Question

浅谈如何在数学教学中发展学生的空间观念

Answer 1

浅谈如何培养小学生的空间观念 摘要：《小学数学新课程标准》把培养学生的空间观念作为核心任务之一，因此在新课程改革理念下探索培养学生空间观念的策略是十分有必要的。本文将结合实例从空间观念的培养前提、如何培养、怎样发展、如何积累、进而培养空间想象力等方面来进行论述，采用结合学生的生活经验，借助实物，多媒体运用等手段可以有效的培养学生空间观念。 关键词：空间观念 感知 想象 前言： 数学是研究现实世界的数量关系和空间形式的一门科学。空间与我们的生活密不可分，培养学生的空间观念是小学数学的重要教学内容，小学数学内容包括“数”和“形”两个部分，其中“形”就是指几何初步知识，它是小学数学的主要内容之一。《小学数学新课程标准》把培养学生的初步空间观念1作为教学的核心任务之一，然而这部分知识成为学生学习过程中最薄弱的环节，也成为老师教学中最头痛的问题。 小学生的空间意识往往是在他们学习几何初步知识的过程中形成的，因此只有把培养学生的空间观念落到实处，才能真正发展学生的空间观念。下面依据小学生的思维发展特点，结合“空间与图形” 中的部分教学内容谈谈自己的一些粗浅想法。 空间观念：是在空间知觉的基础上形成的关于物体的形状、大小和位置关系的表象，它是在对同一类事 物的多次感知以后进行综合的基础上形成的。 一、 利用生活经验，培养学生的空间观念。 （一）突破单纯认识建立初步空间意识 小学生从幼儿开始就处于对外界事物充满好奇的欲望中，从小就通过接触各种图形来认识事物，从而逐步对立体图形和平面图形有了初步的感知，并在他们的头脑中形成这些图形粗浅的表象2，这些表象的形成就是空间观念的萌芽。 生活中的任何一件事物都是进行小学教育的宝贵资源，从最初的看图识物到接触实物都是进行几何知识学习的基础。如水杯、电视、门窗、书本、纸盒、房屋、街道等让他们认识了线、面、体、角等相关的初步知识；“太阳从东方升起”认识方向；汽车的行驶，升降旗等现象认识平移；从风车、摩天轮、螺旋桨的转动等观察到旋转现象等等。教师应该针对这时期学生的思维特点进行教学，将教学与生活紧密的联系起来，利用丰富的现实原型形成他们最初的空间知识。从简单有趣的开始，抓住特点，让小学生形成一个由浅到深的认识过程。 空间意识的初步形成，有助于他们对事物的理解，通过引导，突破单纯的认识，能够具有粗浅的抽象理解能力，还培养了他们对生活的感知能力，做到数学来源于生活。 （二）将实物抽象成平面图形，培养学生的空间想象力。 “教学研究表明：小学低年级学生的思维是处在直观形象思维阶段，思维特点主要是凭借事物的具体形象和表象进行思维活动的。” 通过知识经验的积累，小学生的思维慢慢地由直观形象向抽象逻辑表象：当事物不在面前时，在个体头脑中出现的关于该事物的形象。 思维发展，而空间感的培养，也正是进行抽象思维的培养阶段，因而在教学中要以学生“思维”为主体，给学生广阔的思维发展空间。 近年来的教学已不是填鸭式的灌输教学法，转而注重学生的自主性，能力的培养和思维的发展，教师不再是单一的“教”，学生也不再是单纯的“学”。与小学生接触以后我们会发现他们的想象是非常丰富的，想象是形象思维的一种表现，而这些丰富的空间想象，可以使学生的空间观念得到进一步发展。许许多多的发明创造都是设计者先有了想象，再从自己的想象出发画出设计图，然后做出实物模型，并进行无数次的修改设计，直至最终完善成型，才有了我们所用的实物。而在这些过程中，都是将实物进行抽象，在头脑中形成平面图形，空间观念在此起到至关重要的作用，没有较好的空间观念是无法做到的。 在学生的发展过程中，空间观念同样起到重要的作用。如可在课堂上进行角色扮演，教师设定一个故事背景，提供角色，让学生进入其中，自由发挥，充分想象，使学生用心参与和学习。“通过角色扮演活动，学生有机会演练不同人士的感想、态度、价值观与解决问题的策略”。也可在课后布置开放性作业，如在特定条件下设计花圃等，通过测量、构想、作设计图、对多种设计方案进行比较等活动让学生的思维逐渐向抽象思维发展，扩大了学生的思维空间。 二、 加深学生几何概念的理解，深化空间观念。 （一）运用CAI培养和发展学生的空间观念 现在计算机多媒体教学手段已被带入课堂，通过CAI可以呈现学生熟悉的物体，让学生从感知中了解物体特征，进而理解几何概念。使教学内容形象生动、动态直观，提高的教学效率，学生空间观念也得到很好的培养。 几何概念是人们在长期生活、生产实践中，通过对大量的现实世界的空间形式进行高度的抽象概括后得到的，所以空间观念的培养是能够较好的理解几何概念的条件。空间观念的形成离不开几何概念，而几何概念的建立又是以形体的表象为基础的，可见几何概念的理解和空间观念的树立是紧密联系的。例如在教学《长方形的周长》时，教师可采用多媒体CAI制作课件，使学习内容得到形象生动的呈现，同时还激发了学生的学习兴趣。在学生对长方形的基本认识上，进一步引导学生学习，收集生活中大量的生活素材，利用课件呈现在学生面前，如图1所示。让学生认识这些物体后观察它们的特征，使之认识到它们都是由一些边围成的图形，然后思考它们都由几条边组成， 图1 最后引出围成一个图形所有的边的总和就是这个图形的周长（即周长的概念）。在学生了解概念以后，以长方形物体为例, 进行动态演示，如图2所示。将围成物体的四条边逐一展开，拉成一条直线，然后再进行恢复，通过这个演示过程，可以使学生在头脑中形成具体而形象的表象，加深对周长概念的理解。 几何概念的高度抽象性使得学生很难理解，成为小学教学的难点，运用多媒体很好的克服了这一难点，较好的培养了学生的空间观念。 （二）通过多种感知活动，巩固学生的空间观念。 小学生对于图形的认识多从动手操作中得来，心理学研究证明：视觉、触觉、听觉等多种感官共同参与几何材料的操作，有利于空间观念的巩固。在动手的过程中进行体会、理解，可以使原有的意识得到进一步的发展。在教学《长方体的体积》时，在教材中并没有给出长方体的定义，而是通过对图形的观察，指出物体的形状，所以教师可以将生活中最为常见的纸盒作为教具进行教学，让学生先观察纸盒的构成情况，然后让学生动手将纸盒拆开，展开成平面图，将相对的面涂上同一个颜色进行比较，如图3所示。使具体事物的形象在头脑中得到全面的反映，加深对“6个面都是长（正）方形，相对面的大 图2 图5 一题多解，能使学生的思维充分的发散，这对加强思维训练、提高思维能力是有益的”。所以在学生灵活运用所学知识的同时，进行发散思维的着重训练，可以提高空间观念的积累水平。 四、在培养学生空间观念时可能遇到的问题 教师在有关培养学生空间的教学过程中，忽视了学生思维发展的局限性，造成了学生在空间上一定程度的错误的认识。我在教学期间就发现了学生在这方面上的一些不足。例如：在学习垂直与相交时，让学生观察两条互相垂直的直线示意图，能够很容易看出垂直现象，若将之旋转方向以后，学生再观察就认为它们只是相交并不是互相垂直的；在学习角的比较时，两个大小相等的角，若将其中一个角的两条线延长以后，让学生再进行比较，就会有学生认为被改变后的那个角（∠2）要大一些；认识学习长（方）方体时，如果用实物进行讲解是什么体，学生都比较容易接受，但是用平面的立体图形进行讲解，学生在接受程度上就会出现一定的障碍，他们会认为，能看到的三个面中，有两个是平行四边形，并不是所有的角都是直角等。如图6所示，这些现象就是学生在视觉等感官上产生的错误的空间认识。 图6 说明他们的空间感只是建立在某一程度上，如果接触到的内容超出了这个程度，就会产生错误的认识。学生的思维还没有完全从表象中抽象出来，事物与图形在头脑中没有得到较好的联系。因此教师在进行诸如这方面的教学时，应跳出老套的教学方法，采用多种教学方法，教学手段，站在学生的立场从多种角度去进行知识讲解，引导学生运用多种感官积极主动地参与到教学中来，消除学生在空间观念上产生的错觉。依据学生的认识规律，排除他们在学习上的心理干扰。强化学生由感知到表象，再由表象上升为抽象概念的学习能力，培养出良好的空间观念。 综上所述，空间观念的培养是一个循序渐进的过程，必须以掌握几何形体的基础知识为根本，结合各种感知活动，在简单的实践活动中运用初步几何知识，逐步的形成加深发展和巩固。 在小学生的初步发展阶段，认真培养好学生的空间观念是非常有必要的，良好的空间观念不仅有助于学生更好的认识周围的世界，提升学生的推理思维能力，还可以逐步形成空间想象能力，达到加强对所学知识记忆的效果，还为以后的学习发展打下良好的基础，使他们充分而全面的发展。

Answer 2

“空间观念主要是指根据物体特征抽象出几何图形；根据几何图形想象出所描述的实际物体；想象出物体的方位和相互之间的位置关系；描述图形的运动和变化；依据语言的描述画出图形等。”新课标明确描述了“空间观念”的实质和内容。小学低年级对几何图形的认识都基本属于具象到抽象的初级阶段，在小学阶段的几何初步知识教学中，教师应该注重将抽象几何变成直观几何，这就要求我们在平时的数学教学中，要不断加强学生对空间观念的形成和发展，积极引导学生用数学思考的方法去观察和描述客观世界事物，让学生逐步建立空间观念的感知，培养空间意识，逐渐认识空间观念的特点，培养和发展学生的空间观念，对于培养学生的创新精神和实践能力，更好地认识和了解世界是十分重要的。
一、数学来源于生活，从生活中剥离出空间感知原形，激发学习兴趣，培养学生初步的空间概念。
生活中处处有数学。因为“玩”，低年级学生在日常生活中从小就接触到各种各样的物体，如他们最喜欢的积木和各种球，以及生活中接触到的各种形状的物具，脑海中已经初步建立了长方体、正方体、圆柱体的形象；这些直观感知是低年级学习的基础。因此，学生对于图形的认识是从立体图形开始的。这样在教学中，教师充分利用学生的生活经验，设计生动有趣、直观形象的教学活动，以激发学生的学习兴趣。又如教“东南西北”时，可以让学生在早晨观察太阳从东边升起的情境，观察学生熟悉的校园的坐落朝向，自己家居住房屋的朝向等。以学生熟悉的环境，为学生认识方向与位置提供了认知的背景。
二、通过观察实物，动手操作，从具象的感知到语言的再现初步建立学生的初级抽象的空间观念。
低年级学生思维水平较低，动手操作是低年级学生直接获取经验知识的最好的途径，它可以启发学生积极参与思考，激发学生对数学产生兴趣与探索欲望。学生的动手操作过程其实是学生手、眼、脑等多种器官协同合作的过程。它可以调动学生的多种感官参与学习过程。因此，在认识立体图形的时候，必须让学生自备实物长方体、正方体、圆柱体和球，通过看、摸、说、画、比等方法了解各种立体图形的形状及性质。在认识平面图形时，必须让学生自备实物长方体、正方体、圆柱体、锥体、沙、印泥或橡皮泥等实物，让学生先把实物的某个面画在纸上、印在沙上或纸上，然后指导他们认识这就是平面图形，再认识各自的形状及性质，在此基础上，可引导学生用手折一折、剪一剪等方法得到平面图形。有了亲身感受，对以后的观察物体和动手操作奠定基础。“说一说”很重要，把具体的物体通过语言的精确描述，对物体的空间进行脑海中的再现，实现初步抽象的过程。也是对小学阶段简单图形和物体进行归纳定义的过程，成功实现几何与生活原形的剥离，为逐步进行高级的抽象空间思维奠定基础。
三、把学生置身联想和创造中，进一步提升学生的空间观念
观察联想是小学生获得空间观念的主要途径。在教学中我们要引导学生全面、有序、细致的进行观察，同时注意多给学生创设联想的情景。例如：在学习了基本图形后，让学生利用这些图形拼摆出喜欢的物品或图形；画一幅美丽的图画；动手折一折，剪一剪。由一种图形变成另一种图形，可以把长方形变成正方形、梯形、平行四边形……把长方形剪去一个角可以变成怎样的图形？充分发挥学生的想像力，培养创造力。很多教师可能觉得这是美术课的事情，你不觉得数学课来做更加专业么？学习了长、正方形的面积计算后，让学生为学校设计一个花坛，并计算出各种花草的面积；学习了圆的周长后，让学生设计一个水桶盖等，工程师就是从这里起步的。
四、利用已有的知识解决生活中的实际有关空间的问题，进一步锤炼和发展学生的空间观念。
学生空间观念的形成、发展只有紧密的联系生活实际，强化在实际生活中的应用，才能进一步的得到巩固和提高。因此在教学“空间与图形”的内容时，要结合教学内容将学生的视野拓展到生活中去，引导学生运用所学的知识去解决生活中的实际问题，从而促进学生空间观念的发展。
例如：学习完《长方形与正方形的周长》，给手绢围花边，给花坛围篱笆等等。
五、运用多媒体辅助教学，深化学生的空间观念
在小学数学中，概念、法则等即是重点又是难点，这些知识具有一定抽象性。如果教学中用静止的观点组织教学，容易使学生对概念的理解产生片面性，给以后的继续学习造成一定的障碍，运动变化的东西，新鲜有趣的事物容易引起小学生的注意。根据这一特点，教学中可以充分利用多媒体“动”的特长，有效地吸引学生注意力，提高学习效果。例如：学习“角的认识”显示屏上先出一个会闪烁的亮点，然后用不一样的颜色让边延长，延长的过程用非常慢的速度放给学生看，让学生明确看到边无论是延长还是缩短，角张开的大小都没有发生变化这一现象。通过动态演示，学生很轻松地理解了这一知识难点。由于多媒体教学具有色彩丰富，能化静为动，化虚为实，化繁为简，化抽象为直观，不受时间、客观和微观的限制等特点，多媒体教学手段包罗了传统教学手段的所有优点,同时又具有传统教学手段所无法比拟的优越性，能大大增强教学效果，深化学生的空间观念。
总之，低年级段学生空间感知和观念的培养和形成，是新课标中很重要的目标，教师要从数学的角度以专业的技术，合理开发学生的空间感知和培养空间观念，切忌生硬与死记有关空间的知识，还学生一个符合客观认识规律的成长课堂空间。