黃明裕
空間是物質存在的一種客觀形式,如何讓學生把一個物體的表象或相互位置關系在腦中再現(xiàn),抽象出幾何特征,這就需培養(yǎng)學生的空間觀念。教學中,呈現(xiàn)給學生的課例都是以學生生活經驗為原型,他們參與整個活動的過程,是比較主動、活潑和富有個性的創(chuàng)新過程。通過適當的引導,合理的操作,于形象、直觀、具體的活動中能有效地促進對知識的理解,在理解中創(chuàng)新,提升空間維度的認知,追尋知識本質。
一、合理引導,在實踐中拓寬度
建構“空間觀念”是培養(yǎng)學生數學素養(yǎng)的核心之一,小學生在學習中主要是從現(xiàn)實生活中積累的豐富的幾何知識表象體驗,在參與數學活動的過程中建立對空間維度形式的認知。那么如何引導學生通過已有的生活經驗積極參與探究,形成知識的全過程。此時,教師必須提供大量的主觀實踐活動,通過豐富的感官實踐活動來幫助學生體驗數學知識的形成。
例如,在教學北師大版三年級上冊“周長的認識”時,學生經常混淆物體(或圖形)的“邊緣”和“表面”。要將這兩個概念區(qū)分開,學生必須要有大量的實物素材作為基礎,充分接觸規(guī)則物體和不規(guī)則物體的邊緣和表面。因此,教師要提前讓學生在家里尋找各種物體表面的邊緣。了解桌面的邊緣有多少厘米,讓學生充分觸摸和感受。接著,延伸到課外,讓學生尋找各種物體,如撿起幾片樹葉,描一描,觀察它一周的長度,估一估自己大拇指指甲邊沿的長度等,然后回到課內,通過小組合作,交流與探究,產生思維的碰撞,厘清什么是物體的“邊緣”及其“面”。在課堂教學現(xiàn)場,可讓學生列舉一些物體,邊緣在哪里?它的面在哪里?在這樣足量的生活素材儲備鋪墊后,各種不同形態(tài)的物體都深深烙在學生的腦海中,再出示規(guī)則圖形,量一量一周的長度,自然建構出物體的邊緣長度(即周長),從而讓學習新知“周長”概念水到渠成。
又如,學習軸對稱圖形時,雖說空間幾何圖形的內容比較形象,但學生單憑主觀判斷容易產生視覺上錯誤,課堂教學時,教師可以設計一些基本圖形(如橢圓形、長方形、三角形、梯形、平行四邊形等)讓學生在實踐操作環(huán)節(jié)深化理解與掌握, 學生通過動手折疊,尋找對稱軸,發(fā)現(xiàn)軸對稱圖形的普遍特征,在后續(xù)的練習中就能避免類似的錯誤,同時也應適量增加生活中的一些實物,如樹葉、建筑物圖片、英文字母等,讓學生觀察,使他們在親身經歷的實踐活動中,進一步加深對軸對稱圖形的理解與掌握。
二、注重探究,在操作中拓厚度
大多數小學生的思維是基于具體的形象思維,如何縮短與抽象的幾何知識間距離感?在實踐教學中使所學知識具體化、形象化?此時,教師必須營造良好的教學氛圍,使學生在積極探究中深入思考,通過大量的動手操作,了解知識的形成過程,并明確知識的本質屬性。運用所學的數學思想方法,充分借助學具等直觀手段,積極參與操作過程,并在操作探究中發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新。
例如,在教學北師大版六年級上冊“圓的面積(一)”時,如何讓學生理解與掌握圓的面積公式。此前,學生已在圓周長知識的學習時對“化曲為直”的“轉化”數學思想方法有所感悟。在學生參與小組合作、操作討論等探究活動,體驗推導圓面積公式的過程時,教師應思考幾個問題:(1)該如何入手。(2)提供哪些操作材料。(3)操作過程的可控性及結果的確定性。因此,先從畫出對稱軸入手,教師提供若干個同樣的卡紙圓片給學生,要求他們沿對稱軸把圖形平均分成相等的若干份。部分學生通過外接圓或內切圓,能快速找出相應的對稱軸,然后畫出對稱軸并先沿著對稱軸把圖形剪開,這時,教師可以通過媒體出示分成8小塊面積相等的小圖案(如下圖)。從中取出一小份,讓學生想一想與學過的哪種平面圖形(三角形)最為相似,假如畫的對稱軸數越多,所分割的小圖形就會越近似等腰三角形。教學時,教師不是直接按教材將方法強塞給學生,將圓剪拼成一個近似的長方形或其他圖形等,而應思考如何合理引導讓學生學會進行剪拼,充分發(fā)揮想象的空間,把圓轉化成已學過的圖形。在小組合作中,適當給予操作提示:①把這些小片重新組成新圖,面積大小會變化嗎?②拼成的圖形中,哪些和已學過的圖形近似。③所拼成圖形的底和高與原來圓的周長、直徑、半徑有什么關系?教師讓學生將拼成的圖形結果記錄(畫圖)下來,再進行梳理歸納:平行四邊形、長方形、梯形及三角形等。
由于學生個體不同,思路各異,讓其在思維上產生不同的碰撞,所呈現(xiàn)的模式建構也不同,根據不同思路匯報,必然會出現(xiàn)多種結果,此時適當引導,推導出圓的面積計算公式將事半功倍。學生借用“對稱軸”知識將圓等分為若干份,然后把這些近似等腰三角形的圖形拼成學過的圖形。在這一過程,學生真正能夠通過動手操作加深對“轉化”這一思想方法的理解,為后續(xù)立體圖形學習積累經驗,促進學生空間觀念的發(fā)展。
三、注重運用,在實驗中拓深度
參與實踐活動,是學生獲得數學基本活動經驗的有效方法之一,也是培養(yǎng)小學生的空間觀念的有效途徑,在小學階段學習立體幾何圖形,如圓柱與圓錐的體積內容學習中,如何深化學生對空間知識的理解,解決實際的數學問題,動手實驗是一種有效的學習方法。
例如,小明拿了一個底部直徑為20厘米、高度為15厘米、水深為8厘米的圓柱形玻璃。放一塊長、寬8厘米、高15厘米的鐵塊。求:(1)如果鐵塊水平放置在水中,水面將上升()厘米。(2)如果鐵塊垂直放置在水中,水面將上升()厘米。
解題時讓學生先考慮幾個問題:①想一想,用什么方法能直接求出來?②水面上升的高度一樣嗎?③如果給他們提供實驗器械,是否能用科學課的實驗方法先想好實驗步驟,然后開展實驗,并求出上升的高度。
學生原有的知識經驗,與實際產生碰撞,這時教師讓學生調動多種感官,主動參與操作實驗,讓其思維伴隨實驗演示展開,并在腦中完成建模的過程。將觀察到的現(xiàn)象嘗試用數學化語言準確描述,并能正確解答,總結出豎放時,上升的水的體積=淹沒部分鐵塊的體積,并歸納出回形、環(huán)形立體圖的體積等計算的方法。建構知識理解應從不同的角度思考,加深理解,達到提升。
發(fā)展學生空間觀念,不僅僅是幾節(jié)課的幾何圖形的學習,也不是簡單的一些數學思想的轉化,它是一個系統(tǒng)的小學數學學習過程,在學習各種形體的幾何知識時,應追尋最本質數學內涵,有效引導學生主動參與操作實踐活動,加深對數學知識的理解,建構空間觀念,才能真正提升數學素養(yǎng)。
(作者單位:福建省石獅教師進修學校附屬小學)