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从“我会画”谈空间观念的培养

2014-09-01

湖北教育·教育教学 2014年8期
关键词:梯形长方形表面积

冯回祥,华中科技大学附属小学数学教师,湖北省特级教师,中学高级教师。现任湖北省武汉市数学学会理事,华中师范大学硕士研究生首批校外导师。

2014年我校小学毕业考试数学试卷中,有道“我会画”的试题,主要考查学生的动手操作能力和空间观念。笔者查看了大量答卷,发现这道题的正确率很低。对此,有老师埋怨学生画图“不认真”,但到底是学生画图不认真,还是老师平时没有重视学生空间观念的培养呢?这需要我们好好反思,如何在课堂教学中将空间观念的培养落到实处。

要理解和明确“空间观念”的内涵及价值

空间观念是《全日制义务教育数学课程标准(2011年版)》(以下简称《标准》)中10个重要的核心概念之一。《标准》指出:“在数学学习中,要丰富学生对现实空间及图形的认识,建立初步的空间观念,发展形象思维。”重视培养空间观念既有助于学生更好地认识世界,解决日常生活中的问题,又能为他们今后进一步系统学习几何知识打下良好的基础。

让学生在观察与操作中,感知“空间观念”

数学是一门具有较强思维性质的学科,观察是进行思维活动的一个窗口,是学生认识事物最直接的一种方法,也是形成和感知空间观念的基本方法之一。因此,教师要在教学中有意识地培养和训练学生的观察能力。传统教学中,多是教师讲,学生听,教师演示,学生看,学生学习的积极性不高,观察能力也没有得到挖掘和培养。教师要根据小学生的年龄特征,充分利用教材中提供的直观图形、实物观察和实际操作,借助视觉、触觉、听觉等多种感官,激励学生参与活动,在观察中感知“空间观念”。

例如,教学“平移与旋转”一课时,教师通过播放游乐园录像资料,让学生观察游乐园里游乐设备的运动方式。接着,教师鼓励学生把每个游乐设备的运动方式用手势表现出来,让学生充分感知这些游乐设备的运动方式。当学生“经历”了这样一次游玩感受后,教师再要求学生根据运动方式把这些游乐设备进行分类。当学生不能正确分类时,教师可以边说边通过手势做平移、旋转运动,再次引导学生仔细观察,并通过肢体语言暗示学生要从这不同运动方式上去考虑分类。这样,学生在充分观察感知中,对平移和旋转就有了深刻的体验。

操作也是丰富学生“空间观念”的重要手段。荷兰数学教育家弗赖登塔尔认为:“数学学习是一种活动,这种活动与游泳、骑自行车一样,不经过亲身体验,仅仅从看书本、听讲解、观察他人的演示,是学不会的。”由此可见,培养学生的空间观念,教师必须引导学生进行操作活动。教学时,对一些较为抽象的几何概念,当学生感到难以理解时,教师可引导学生借助直观的操作手段来解决。如,让学生折一折、剪一剪、拼一拼、画一画等,让他们的视觉、触觉等多种感官共同参与,如此,学生的空间观念便易于形成和巩固。

例如,在教学长方体、正方体的棱长之和及表面积与体积的计算时,发现学生很容易将棱长之和、表面积、体积这三个概念混淆。教师可在教学棱长之和前,让学生用细铁丝做一个长方体或正方体框架,通过动手操作,他们就不难发现,棱长之和就是四组长、宽、高之和,这为他们接下来学习将棱长之和按一定比例分配等内容打好了基础。在教学表面积前,教师可要求学生用硬纸板做长方体或正方体,这既能让学生掌握如何求表面积,又能让他们明确立体图形和其对应的平面展开图之间的关系。只要我们把操作落到实处,学生自然能深刻体会棱长之和、表面积与体积之间的本质区别。如果教师在课堂上只是讲,学生只是听,那么学生不仅难以理解掌握知识,而且难以形成空间观念。

因此,教学时,只要是能让学生观察和操作的,教师一定要放手,切忌“包办代替”,因为那将是学生感知 “空间观念”的最好契机。

让学生在思考与感悟中,形成“空间观念”

学生对空间与图形的学习,不能只停留在直观感知这个初级阶段,教师还应运用比较手段,让学生在思考中感悟事物的本质特征,通过对形体间的内在联系及外在区别的比较,将“眼中之观察”内化成“脑中之思考”。

第一,通过类比,引起学生思考与感悟。通过类比,同中求异,即引导学生在新、旧知识间寻找相似和相异的地方,或在类比中联想,或在模仿中创新,从而升华思维,突出几何图形之间的逻辑关系。例如,教学“长方形和正方形的认识”时,教师通过将长方形的长不断地缩短,或将长方形的宽不断地增长,或让长变化到和宽相等,引导学生思考比较,让他们认识,这时的图形已经不是一个长方形了,而是正方形。这时,提醒学生比较变化前后的异同点,然后判断这个图形是不是还具有长方形的特征。在此基础上,让学生认识到正方形是特殊的长方形,从而明确特殊与一般的关系。

第二,在“对比”活动中,激发学生思考与感悟。通过对比,异中求同,即联系事物间的变化规律,引导学生发现知识间的内在联系,及时对知识进行整合,形成知识网络,建立起比较完整的知识体系。如在教学多边形的面积S梯=(a+b)h÷2后,引导学生思考,如果将梯形的上底不断变长,当上底和下底一样长时,即a=b时,则梯形就变成了平行四边形,那么,S梯=(a+a)h÷2=2ah÷2=ah(平行四边形的面积公式);如果将梯形的上底不断变短,当上底成为0时,即a=0时,梯形就变成了三角形,则S梯=(0+b)h÷2=bh÷2,又变成了三角形的面积公式(b为三角形的底)。这样有联系又有对比的思考,不仅让学生知道了梯形的面积公式是小学数学“万能公式”,自然感受到了“化归”的数学思想方法,而且在潜移默化中培养了学生的“空间观念”。

让学生在综合应用中,发展“空间观念”

长期以来,小学几何教学都以周长、面积、体积(容积)的计算为最终目的,学生在课堂上的大量时间全被耗在计算里面。学生只会列式计算,脑子里根本没有灵活解题的策略。例如,一些学生会计算长方形、正方形的周长,却不知道如何计算三角形、梯形的周长;一些学生会计算长方体的表面积,却不会计算教室里的粉刷面积……这是典型的只会死套公式,而空间观念不清晰的表现。在实施新课程的今天,教师需要将这种只关注计算的教学向关注观念、能力与计算并重的教学转变。

如,在对学生进行圆柱体体积计算的练习中,教师可出示如下两个长方形(如下图一、二):

图一 图二 图三

若将它们绕相同的边(如AD)旋转一周可以得到两个圆柱体,教师引导学生思考:现在所得到的这两个圆柱体的体积、侧面积、表面积相等吗?它们的大小关系是怎样的?在计算圆锥的体积时,可以利用上图三,让学生思考:三角形能以哪些边为轴旋转后得到圆锥?如果以BC边为轴旋转,旋转后的体积是多少?通过这样的练习,学生就会将以前学过的平移与旋转的知识联系起来,综合考虑问题。同时,在计算体积、侧面积和表面积前,学生必须将二维空间通过想象扩展到三维空间,这是学生对空间观念的又一次升华。

此外,我们要充分利用信息技术手段,来培养和发展学生的空间观念。在数学课堂中由于受时间、空间的限制,难以展示各种图形、物件的真实面目,使学生难以体验空间感。学生仅靠书上的图,是很难想象或体验的,教师可尝试用PPT演示,让学生去观察发现其内在的规律,这样做可以使原来用实物不好展示的部分得到充分展示,降低了观察上的难度,突出了观察的重点,有利于培养学生有序观察和归纳的能力,可使学生的空间意识得到增强,空间观念得到发展。

培养空间观念并不是一朝一夕的事,如果教师能做一个好的引领者,从生活实际出发,让学生亲身经历和感悟,那么学生的空间观念就能不断形成和发展,学生才能真正地轻松完成“我会画”之类的试题。

责任编辑 严 芳

冯回祥,华中科技大学附属小学数学教师,湖北省特级教师,中学高级教师。现任湖北省武汉市数学学会理事,华中师范大学硕士研究生首批校外导师。

2014年我校小学毕业考试数学试卷中,有道“我会画”的试题,主要考查学生的动手操作能力和空间观念。笔者查看了大量答卷,发现这道题的正确率很低。对此,有老师埋怨学生画图“不认真”,但到底是学生画图不认真,还是老师平时没有重视学生空间观念的培养呢?这需要我们好好反思,如何在课堂教学中将空间观念的培养落到实处。

要理解和明确“空间观念”的内涵及价值

空间观念是《全日制义务教育数学课程标准(2011年版)》(以下简称《标准》)中10个重要的核心概念之一。《标准》指出:“在数学学习中,要丰富学生对现实空间及图形的认识,建立初步的空间观念,发展形象思维。”重视培养空间观念既有助于学生更好地认识世界,解决日常生活中的问题,又能为他们今后进一步系统学习几何知识打下良好的基础。

让学生在观察与操作中,感知“空间观念”

数学是一门具有较强思维性质的学科,观察是进行思维活动的一个窗口,是学生认识事物最直接的一种方法,也是形成和感知空间观念的基本方法之一。因此,教师要在教学中有意识地培养和训练学生的观察能力。传统教学中,多是教师讲,学生听,教师演示,学生看,学生学习的积极性不高,观察能力也没有得到挖掘和培养。教师要根据小学生的年龄特征,充分利用教材中提供的直观图形、实物观察和实际操作,借助视觉、触觉、听觉等多种感官,激励学生参与活动,在观察中感知“空间观念”。

例如,教学“平移与旋转”一课时,教师通过播放游乐园录像资料,让学生观察游乐园里游乐设备的运动方式。接着,教师鼓励学生把每个游乐设备的运动方式用手势表现出来,让学生充分感知这些游乐设备的运动方式。当学生“经历”了这样一次游玩感受后,教师再要求学生根据运动方式把这些游乐设备进行分类。当学生不能正确分类时,教师可以边说边通过手势做平移、旋转运动,再次引导学生仔细观察,并通过肢体语言暗示学生要从这不同运动方式上去考虑分类。这样,学生在充分观察感知中,对平移和旋转就有了深刻的体验。

操作也是丰富学生“空间观念”的重要手段。荷兰数学教育家弗赖登塔尔认为:“数学学习是一种活动,这种活动与游泳、骑自行车一样,不经过亲身体验,仅仅从看书本、听讲解、观察他人的演示,是学不会的。”由此可见,培养学生的空间观念,教师必须引导学生进行操作活动。教学时,对一些较为抽象的几何概念,当学生感到难以理解时,教师可引导学生借助直观的操作手段来解决。如,让学生折一折、剪一剪、拼一拼、画一画等,让他们的视觉、触觉等多种感官共同参与,如此,学生的空间观念便易于形成和巩固。

例如,在教学长方体、正方体的棱长之和及表面积与体积的计算时,发现学生很容易将棱长之和、表面积、体积这三个概念混淆。教师可在教学棱长之和前,让学生用细铁丝做一个长方体或正方体框架,通过动手操作,他们就不难发现,棱长之和就是四组长、宽、高之和,这为他们接下来学习将棱长之和按一定比例分配等内容打好了基础。在教学表面积前,教师可要求学生用硬纸板做长方体或正方体,这既能让学生掌握如何求表面积,又能让他们明确立体图形和其对应的平面展开图之间的关系。只要我们把操作落到实处,学生自然能深刻体会棱长之和、表面积与体积之间的本质区别。如果教师在课堂上只是讲,学生只是听,那么学生不仅难以理解掌握知识,而且难以形成空间观念。

因此,教学时,只要是能让学生观察和操作的,教师一定要放手,切忌“包办代替”,因为那将是学生感知 “空间观念”的最好契机。

让学生在思考与感悟中,形成“空间观念”

学生对空间与图形的学习,不能只停留在直观感知这个初级阶段,教师还应运用比较手段,让学生在思考中感悟事物的本质特征,通过对形体间的内在联系及外在区别的比较,将“眼中之观察”内化成“脑中之思考”。

第一,通过类比,引起学生思考与感悟。通过类比,同中求异,即引导学生在新、旧知识间寻找相似和相异的地方,或在类比中联想,或在模仿中创新,从而升华思维,突出几何图形之间的逻辑关系。例如,教学“长方形和正方形的认识”时,教师通过将长方形的长不断地缩短,或将长方形的宽不断地增长,或让长变化到和宽相等,引导学生思考比较,让他们认识,这时的图形已经不是一个长方形了,而是正方形。这时,提醒学生比较变化前后的异同点,然后判断这个图形是不是还具有长方形的特征。在此基础上,让学生认识到正方形是特殊的长方形,从而明确特殊与一般的关系。

第二,在“对比”活动中,激发学生思考与感悟。通过对比,异中求同,即联系事物间的变化规律,引导学生发现知识间的内在联系,及时对知识进行整合,形成知识网络,建立起比较完整的知识体系。如在教学多边形的面积S梯=(a+b)h÷2后,引导学生思考,如果将梯形的上底不断变长,当上底和下底一样长时,即a=b时,则梯形就变成了平行四边形,那么,S梯=(a+a)h÷2=2ah÷2=ah(平行四边形的面积公式);如果将梯形的上底不断变短,当上底成为0时,即a=0时,梯形就变成了三角形,则S梯=(0+b)h÷2=bh÷2,又变成了三角形的面积公式(b为三角形的底)。这样有联系又有对比的思考,不仅让学生知道了梯形的面积公式是小学数学“万能公式”,自然感受到了“化归”的数学思想方法,而且在潜移默化中培养了学生的“空间观念”。

让学生在综合应用中,发展“空间观念”

长期以来,小学几何教学都以周长、面积、体积(容积)的计算为最终目的,学生在课堂上的大量时间全被耗在计算里面。学生只会列式计算,脑子里根本没有灵活解题的策略。例如,一些学生会计算长方形、正方形的周长,却不知道如何计算三角形、梯形的周长;一些学生会计算长方体的表面积,却不会计算教室里的粉刷面积……这是典型的只会死套公式,而空间观念不清晰的表现。在实施新课程的今天,教师需要将这种只关注计算的教学向关注观念、能力与计算并重的教学转变。

如,在对学生进行圆柱体体积计算的练习中,教师可出示如下两个长方形(如下图一、二):

图一 图二 图三

若将它们绕相同的边(如AD)旋转一周可以得到两个圆柱体,教师引导学生思考:现在所得到的这两个圆柱体的体积、侧面积、表面积相等吗?它们的大小关系是怎样的?在计算圆锥的体积时,可以利用上图三,让学生思考:三角形能以哪些边为轴旋转后得到圆锥?如果以BC边为轴旋转,旋转后的体积是多少?通过这样的练习,学生就会将以前学过的平移与旋转的知识联系起来,综合考虑问题。同时,在计算体积、侧面积和表面积前,学生必须将二维空间通过想象扩展到三维空间,这是学生对空间观念的又一次升华。

此外,我们要充分利用信息技术手段,来培养和发展学生的空间观念。在数学课堂中由于受时间、空间的限制,难以展示各种图形、物件的真实面目,使学生难以体验空间感。学生仅靠书上的图,是很难想象或体验的,教师可尝试用PPT演示,让学生去观察发现其内在的规律,这样做可以使原来用实物不好展示的部分得到充分展示,降低了观察上的难度,突出了观察的重点,有利于培养学生有序观察和归纳的能力,可使学生的空间意识得到增强,空间观念得到发展。

培养空间观念并不是一朝一夕的事,如果教师能做一个好的引领者,从生活实际出发,让学生亲身经历和感悟,那么学生的空间观念就能不断形成和发展,学生才能真正地轻松完成“我会画”之类的试题。

责任编辑 严 芳

冯回祥,华中科技大学附属小学数学教师,湖北省特级教师,中学高级教师。现任湖北省武汉市数学学会理事,华中师范大学硕士研究生首批校外导师。

2014年我校小学毕业考试数学试卷中,有道“我会画”的试题,主要考查学生的动手操作能力和空间观念。笔者查看了大量答卷,发现这道题的正确率很低。对此,有老师埋怨学生画图“不认真”,但到底是学生画图不认真,还是老师平时没有重视学生空间观念的培养呢?这需要我们好好反思,如何在课堂教学中将空间观念的培养落到实处。

要理解和明确“空间观念”的内涵及价值

空间观念是《全日制义务教育数学课程标准(2011年版)》(以下简称《标准》)中10个重要的核心概念之一。《标准》指出:“在数学学习中,要丰富学生对现实空间及图形的认识,建立初步的空间观念,发展形象思维。”重视培养空间观念既有助于学生更好地认识世界,解决日常生活中的问题,又能为他们今后进一步系统学习几何知识打下良好的基础。

让学生在观察与操作中,感知“空间观念”

数学是一门具有较强思维性质的学科,观察是进行思维活动的一个窗口,是学生认识事物最直接的一种方法,也是形成和感知空间观念的基本方法之一。因此,教师要在教学中有意识地培养和训练学生的观察能力。传统教学中,多是教师讲,学生听,教师演示,学生看,学生学习的积极性不高,观察能力也没有得到挖掘和培养。教师要根据小学生的年龄特征,充分利用教材中提供的直观图形、实物观察和实际操作,借助视觉、触觉、听觉等多种感官,激励学生参与活动,在观察中感知“空间观念”。

例如,教学“平移与旋转”一课时,教师通过播放游乐园录像资料,让学生观察游乐园里游乐设备的运动方式。接着,教师鼓励学生把每个游乐设备的运动方式用手势表现出来,让学生充分感知这些游乐设备的运动方式。当学生“经历”了这样一次游玩感受后,教师再要求学生根据运动方式把这些游乐设备进行分类。当学生不能正确分类时,教师可以边说边通过手势做平移、旋转运动,再次引导学生仔细观察,并通过肢体语言暗示学生要从这不同运动方式上去考虑分类。这样,学生在充分观察感知中,对平移和旋转就有了深刻的体验。

操作也是丰富学生“空间观念”的重要手段。荷兰数学教育家弗赖登塔尔认为:“数学学习是一种活动,这种活动与游泳、骑自行车一样,不经过亲身体验,仅仅从看书本、听讲解、观察他人的演示,是学不会的。”由此可见,培养学生的空间观念,教师必须引导学生进行操作活动。教学时,对一些较为抽象的几何概念,当学生感到难以理解时,教师可引导学生借助直观的操作手段来解决。如,让学生折一折、剪一剪、拼一拼、画一画等,让他们的视觉、触觉等多种感官共同参与,如此,学生的空间观念便易于形成和巩固。

例如,在教学长方体、正方体的棱长之和及表面积与体积的计算时,发现学生很容易将棱长之和、表面积、体积这三个概念混淆。教师可在教学棱长之和前,让学生用细铁丝做一个长方体或正方体框架,通过动手操作,他们就不难发现,棱长之和就是四组长、宽、高之和,这为他们接下来学习将棱长之和按一定比例分配等内容打好了基础。在教学表面积前,教师可要求学生用硬纸板做长方体或正方体,这既能让学生掌握如何求表面积,又能让他们明确立体图形和其对应的平面展开图之间的关系。只要我们把操作落到实处,学生自然能深刻体会棱长之和、表面积与体积之间的本质区别。如果教师在课堂上只是讲,学生只是听,那么学生不仅难以理解掌握知识,而且难以形成空间观念。

因此,教学时,只要是能让学生观察和操作的,教师一定要放手,切忌“包办代替”,因为那将是学生感知 “空间观念”的最好契机。

让学生在思考与感悟中,形成“空间观念”

学生对空间与图形的学习,不能只停留在直观感知这个初级阶段,教师还应运用比较手段,让学生在思考中感悟事物的本质特征,通过对形体间的内在联系及外在区别的比较,将“眼中之观察”内化成“脑中之思考”。

第一,通过类比,引起学生思考与感悟。通过类比,同中求异,即引导学生在新、旧知识间寻找相似和相异的地方,或在类比中联想,或在模仿中创新,从而升华思维,突出几何图形之间的逻辑关系。例如,教学“长方形和正方形的认识”时,教师通过将长方形的长不断地缩短,或将长方形的宽不断地增长,或让长变化到和宽相等,引导学生思考比较,让他们认识,这时的图形已经不是一个长方形了,而是正方形。这时,提醒学生比较变化前后的异同点,然后判断这个图形是不是还具有长方形的特征。在此基础上,让学生认识到正方形是特殊的长方形,从而明确特殊与一般的关系。

第二,在“对比”活动中,激发学生思考与感悟。通过对比,异中求同,即联系事物间的变化规律,引导学生发现知识间的内在联系,及时对知识进行整合,形成知识网络,建立起比较完整的知识体系。如在教学多边形的面积S梯=(a+b)h÷2后,引导学生思考,如果将梯形的上底不断变长,当上底和下底一样长时,即a=b时,则梯形就变成了平行四边形,那么,S梯=(a+a)h÷2=2ah÷2=ah(平行四边形的面积公式);如果将梯形的上底不断变短,当上底成为0时,即a=0时,梯形就变成了三角形,则S梯=(0+b)h÷2=bh÷2,又变成了三角形的面积公式(b为三角形的底)。这样有联系又有对比的思考,不仅让学生知道了梯形的面积公式是小学数学“万能公式”,自然感受到了“化归”的数学思想方法,而且在潜移默化中培养了学生的“空间观念”。

让学生在综合应用中,发展“空间观念”

长期以来,小学几何教学都以周长、面积、体积(容积)的计算为最终目的,学生在课堂上的大量时间全被耗在计算里面。学生只会列式计算,脑子里根本没有灵活解题的策略。例如,一些学生会计算长方形、正方形的周长,却不知道如何计算三角形、梯形的周长;一些学生会计算长方体的表面积,却不会计算教室里的粉刷面积……这是典型的只会死套公式,而空间观念不清晰的表现。在实施新课程的今天,教师需要将这种只关注计算的教学向关注观念、能力与计算并重的教学转变。

如,在对学生进行圆柱体体积计算的练习中,教师可出示如下两个长方形(如下图一、二):

图一 图二 图三

若将它们绕相同的边(如AD)旋转一周可以得到两个圆柱体,教师引导学生思考:现在所得到的这两个圆柱体的体积、侧面积、表面积相等吗?它们的大小关系是怎样的?在计算圆锥的体积时,可以利用上图三,让学生思考:三角形能以哪些边为轴旋转后得到圆锥?如果以BC边为轴旋转,旋转后的体积是多少?通过这样的练习,学生就会将以前学过的平移与旋转的知识联系起来,综合考虑问题。同时,在计算体积、侧面积和表面积前,学生必须将二维空间通过想象扩展到三维空间,这是学生对空间观念的又一次升华。

此外,我们要充分利用信息技术手段,来培养和发展学生的空间观念。在数学课堂中由于受时间、空间的限制,难以展示各种图形、物件的真实面目,使学生难以体验空间感。学生仅靠书上的图,是很难想象或体验的,教师可尝试用PPT演示,让学生去观察发现其内在的规律,这样做可以使原来用实物不好展示的部分得到充分展示,降低了观察上的难度,突出了观察的重点,有利于培养学生有序观察和归纳的能力,可使学生的空间意识得到增强,空间观念得到发展。

培养空间观念并不是一朝一夕的事,如果教师能做一个好的引领者,从生活实际出发,让学生亲身经历和感悟,那么学生的空间观念就能不断形成和发展,学生才能真正地轻松完成“我会画”之类的试题。

责任编辑 严 芳

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