程友鳳
(開化縣北門小學 浙江·衢州 324300)
“老師,我們今天要用蘿卜探索什么知識?”我笑而不語。同學們見我把蘿卜放講臺上,立即圍著我七嘴八舌的說開了:“老師,我昨天用紅薯削了一個圓柱,一個圓錐。”“老師,我用鉛畫紙做了圓柱和圓錐的展開圖?!薄袄蠋?,我……”這是本人為培養(yǎng)學生空間觀念,在高段開展立體圖形教學一個小小的普通場景。
《數(shù)學課程標準》中提出“在圖形與幾何的學習中,應幫助學生建立空間觀念”。所謂空間觀念是指對物體和幾何圖形的形狀、大小、位置關系及其變化的直覺,它是人們認識和描述生活空間并進行交流的重要工具?!稊?shù)學課程標準》指出:“空間觀念主要表現(xiàn)在,能由實物的形狀想象出幾何圖形,由幾何圖形想象出實物的形狀,進行幾何體與其三視圖、展開圖之間的轉化;能根據(jù)信息做出立體圖形或畫出圖形……”小學階段是空間觀念發(fā)展的重要階段,對于學生進一步學習幾何知識及其他知識、形成空間想象力有積極的、重要的影響,對發(fā)展空間觀念有著重要的價值。我們在進行立體圖形教學時,不能僅著眼于學生認識一些圖形和能進行有關的計算,而是引導學生參與知識的形成過程,使他們經(jīng)歷感性到理性、從未知到已知的學習活動,充分發(fā)揮學生的想象,讓表象存在于腦中,體驗積累于心中,從而形成正確的認知結構,促進學生空間觀念的發(fā)展。那么如何在教學中有意識的培養(yǎng)和發(fā)展學生的空間觀念,并讓空間觀念真正走進學生的心田呢?
數(shù)學來源于生活,而又應用于生活,數(shù)學課程標準也倡導數(shù)學教學要緊密聯(lián)系生活實際,所以我們在實施空間與圖形的教學中也要善于創(chuàng)設生活情境,把生活中豐富多彩的空間形成事例生動展示給學生,以激發(fā)學生的學習興趣。在教學中,創(chuàng)設學生的生活情境,是學生形成空間觀念的基礎。
在教學“體積和容積”一課中,為了讓學生建立起體積的概念,聯(lián)系生活把抽象的概念形象化。上課時,老師采用了重現(xiàn)生活中的故事引入了教學:在很久以前,有一家面條店,店里的老板非常狡詐,對待伙計非常苛刻。眼看到月底了,該給伙計開工資了,老板總想找點茬為難伙計。一天早上過,他把一碗面條盛得滿滿的,讓伙計給客人端去,不允許伙計灑出一滴面條湯。如果溢出一滴湯,小伙計的這個月的工錢一分不給。小伙計皺著眉頭想了一會兒,他胸有成竹地去端面條了,結果一滴也沒灑。同學們,你們知道小伙計是這樣解決這個難題的嗎?交流討論后教師揭示答案:小伙計一只手用筷子把一些面條挑起來,另一只手端面條。這其中蘊藏著什么數(shù)學知識呢?通過今天的學習就會明白了。利用這樣的生活故事引入課題,不僅激發(fā)了學生學習的興趣,同時也暗示了體積和容積兩個概念之間的聯(lián)系。以學生發(fā)展為本,把學生已有知識和生活經(jīng)驗作為數(shù)學教學的主要資源,創(chuàng)設生活中的情境,強化感性認識,這樣才能使學生樂于學習,從而達到學生對數(shù)學的理解,才能使學生真正做到學“有用的數(shù)學”。
組織學生在實踐操作中探究發(fā)現(xiàn)規(guī)律,可以充分調動學生的各種感官,從感性到理性,從實踐到認識,從具體到抽象,引導學生積極動手動腦、概括分析、抽象推理的理解和掌握。尤其是對于幾何知識的學習,空間觀念的形成,只靠觀察是不夠的,教師還應該引導學生進行操作活動,讓他們自己去比一比、折一折、剪一剪、拼一拼、畫一畫、量一量等實際活動的方式讓他們通過親自觸摸、觀察、測量、作圖和實驗把視聽覺、觸覺、運動覺等協(xié)同利用起來,促進心理活動的內(nèi)化從而掌握圖形的特征形成空間觀念。
平時教學中,如果經(jīng)常是教師講,學生聽,教師演示,學生看,學生沒有參與的機會,對于大部分學生來說,印象是不夠深刻的,體會也是不到位的,學習效果肯定達不到預期目的。雖然是五、六年級的學生,但他們的空間想象能力還有限,有些學生還有一定困難的。因此,我們的課堂上應多放手讓學生去操作,留下他們自己思考的痕跡,通過直觀的操作和感知,加深體驗與理解。
教學《圓錐的體積》中,任憑老師怎么講解,怎么操作,學生只是看到了也記住了,但是有多數(shù)孩子還是存在“只知其然不知其所然”的茫然狀態(tài),所以作業(yè)過程中經(jīng)常會1/3忘乘。有句話說得好:聽過了不如看過了,看過了不如做過了。我在教學圓錐的體積計算公式時,為了讓學生直觀感知圓錐的體積與它等底等高的圓柱的體積的關系。在課堂上我讓學生分組實驗,用圓錐裝滿水倒入和它等底等高的圓柱里的過程。要求學生邊操作邊思考:用圓錐裝滿水倒入和它等底等高的空圓柱里,倒幾次正好倒?jié)M?每次水的高度是圓柱高度的幾分之幾?學生通過認真實驗操作,觀察和思考,都明白了圓錐的體積等于和它等底等高的圓柱體積的1/3,從而推導出圓錐體積的計算公式,這樣就有一種水到渠成的感覺。同時也培養(yǎng)學生觀察、操作、討論、歸納、整理等技能,形成良好的學習習慣和認真操作的態(tài)度。
一次,學生作業(yè)中出現(xiàn)了一道這樣的題目:把一個高是6分米的圓柱,沿著底面直徑豎直切開,平均分成兩半,表面積增加48平方分米。原來這個圓柱的體積是多少立方分米?學具袋中有一個圓柱沿著直徑切開的橫截面長方形,然后教學就結合學具讓學生想象切開后的圖形,有的學生明白了,可有的學生聽得云里霧里。即使老師分析了,交上了的作業(yè)還是存在一定的錯誤。于是下課后我到食堂拿了蘿卜,指導學生削圓柱和圓錐,并經(jīng)歷了橫切、縱切,學生在親自動手操作、觀察討論中真正明白圓柱體沿著直徑切成兩半,多出來的面積是以直徑為長,高為寬的長方形;圓柱垂直于高切開多出了兩的個底面;圓錐沿著高切開,多出了兩個三角形。這樣的操作雖然多花掉了些許時間,但是磨刀不誤砍柴工,學生在操作中知道了更多生活中的數(shù)學。
學生在操作之后的師生交流、生生交流以及小組或大組的多向交流,這種立體、交叉型的交流,引導學生在反思中不斷進行自我調控,在調控中增強了體驗的力度,有效培養(yǎng)了學生的認知能力,調動了學生的學習積極性,突出了學生的主體作用,有效的培養(yǎng)了學生的空間觀念。
在空間與圖形的教學中,借助多媒體計算機輔助教學使抽象的幾何教學內(nèi)容更加具體化、形象化、生動化,有效幫助學生克服了空間認知障礙,能夠成功突破時間和空間的限制,提升了學生的空間想象能力,發(fā)展了學生的空間觀念,為立體圖形的學習提供了良好的展示平臺。
在教學《面的旋轉》時,圍繞所示的軸旋轉一周,想象一下,將會得到什么樣的形體,得到的形體和原來圖形有什么關系?在學生經(jīng)歷了空間想象之后,我通過課件的動畫展示,向學生呈現(xiàn)出兩圖形運動后留下的軌跡,幫助學生在腦中形成了點線面運動的表象,提高了學生空間想象能力。這樣的設計有利于促進學生在腦中形成正確的空間觀念,培養(yǎng)了學生動態(tài)感知能力,也彰顯了學生個性化的思維。同時由于多媒體教學直觀、生動、形象地突出了教學重點,淺化了教學難點,使學生對抽象的幾何知識理解的進度加快,取得較好的教學效果。
另外,運用多媒體設備還可以生動形象地對圖形進行動態(tài)展示,克服了手工作圖的固定性,為教學演示提供了便利。利用多媒體進行圖形演示的方法有很多,數(shù)學教師還可以更好地使用音效、色彩等來吸引學生的注意力,巧妙凸顯所講解知識的關鍵點。因此,多媒體信息技術在空間與圖形教學領域的運用,有效沖破了空間的限制,把紛繁的生動的動畫展現(xiàn)在學生面前,化靜為動、化虛為實、化抽象為直觀,成功拓寬了教材知識的外延,優(yōu)化了教學效果。
《數(shù)學課程標準》提到的“能根據(jù)條件做出立體模型或畫出圖形”,重現(xiàn)感知過的平面圖形或空間物體。在小學階段培養(yǎng)畫圖的習慣,應抓住孩子的學習機會讓學生感受到畫圖的妙用,并且讓學生逐步養(yǎng)成畫圖的習慣。這樣既加深了學生對概念的理解,形成了表象,又進一步發(fā)展了學生的空間觀念。
學習了長方體、正方體表面積和體積之后,經(jīng)常會出現(xiàn)這樣的題目:把一個正方體切成2個長方體,表面積增加了12平方厘米,原來正方體的表面積和體積分別是多少?光憑想象有的學生做起來會比較困難。如果學生能在操作的基礎上畫出示意圖,并結合示意圖進行分析、比較,學生下次遇到這樣的題型,腦中就有這種示意圖的模型了,借助圖形解答這類問題也就簡單多了。還有一種非常常見的題目:一個正方體的棱長是1厘米,6個這樣的正方體拼成一個長方體,表面積和體積分別是多少?像這類的題目學生初次接觸時,老師們都會引導學生在操作中發(fā)現(xiàn)規(guī)律,在討論中得出方法。但是最重要的還是在操作之后要引導學生畫圖,在畫圖中總結升華。如果下次學生再遇到類似的題目,學生就會通過畫圖解決此類問題了。學生習得數(shù)學方法、獲得數(shù)學思想比授之以魚不如授之以漁。
小學生的空間想象能力還存在一定的局限性,有時僅僅依靠學生的想象,學生考慮問題就會出現(xiàn)這樣那樣的不周密,從而影響解題的正確性。如果學生養(yǎng)成畫圖的習慣,以畫促思,就能更好的幫助學生理解??傊?,畫圖不僅體現(xiàn)了新課程標準提出的數(shù)學呈現(xiàn)方式要多樣性的理念,還能提高學生解決問題的能力,還能促進學生形象思維向抽象思維的提升,促進空間思維能力的培養(yǎng),促進學生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。
學生掌握了立體圖形相關知識后,如何進一步溝通幾何知識內(nèi)在聯(lián)系,提升培養(yǎng)學生的空間觀念,我認為還應該抓住綜合實踐應用,啟發(fā)學生從多種角度去思考問題。學生光有空間知覺是不夠的,在解題過程中,把幾何形體各要素溝通起來求出答案。
現(xiàn)實生活中蘊含著大量的數(shù)學信息,培養(yǎng)學生用數(shù)學的方法加以解決,有利于深化學生空間觀念的發(fā)展。如“數(shù)學好玩”單元中的典型課“包裝的學問”,在教學中除了注重引導學生運用表面積的知識解決包裝中的問題,掌握最優(yōu)策略,還要幫助學生從不同角度感受數(shù)學的價值,發(fā)展學生的空間觀念。
總之,空間觀念的培養(yǎng)和提高,不是一朝一夕之事,必須自始至終的貫穿于數(shù)學教學始終并付出不懈努力。教師要有較強的創(chuàng)造意識,在原有教材上更多的投入發(fā)展空間觀念的元素,教師設計多樣的活動,鼓勵學生通過觀察、操作、想象、推理等活動,引導學生從運動變化的角度去探索和認識空間和圖形,加強對幾何形體的感知理解,從而促進學生空間觀念的發(fā)展。