái),比如圖形的運(yùn)動(dòng),小學(xué)生能夠感知到世間萬(wàn)物在運(yùn)動(dòng),但是通過(guò)課本內(nèi)容的學(xué)習(xí),他們理解了萬(wàn)事萬(wàn)物的運(yùn)動(dòng)其實(shí)可以抽象為具體的圖形來(lái)運(yùn)動(dòng),以此來(lái)解釋具體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。而對(duì)于一些較為復(fù)雜的空間知識(shí)的理解,教師可以借助讓學(xué)生動(dòng)手操作的方法,來(lái)幫助他們認(rèn)識(shí)課本中具體的實(shí)例。比如四年級(jí)下冊(cè)的《觀察物體(二)》這一章節(jié),需要學(xué)生們通過(guò)正面、側(cè)面和上面三個(gè)角度對(duì)一些由小正方體組成的立體物進(jìn)行觀察,學(xué)生所面對(duì)的難點(diǎn)一般是不知道同一水平或垂直位置有幾個(gè)被掩蓋的小正方體。對(duì)于學(xué)生的這些困惑,教師可以積極準(zhǔn)備教學(xué)材料,也就是小正方體型號(hào)的積木塊,來(lái)讓學(xué)生們自己動(dòng)手搭建課本上出現(xiàn)的例子,以此來(lái)檢驗(yàn)每個(gè)特定區(qū)域到底應(yīng)該有多少個(gè)積木塊。通過(guò)學(xué)生動(dòng)手驗(yàn)證的方式,讓他們?cè)跀?shù)學(xué)學(xué)習(xí)中獲得了一定的實(shí)踐樂(lè)趣;而且這個(gè)過(guò)程給予了小學(xué)生們充足的自我操作時(shí)間,他們?cè)谧灾骰顒?dòng)和討論中領(lǐng)會(huì)了相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容,達(dá)到了潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲的教學(xué)效果。再比如教學(xué)梯形的面積的時(shí)候,要用到分割或補(bǔ)足的方法,與三角形、矩形的相關(guān)計(jì)算公式聯(lián)合起來(lái),因此教師可以通過(guò)給學(xué)生提供剪紙、折紙素材的方式,讓學(xué)生通過(guò)動(dòng)手操作來(lái)驗(yàn)證相關(guān)的公式與概念。對(duì)于小學(xué)生來(lái)說(shuō),直接動(dòng)手操作來(lái)驗(yàn)證課本中的實(shí)例,有助于他們更好地理解相關(guān)的計(jì)算公式內(nèi)在規(guī)律和邏輯,比起讓學(xué)生在腦子中進(jìn)行想象化的構(gòu)建,直接的實(shí)踐動(dòng)手可以幫助他們直觀理解具體的模型,從而達(dá)到對(duì)具體問(wèn)題的具體分析。
二、 媒體輔助教學(xué),加強(qiáng)空間訓(xùn)練
教育信息技術(shù)在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中廣泛的應(yīng)用空間一直以來(lái)都受到小學(xué)數(shù)學(xué)教師的重視,因此在對(duì)空間觀念的培養(yǎng)中,教師可以通過(guò)利用較為先進(jìn)的多媒體信息技術(shù)來(lái)充實(shí)課堂,給學(xué)生提供更多的訓(xùn)練機(jī)會(huì)。例如空間觀念培育中非常重要的轉(zhuǎn)化思想的應(yīng)用,讓特定的圖形活起來(lái),化未知為已知。比如在平行四邊形面積的計(jì)算教學(xué)中,通過(guò)割補(bǔ)的方式把一個(gè)平行四邊形轉(zhuǎn)化成一個(gè)長(zhǎng)方形,從而較為簡(jiǎn)易地求出一個(gè)平行四邊形的面積。教師還可以從矩形的面積計(jì)算公式出發(fā),通過(guò)把長(zhǎng)方形分割成兩個(gè)直角三角形,以此來(lái)推導(dǎo)驗(yàn)證出兩個(gè)直角三角形的面積應(yīng)當(dāng)是其對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)方形的面積的一半等等。由于這些轉(zhuǎn)化思想在平面幾何圖形面積計(jì)算中的應(yīng)用一半都需要特定的圖形作為例子,但是如果是教師在黑板上畫(huà)圖或者是用剪紙折紙的方式來(lái)給學(xué)生們呈現(xiàn),顯得不夠靈活,容易浪費(fèi)課堂上的時(shí)間。因此教師就可以通過(guò)多媒體技術(shù),以課件、動(dòng)畫(huà)FLASH、小程序、視頻等方式,來(lái)給學(xué)生們具體呈現(xiàn)這個(gè)圖形轉(zhuǎn)化的過(guò)程,不僅讓教學(xué)的過(guò)程更加具有趣味性,而且學(xué)生對(duì)于相關(guān)知識(shí)的理解也更加直觀。利用多媒體技術(shù)來(lái)輔助小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)是常見(jiàn)的教學(xué)方式,在加強(qiáng)小學(xué)生空間觀念培育上其還有更多的創(chuàng)造空間,比如教師可以通過(guò)構(gòu)建教學(xué)平臺(tái)的方式,讓學(xué)生們?cè)谡n余時(shí)間做作業(yè)的時(shí)候,利用教學(xué)平臺(tái)中的技術(shù)軟件進(jìn)行圖形的自我匹配和組合;還可以定期發(fā)布相關(guān)作業(yè),讓學(xué)生們通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行作答,提供給學(xué)生更多的空間訓(xùn)練機(jī)會(huì)。
三、 借助生活經(jīng)驗(yàn),強(qiáng)化空間認(rèn)知
對(duì)于小學(xué)生空間觀念核心素養(yǎng)的培育,教師不能光從教材內(nèi)容和教學(xué)技術(shù)手段入手,這些只是教學(xué)策略所需要的外部條件,而真正需要關(guān)注的是小學(xué)生的思維發(fā)展特點(diǎn),即需要從哪方面來(lái)作為引導(dǎo)他們樹(shù)立空間觀念的突破口。從實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn),當(dāng)學(xué)生對(duì)一些空間概念比較模糊或陌生的時(shí)候,現(xiàn)實(shí)生活中具體圖形的提示則很容易幫助他們理解這些內(nèi)容。比如六年級(jí)下冊(cè)中關(guān)于圓柱和圓錐部分內(nèi)容的教學(xué),學(xué)生們對(duì)于圓柱的理解則相對(duì)容易,因?yàn)樯钪械乃?、垃圾桶等常?jiàn)容器都有圓柱樣式的;但是對(duì)于圓錐,學(xué)生憑字面意思可能難以正確聯(lián)想到圓錐的具體形狀,這時(shí)候教師可以結(jié)合著圣誕老人的尖帽子、漏斗、喇叭、鉛筆頭、沙堆、斗笠等現(xiàn)實(shí)生活中的具體事物,來(lái)達(dá)成對(duì)圓錐這一立體圖形的特點(diǎn)認(rèn)識(shí)。這些例子正是說(shuō)明,生活經(jīng)驗(yàn)對(duì)于小學(xué)生空間認(rèn)知的建立是十分重要的,從生活中的事物來(lái)聯(lián)想教材中的特定圖形,有助于培養(yǎng)小學(xué)生的數(shù)學(xué)空間抽象能力。例如有的學(xué)生把火車的一節(jié)節(jié)車廂抽象為一個(gè)個(gè)長(zhǎng)方體、把一棵圣誕樹(shù)抽象為圓錐和圓柱的組合體等等,這些對(duì)于空間的主動(dòng)認(rèn)知與感知對(duì)于引導(dǎo)小學(xué)生構(gòu)建自己的空間體系是大有裨益的。這種對(duì)于空間的理性認(rèn)知不僅限于學(xué)生的聯(lián)想,還需要學(xué)生能夠動(dòng)口動(dòng)手進(jìn)行表述出來(lái),由此來(lái)強(qiáng)化學(xué)生的空間語(yǔ)言表達(dá)能力。如教師可以將一個(gè)由梯形和正方形組成的平面卡通房子呈現(xiàn)在多媒體課件中,并在關(guān)鍵的點(diǎn)、線上標(biāo)注字母及數(shù)據(jù),然后讓學(xué)生通過(guò)觀察這個(gè)生活中的常見(jiàn)抽象圖來(lái)描述相關(guān)圖形的特點(diǎn)及其相互關(guān)系。再比如,教師可以把學(xué)校的平面圖展示給學(xué)生,要求學(xué)生通過(guò)看圖來(lái)厘清學(xué)校內(nèi)部各個(gè)標(biāo)志性建筑物的位置關(guān)系。這種跟學(xué)校生活場(chǎng)景十分貼合的教學(xué)方式,不僅僅有助于學(xué)生通過(guò)觀察來(lái)強(qiáng)化自己的空間語(yǔ)言表達(dá)能力,而且能夠幫助學(xué)生在日常生活中建立具體空間與數(shù)學(xué)的聯(lián)系,學(xué)生們走在校園中的時(shí)候,就會(huì)回想起課堂上所練習(xí)的內(nèi)容,進(jìn)而更好地理解學(xué)校生活中的空間布局。在邊學(xué)邊練邊體驗(yàn)的過(guò)程中,小學(xué)生們的空間觀念逐步建立起來(lái)了。這種借助生活經(jīng)驗(yàn)來(lái)幫助學(xué)生構(gòu)建自己的空間觀念的形式能夠獨(dú)辟蹊徑,一點(diǎn)一滴地通過(guò)實(shí)物觀察、訓(xùn)練來(lái)引導(dǎo)學(xué)生,有助于豐富小學(xué)生們的數(shù)學(xué)認(rèn)知世界,體會(huì)到數(shù)學(xué)與生活的廣泛、密切聯(lián)系,能夠從生活的角度出發(fā)來(lái)理解、思考數(shù)學(xué)問(wèn)題,將空間觀念應(yīng)用到與生活中的數(shù)學(xué)相關(guān)的領(lǐng)域,綜合性地提升了小學(xué)生的核心素養(yǎng)。
四、 豐富課堂情境,引發(fā)空間想象
正如上文所提到的小學(xué)生喜歡用生活情境中的事物來(lái)理解相關(guān)的抽象圖形,情境的構(gòu)建對(duì)于空間觀念的培育是有著很大積極影響的,不僅鍛煉著小學(xué)生的抽象思維能力,還啟發(fā)著他們通過(guò)具體的情境延伸想象,構(gòu)建自身的空間想象體系。情境的構(gòu)建在小學(xué)數(shù)學(xué)的課堂教學(xué)中實(shí)際上有著眾多的實(shí)現(xiàn)形式。首先教師可以通過(guò)游戲情境來(lái)引發(fā)學(xué)生的不斷思考,如構(gòu)建一個(gè)小兔和小松鼠一同尋寶的游戲,兩人需要在圖形王國(guó)中不斷闖過(guò)各種關(guān)卡才能找到自己想要的寶藏。因此教師明確了故事游戲的大背景之后,就可以利用課件或動(dòng)畫(huà)FLASH的形式來(lái)引導(dǎo)學(xué)生一起跟小兔和小松鼠他們闖關(guān),幫助他們破解圖形難題。例如第一關(guān)可以是有關(guān)對(duì)稱方面的,這時(shí)候教師可以利用電子白板展示一棵圖畫(huà)樹(shù)的左半邊,闖關(guān)的要求就是需要準(zhǔn)確畫(huà)出這棵樹(shù)的右半邊??瞻椎牟糠纸o了學(xué)生們無(wú)限的遐思,未知的探索讓學(xué)生們覺(jué)得這個(gè)游戲津津有味、十分有趣。這時(shí)候教師可以選擇一些學(xué)生到臺(tái)上來(lái)補(bǔ)足右邊半部分的內(nèi)容,如果學(xué)生畫(huà)的正確,那么便會(huì)直接顯示出闖關(guān)成功。這種及時(shí)反饋的游戲給予了學(xué)生極大的學(xué)習(xí)動(dòng)力,他們可以跟著虛擬人物的足跡,和他們同思考共同進(jìn)退,在游戲的一個(gè)個(gè)關(guān)卡中應(yīng)用自己已經(jīng)學(xué)過(guò)的幾何知識(shí)。這種故事的形式也非常新奇有趣,不是用教師口頭表述或文字的形式顯示出來(lái)的而是通過(guò)圖片、音頻和視頻的形式讓學(xué)生深入到這樣的故事游戲情境中去。除了游戲情境的構(gòu)建,教師還可以通過(guò)播放與空間立體圖形相關(guān)的科技、數(shù)學(xué)類紀(jì)錄片,來(lái)打開(kāi)學(xué)生的空間認(rèn)知世界,激發(fā)他們探索未知的空間概念的想象力。比如3D打印技術(shù)、VR技術(shù)等等,通過(guò)對(duì)這種先進(jìn)科技力量的視頻展現(xiàn),可以對(duì)所教學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行有效的補(bǔ)充,同時(shí)激活了學(xué)生的未知數(shù)學(xué)空間,引發(fā)了他們的好奇心。前文所提到的關(guān)于堆小正方體來(lái)觀察其三個(gè)面的圖形,其實(shí)也需要學(xué)生的想象能力,動(dòng)手操作固然有助于學(xué)生更好理解,但是動(dòng)手操作的條件有限,學(xué)生必須建立起空間想象的能力才可以在任何情況下都能自主解決類似的問(wèn)題。因此教師可以借助美術(shù)情境來(lái)幫助學(xué)生理解這樣的空間概念。小學(xué)生們都喜歡動(dòng)筆畫(huà)畫(huà),那么教師可以讓學(xué)生自選主題來(lái)畫(huà)一幅實(shí)物畫(huà),比如林立的樓房、交錯(cuò)擺放的水果等等,這樣的畫(huà)作必然會(huì)牽涉到物與物之間的遮擋關(guān)系,美術(shù)還可以激發(fā)學(xué)生的靈感,引領(lǐng)他們更好地理解未知的想象空間。
五、 結(jié)語(yǔ)
綜前所述,小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中對(duì)學(xué)生空間觀念核心素養(yǎng)的培育離不開(kāi)有效的策略引導(dǎo),具體表現(xiàn)為教材內(nèi)容的基礎(chǔ)扎實(shí)、多媒體的實(shí)踐應(yīng)用充實(shí)、學(xué)生生活化的直觀感受以及情景構(gòu)建的真實(shí)化等等。除了有效的教學(xué)路徑之外,教師還要充分考慮到小學(xué)生這一年齡階段的心理發(fā)展特點(diǎn)以及數(shù)學(xué)思維的發(fā)展階段,分析他們對(duì)空間觀念的認(rèn)知的能力,再結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容分析策略的可行性,以此促進(jìn)小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的高效化。
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作者簡(jiǎn)介:
鄭小芬,福建省漳州市,福建省漳州南太武實(shí)驗(yàn)小學(xué)。