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发挥想象,培养学生的空间观念

2019-01-11江苏省常州市溧阳市实验小学

小学时代 2019年36期
关键词:正方体长方体三角形

江苏省常州市溧阳市实验小学 张 慧

虽然几何知识在小学高年级才会对学生进行深入教学与讲解,但是空间想象能力是从小就要开始着重培养的。空间观念的培养并非是一个立竿见影的过程,相反,它需要在学生成长过程中不断地进行循序渐进的学习,从而促进学生的长远发展。

一、在抽象图形的定义中激发学生的想象

对于空间的分析是一个抽象与具象的结合,而具象往往需要学生进行独立的想象,因而为学生打下空间观念的基础就是小学空间知识结构的重中之重。例如,教材中对于三角形的知识点编排就是一个很好的例子。三角形存在于二维空间中,其中对于三角形边长的测量以及高的测量是学生进行实际操作的最好机会。在进行实际操作时,教师应该尽量调动学生的学习气氛,帮助学生建立起对于事物的空间位置关系。

在进行三角形的定义教学时,当教师提出三角形的定义为“三条线段首尾相接组合成的封闭图形”后,肯定就会有学生对这样的概念进行自己的空间想象与加工。那么问题就来了,为什么是三条边而不是三个点围成的图像是三角形呢?当现实生活中存在三条长短不一的线段时,为什么有时候不能组成完全封闭的三角形呢?这些问题都是学生针对空间的想象产生的实际问题,在这些问题中可以体现出学生对于平面空间的思考角度与思维方式的一些问题,教师应该引导学生进行正确的空间思维,从而对空间产生更加形象而准确的认知。例如,教师可以在课堂上让学生“创作”出自己的三角形,再在这一过程中进行对学生空间想象能力的培养与思维方式的引导。如果学生出现了没有带直尺而徒手画图的同学,教师就可介绍在空间作图使用直尺的重要性,如果不用直尺画出来,那么形状由于不满足“三角形是由直线组合而成的形状”这一定义而不能称之为真正的三角形。又比如说在画图过程中,有些学生可能是先将两条首尾相接的线段画出,而后再连接两条线段的另外两个端点,还有一些学生可能会先将三个三角形的顶点确定好,而后再进行点之间的连线,但是在这个连线的过程中又会存在着一些问题,比如没有按照相邻点连线的规则,那么作出来的空间图形也不能成为三角形。

在学生自主探索的过程中会遇到一些问题,但是也会进行更加深入的思考,因此教师应该尽量让学生进行自主的空间想象联系,从而对一些空间图形的定义有更加深入的体会。例如,这一知识点中的“首尾相连”“直线”“封闭图形”这类突出的特征与需要关注的知识点就可以让学生自己去通过犯错与反思进行更加牢固的掌握。在这一过程之后,教师还可以进行知识的补充,比如说教师可以将一道脑筋急转弯让学生进行思考与判断——任意四个点最多能组成多少个三角形,在什么情况下?”这一题可谓是巧妙地将这一知识的重点融合起来了。有些学生可能回答4个,但是却答不上来组合4个三角形的前提条件。那么教师就可以绘出一种三个点在同一条线而第四个点在其他位置的情况和四个点都在同一条直线上的情况,从而让学生推断出组成四个三角形的前提条件是任意三个点不在同一直线上。这样做可以将学生容易遗忘但是又很重要的知识点补充到位,并且这种教学方式对于学生的学习兴趣的激发也有很好的效果。

二、在二维与三维图形的空间想象中转化

教师在进行教学设计时应该重点关注对学生的空间想象过渡能力与知识的衔接。例如,正方形与正方体的性质、长方形与长方体的性质。教师在进行教学时就可以利用学生在学习正方形与长方形的性质时掌握的知识基础进行长方体与正方体的二维转化——三维图形的平面展开图,从而比较分析正方形、长方形与正方体、长方体的具体联系,更好地做到知识点之间的过渡与衔接,对学生的知识吸收也能起到很好的作用。

师:大家通过观察正方体的平面展开图,再对比长方体的平面展开图,有没有发现其中存在着哪些相同点与不同点呢?而两个立体图形又各自有哪些特点呢?

生:正方体都是由一样形状的正方形组成的,而长方体的展开图形则都是长方形组成的。

师:首先我们看到正方体的展开图,确实都是由正方形组成,但是长方体的展开图一定都是长方形吗?

生:还有一种可能,那就是存在着一对或者两对正方形,但是其中一定有一对长方形。

师:没错,长方体只需要有一对长方形就可以满足条件。

这样做可以帮助学生更加深入地进行自主讨论与分析,从而促进学生对于三维空间图形的想象能力的形成与发展。

三、经常鼓励学生运用比较与观察的思考方法

空间能力的培养绝非是对空间图形的定义背得滚瓜烂熟,也不是在进行解题时套用一些定义。空间想象的能力锻炼离不开学生对实际空间图形的观察,并且进行自主的深入思考。无论是习题的解答还是对实际生活问题的分析,这种空间想象能力都可以起到很好的作用。例如,在讲解《圆与球》这一章知识点时,教学目的是对圆与球的定义、圆与球的半径、圆与球的直径进行对比。那么教师就可以带上一个地球仪,并且按照地球仪上的经纬度进行球的教学,而圆则是一个纬线圈或者经线圈组成的。那么学生通过这样形象的观察与思考,就可以很容易得出两者的区别:球的所有截面均为圆,而圆通过绕着直径360°旋转可以得到同样直径的球体。另外在计算球体面积时,教师也可以与较为简单的圆的相关面积计算公式进行联系与对比,从而方便学生进行知识的迁移,对更有难度的知识点也可以有更加充分的掌握。

在课后,教师还可以给学生布置“亲手做一个球”这样实践操作性强的作业。在这一过程中,学生不仅仅巩固了球体的知识,通过这样有趣的课后作业设计也让学生对数学更加充满兴趣,启发其自主探索精神,当然,这对学生空间想象力的培养也具有十分重要的作用。在操作过程中,学生可能不能让自己的球每个截面都是规整的圆形,从而自己想办法得到一个最为标准的球体。另外,学生还可以测试自己独一无二的球的半径、直径、体积与表面积,通过自己的方式为这颗自己制作的球体做一次全面的“体检”,而这也是增强学生空间想象意识的重要手段之一。

最后,在互联网时代,教师可以更多地利用多媒体形象表达的作用,通过多媒体更加形象地表现图形,学生对一些难度较大的空间图形更容易接受。比如在学习“空间物体的运动”这一知识点时,就可以很好地利用多媒体技术进行动画展示,促进学生加深对这一知识点的记忆。

总之,我们需要注重培养学生的空间想象力,促进学生综合素质的全面发展,并且在教学方式上做出更恰当的调整,提升学习效率。

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