張紅清
摘 要:文章結(jié)合小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)實例,從積累表象和思維訓(xùn)練兩方面談?wù)勁囵B(yǎng)學(xué)生直觀想象能力的策略。積累表象方面——引導(dǎo)學(xué)生在觀察中、在動手實踐中積累幾何表象;思維訓(xùn)練方面——采用“閉眼成像”在想象中再造表象進行思維訓(xùn)練,利用“轉(zhuǎn)化”思想進行思維訓(xùn)練;培養(yǎng)動手畫圖意識進行思維訓(xùn)練;學(xué)會空間描述進行思維訓(xùn)練。
關(guān)鍵詞:小學(xué)數(shù)學(xué);直觀想象;培養(yǎng)策略
直觀想象是指借助幾何直觀和空間想象感知事物的形態(tài)與變化,利用圖形理解和解決數(shù)學(xué)問題的過程。在直觀想象形成的過程中,學(xué)生能進一步發(fā)展幾何直觀和空間想象能力,而幾何直觀可以幫助學(xué)生理解和接受抽象的數(shù)學(xué),是學(xué)生空間觀念形成的基礎(chǔ),是學(xué)生必備的一種基本數(shù)學(xué)素養(yǎng)。所以,培養(yǎng)小學(xué)生直觀想象能力,就成為小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的一個重要核心內(nèi)容。下面結(jié)合小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)實例,談?wù)勁囵B(yǎng)學(xué)生直觀想象能力的一些有效策略。
一、積累幾何表象,奠定直觀想象的基礎(chǔ)
表象是幾何直觀思維的基礎(chǔ)元素。表象通過感知獲得。幾何表象是人感知實物或模型等在腦海中留下的幾何痕跡。越積累豐富的幾何表象,學(xué)生就越容易把抽象的問題轉(zhuǎn)化為直觀的表象,再從直觀表象中抽象出本質(zhì)的特征,從而增強學(xué)生的直觀思維能力。在教學(xué)中教師可以通過對實物或模型、圖形的觀察,測量、拼擺、畫圖等動手操作活動,還可以通過多媒體手段幫助學(xué)生積累幾何表象。
(一)引導(dǎo)學(xué)生在觀察中積累幾何表象
教育心理學(xué)告訴我們,學(xué)生的感知越豐富,建立的表象就越具概括性,越能發(fā)現(xiàn)規(guī)律性的知識。所以教師要多方位、多種形式提供豐富的實物或模型等材料,讓學(xué)生觀察感知,在腦中積累豐富的幾何表象。如在認識“面積”這個概念時,為了加深對“面”的認識,教師可提供生活中不同物體的面——樹葉面、黑板面、課桌表面、文具盒表面、墻面、課本的面、圓形的面、圓柱體等不同的面,讓學(xué)生觀察、比較這些豐富的物體表面,在觀察感知的腦海中留下的面有大有小,有平有彎曲,面的形狀有圓有方,有些物體有幾個面的表象,為以后學(xué)習(xí)表面積、側(cè)面積打下基礎(chǔ)。
再如,在教學(xué)“認識平移與旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象”時,教師可以用課件播放電風扇的轉(zhuǎn)動,鐘表上秒針的走動,抽拉式抽屜,運動的電梯等生活中的平移與旋轉(zhuǎn)運動的現(xiàn)象。學(xué)生通過觀察感知,分辨哪些現(xiàn)象屬于平移,哪些現(xiàn)象屬于旋轉(zhuǎn),從而在腦海中留下平移、旋轉(zhuǎn)的表象,為以后學(xué)習(xí)畫平移和旋轉(zhuǎn)圖形和描述圖形的運動打下基礎(chǔ)。
(二)引導(dǎo)學(xué)生在動手實踐中積累幾何表象
動手操作過程能使學(xué)生多種感官調(diào)動起來,讓手中的物體和腦中的表象建立起聯(lián)系,增強學(xué)生的幾何直觀能力。小學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的體驗主要是在動手操作的實踐中進行大量的感知,建立表象,理解知識。因此引導(dǎo)學(xué)生自己去觸摸、比較、折剪、拼擺、描畫、測量、作圖和實驗等實踐活動,從而積累豐富的幾何表象。
例如,在“認識平面圖形”的教學(xué)中,教師可提供生活中常見的物體,比如硬幣、書本、正方體、長方體、平行四邊形等模型,讓學(xué)生先觀察,再用手摸它們的表面,最后把這些物體放在紙上用筆畫出這些物體的邊緣,從而認識了長方形、正方形、平行四邊形、三角形、圓形等平面圖形,在腦中建立了這些平面圖形的表象,為以后學(xué)習(xí)計算平面圖形的周長和面積做好準備。
又如,讓學(xué)生建立“周長”概念的表象時,教師可找一個圓形實物模型,讓學(xué)生用手沿著圓的周圍摸一圈,再用紅線圍繞一圈,把圓的周長顯現(xiàn)出來,讓學(xué)生在觀察和動手操作中感知圓的周長是一條封閉的曲線。再找長方形、正方形實物模型,用同樣的方法認識長方形、正方形的周長,然后讓學(xué)生觀察比較,在腦中建立圓周長與長方形、正方形周長不同的表象,理解了“周長”的含義。
二、開展思維訓(xùn)練,開發(fā)直觀想象能力
思維訓(xùn)練是培養(yǎng)學(xué)生直觀想象能力的重要途徑。如果學(xué)生沒有空間想象的思維,又如何談直觀想象?思維訓(xùn)練的重要性毋庸置疑。所以教師可以借助大腦“閉眼成像”再造表象,動手畫圖、動口描述等多種感官練習(xí)對學(xué)生進行思維訓(xùn)練,發(fā)展學(xué)生的空間想象能力,充分開發(fā)學(xué)生的直觀想象能力。
(一)采用“閉眼成像”在想象中再造表象進行思維訓(xùn)練
眼睛所看見的事物都能在大腦中清晰地呈現(xiàn)出來,所以閉眼在大腦中聯(lián)想和想象中再造以往建立的表象,以達到解決問題的目的就是“閉眼成像”。這也是思維訓(xùn)練的一種策略,也是每個學(xué)生可以掌握的一種學(xué)習(xí)能力。“閉眼成像”的思維能使抽象的問題直觀化、簡單化,達到解決問題的目的。
例如(圖1、圖2),在教學(xué)北師大版六年級數(shù)學(xué)上冊觀察物體中《搭積木比賽》這課時,教師設(shè)計的比賽一是根據(jù)立體圖形畫出正面、左面、上面不同方向觀察到的平面圖形,為了達到準確性,可以讓學(xué)生先閉眼在腦中想象出不同方向的平面圖形由幾個正方形組成,這些正方形的排列順序是怎樣的,然后讓學(xué)生在方格紙上畫出平面圖,最后用小正方體擺出相應(yīng)的立體圖形進行驗證。而在比賽二中,根據(jù)從左面、上面觀察到的平面圖形還原立體圖形時也可以用這種方法。通過“腦中想圖——心中有圖——手中畫圖——操作驗證”這一過程,學(xué)生的思維能力得到了訓(xùn)練。
(二)利用“轉(zhuǎn)化”思想進行思維訓(xùn)練
“轉(zhuǎn)化”思想是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的基本的學(xué)習(xí)方法,主要是數(shù)學(xué)知識的某一形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪恍问?。“轉(zhuǎn)化”思想在數(shù)與代數(shù)、空間與圖形中應(yīng)用廣泛,“轉(zhuǎn)化”思想的應(yīng)用有助于學(xué)生直觀想象能力的思維發(fā)展。
例如(圖3),在“三角形內(nèi)角和的認識”中,通過把三個角剪下,拼接成一個平角,得到三角形內(nèi)角和等于180度。
在公式推導(dǎo)過程中運用“轉(zhuǎn)化”思想最為集中,如圓面積公式的推導(dǎo)中,通過“化曲為直”的方法把圓形沿半徑平均分成若干份,拼接成平行四邊形,推導(dǎo)出圓形面積公式S=πr2;在體積公式的推導(dǎo)中,把圓柱體沿底面半徑平均分成若干份,拼接成長方體,推導(dǎo)出圓柱的體積公式V=Sh;在圓錐體積公式的推導(dǎo)中,把圓錐容器裝滿水分3次倒入與它等底等高的一個圓柱容器中,剛好裝滿,從而推導(dǎo)出圓錐的體積公式V=1/3Sh。通過“轉(zhuǎn)化”思想的訓(xùn)練,學(xué)生的空間觀念也得到了發(fā)展。
(三)培養(yǎng)動手畫圖意識進行思維訓(xùn)練
畫圖是幫助學(xué)生理解數(shù)學(xué)、解決問題的一個有效的手段,也是學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的一個重要目標。畫圖可以畫直觀圖、示意圖、草圖、線段圖等等。在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的畫圖意識有助于學(xué)生空間觀念的形成,也有助于理解數(shù)學(xué)知識,解決問題。在圖形的相關(guān)的練習(xí)題中就可以用畫圖來起到理解題意和解決問題的作用。
例如,解答“等底等高的圓柱和圓錐,它們的體積之和是24cm3,圓錐的體積是(? )cm3,圓柱的體積是(? )cm3”這題時,可以讓學(xué)生讀完題目后,讓學(xué)生思考“等底等高的圓柱和圓錐”它們體積之間有什么關(guān)系,然后在腦中想象24cm3代表幾個圖形的體積之和的畫面,接著讓學(xué)生在紙上畫出立體直觀圖。通過畫圖,學(xué)生知道了24cm3是4個相等大小的圓錐的體積之和,因此求出圓錐體積是24÷4=6(cm3),而“等底等高的圓柱和圓錐”說明圓柱體積等于圓錐體積的3倍,所以圓柱的體積是6×3=18(cm3)。
(四)學(xué)會空間描述進行思維訓(xùn)練
學(xué)會空間描述也是思維訓(xùn)練的有效策略??臻g描述主要表現(xiàn)在運動變化、位置關(guān)系方面的描述,學(xué)生會用語言描述,有利于學(xué)生直觀想象能力的培養(yǎng)。如在教授北師大版六年級數(shù)學(xué)下冊《圖形的運動》時,讓學(xué)生有條理地表達圖形的運動過程,發(fā)展學(xué)生的空間觀念。描述平移現(xiàn)象時,讓學(xué)生著重說明向什么方向平移,平移幾格;在描述旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象時,要說明繞哪個點旋轉(zhuǎn),是順時針方向還是逆時針方向,旋轉(zhuǎn)多少度;描述軸對稱現(xiàn)象時,說明以什么為對稱軸,做出哪個圖形的軸對稱圖形等。這樣的教學(xué),有利于學(xué)生加深知識的理解,直觀想象力也得到了培養(yǎng)。
三、結(jié)束語
總之,小學(xué)生直觀想象能力的培養(yǎng)要經(jīng)過一個反復(fù)的長期的培養(yǎng)過程,充分調(diào)動學(xué)生的多種感官積累幾何表象,是奠定直觀想象的基礎(chǔ),是加強思維訓(xùn)練的重要途徑,從而促進學(xué)生空間觀念的發(fā)展。
參考文獻
[1]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標準(2011年版)[M].北京:北京師范大學(xué)出版社,2012.
[2]楊豫暉.小學(xué)數(shù)學(xué)義務(wù)教育課程標準(2011年版)案例式解讀[M].北京:教育科學(xué)出版社,2012.
[3]張丹.小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)策略[M].北京:北京師范大學(xué)出版社,2010.
[4]曹培英.跨越斷層,走出誤區(qū):“數(shù)學(xué)課程標準”核心詞的解讀與實踐研究[M].上海:上海教育出版社,2017.