運用情境創(chuàng)設(shè)培養(yǎng)小學生空間觀念的策略研究

【摘要】在教授小學數(shù)學“圖形與幾何”內(nèi)容時，教師要創(chuàng)設(shè)生活情境、操作情境、游戲情境、遷移情境、應(yīng)用情境，充分調(diào)動學生的多種感官，讓學生在活動中積累空間經(jīng)驗，發(fā)展空間思維，建立空間觀念。文章以“三角形”一課的教學為例，闡述運用情境創(chuàng)設(shè)培養(yǎng)小學生空間觀念的策略?！娟P(guān)鍵詞】空間觀念；情境創(chuàng)設(shè)；小學數(shù)學空間觀念是數(shù)學學科的核心素養(yǎng)之一，它是“圖形與幾何”教學中重要的知識點，也是學生學習的難點。在小學數(shù)學教學中，“圖形與幾何”的教學存在以下幾點問題。一是缺乏教具。在教授“圖形與幾何”的內(nèi)容時，部分教師沒有準備相應(yīng)的教具、學具，往往通過板書開展教學，導致學生難以從平面圖形想象出立體圖形，不利于培養(yǎng)學生的空間觀念。二是缺乏操作。在教授“圖形與幾何”的內(nèi)容時，部分教師擔心在課堂上設(shè)計動手操作環(huán)節(jié)會分散學生的注意力，影響課堂紀律，所以往往在課堂上為學生演示學具操作，讓學生觀察，導致學生缺乏實踐操作的機會，不利于培養(yǎng)學生的空間觀念。三是缺乏應(yīng)用。在教授“圖形與幾何”的內(nèi)容時，部分教師僅傳授了新知，沒有設(shè)計應(yīng)用環(huán)節(jié)，沒有將知識與生活中的問題結(jié)合起來，導致學生無法應(yīng)用新知來解決現(xiàn)實生活中的問題，無法體會到數(shù)學知識在現(xiàn)實生活中的運用?！皥D形與幾何”知識是培養(yǎng)學生空間觀念和幾何直觀能力的重要知識。部分學生“眼中有物，腦中無形”，說明他們的空間觀念沒有建立。教師應(yīng)通過創(chuàng)設(shè)多種情境，調(diào)動學生的多種感官，讓學生建立圖形表象，促進學生空間觀念的發(fā)展。下面，筆者以人教版數(shù)學四年級下冊“三角形”一課的教學為例，淺談如何通過創(chuàng)設(shè)情境培養(yǎng)小學生的空間觀念。一、創(chuàng)設(shè)生活情境，培養(yǎng)空間觀念陶行知強調(diào)“生活即教育”，即教育源于生活，同時，教育要依靠生活，改造生活。要想培養(yǎng)學生的空間觀念，教師要讓學生根據(jù)生活經(jīng)驗，對生活中的數(shù)學知識進行匯總。例如，在學習這一課前，學生已經(jīng)掌握了一定的幾何圖形知識，并且學生在生活中經(jīng)常接觸到三角形的物體，對三角形已經(jīng)有了直觀的認識，能從許多平面圖形中分辨出三角形?，F(xiàn)實生活中有很多三角形的物體，這為發(fā)展學生的空間觀念奠定了基礎(chǔ)。在新課導入環(huán)節(jié)，筆者從學生的身心發(fā)展特點、知識儲備和經(jīng)驗積累出發(fā)，緊密聯(lián)系學生的生活實際，利用埃及金字塔、杭州灣跨海大橋的圖片抽象出學生熟悉的三角形。具體教學過程如下。師：同學們，老師為大家?guī)砹藘蓮堉慕ㄖD片。（課件出示埃及金字塔和杭州灣跨海大橋的照片）請看，從這兩座建筑物上，你能找到我們學過的平面圖形嗎？生：三角形。師：我們在一年級初步認識了三角形，這節(jié)課，我們將進一步認識三角形。（板書課題“認識三角形”，讓學生齊讀課題）這樣的導入不僅能快速引出課題，而且能激活學生的已有經(jīng)驗和知識，讓學生建立圖形表象，培養(yǎng)學生的空間觀念，為學生深入學習三角形的特點打下堅實的基礎(chǔ)。二、創(chuàng)設(shè)操作情境，建立空間觀念皮亞杰說：“空間觀念的形成不像拍照，要想建立空間觀念，必須有動手做的過程。這個做的過程，不僅是一個實踐的過程，更是嘗試、想象、推理、驗證、思考的過程，只有在這樣的過程中，兒童才能把握概念的本質(zhì)，建立空間觀念［1］?！彼哪昙墝W生的思維正處于從具體形象思維向抽象邏輯思維過渡的關(guān)鍵時期［2］。在這個時期，有意識、有目的地利用各種形式對學生進行思維訓練，對幫助學生打破思維定式、鍛煉學生的創(chuàng)造性思維有至關(guān)重要的作用。學生對圖形的認識建立在直觀感受和動手操作上。因此，在數(shù)學教學中，教師要創(chuàng)設(shè)動手操作情境，讓學生動手操作，積累感性認識，了解三角形的圖形表象，建立空間觀念。例如，在教學中，筆者設(shè)計了“畫圖形”和“找特點”兩個環(huán)節(jié)。在第一個環(huán)節(jié)中，筆者讓學生從腦海中抽象出埃及金字塔、杭州灣跨海大橋?qū)嵨飯D片中的三角形，并根據(jù)自己的認知畫三角形。在展示各自畫的三角形時，筆者讓學生觀察、思考這些三角形之間的區(qū)別和聯(lián)系。這一環(huán)節(jié)能夠為學生接下來探究知識本質(zhì)、完善認知做鋪墊。在第二個環(huán)節(jié)中，筆者讓學生自主探究三角形的特點，并進行總結(jié)，培養(yǎng)學生的數(shù)學素養(yǎng)。學生說：“三角形有三條線段?！惫P者畫出三條不相連的線段，追問學生：“這里有三條線段，這是三角形嗎？”學生說：“三角形有三個角?！惫P者畫出三個分開的角，追問學生：“這里有三個角，這是三角形嗎？”學生說：“三角形有三個頂點?！惫P者畫出三個點，追問學生：“這里有三個頂點，這是三角形嗎？”筆者的三次追問能夠讓學生理解三角形的概念本質(zhì)，形成三角形的直觀表象，建立空間觀念。三、創(chuàng)設(shè)游戲情境，感受空間變化喜歡游戲是學生的天性。在課堂上，學生注意力集中時間不長。教師創(chuàng)設(shè)游戲情境，不僅可以培養(yǎng)學生的空間觀念，還可以提高學生學習的積極性［3］。教師應(yīng)抓住學生的這一特點，在教學中創(chuàng)設(shè)游戲情境，不斷豐富學生的學習體驗。備課時，教師要認真分析本課教學的重難點，觀看優(yōu)質(zhì)課視頻，根據(jù)自己的教學經(jīng)驗及學生的學習特點，設(shè)計與教學內(nèi)容相關(guān)、適合學生的游戲。課前，教師要認真準備游戲所需的材料，明確游戲環(huán)節(jié)順序，預(yù)測游戲的教學效果。在教學中，教師要詳細講解游戲規(guī)則，讓學生明確游戲要求，在游戲中積極動腦，發(fā)揮想象力，感受空間變化，加深對空間的認識，從而培養(yǎng)學生的空間觀念。例如，在教授完三角形的特點后，為了讓學生認識三角形的高，筆者設(shè)計了“幫三角形找家”游戲，出示不同形狀的三角形，讓學生判斷哪個三角形可以進相應(yīng)的“家”。具體教學過程如下。筆者出示1號三角形。師：1號三角形能進入這個“家”嗎？生1：不能，1號三角形太高了。生2：能，把它倒放后它就變矮了，就能進去了。師：你的腦子轉(zhuǎn)得真快，會從不同方向思考問題。是的，把三角形倒放后，它是可以進入這個“家”的。筆者出示2號三角形。師：2號三角形能進入這個“家”嗎？生1：能。生2：不能。師：靠感覺判斷不行，那我們應(yīng)該怎么辦？生：把三角形移到門口比一比就知道了。師：還有其他辦法嗎？生：量一量三角形。師：量哪里？生：量一量“家”門口的高度和三角形的高度。師：三角形的高在哪里呢？（課件出示4條線段，讓學生小組討論哪一條線段是三角形的高）師：哪位同學上來指出這個三角形的高是從哪里到哪里？（請學生上臺指出三角形的高）師：原來你們都已經(jīng)知道從三角形的一個頂點到它的對邊的距離是高，這是我們還沒有學到的知識，你們都能夠自己探究出來，真厲害！師：我們測量出三角形的高度，再與房子門口的高度進行比較，就可以判斷這個三角形能不能進這個“家”了。剛才你們所測量的這條線段在數(shù)學中叫作三角形的高。這一游戲需要學生具備一定的空間想象力，在頭腦中形成清晰的三角形表象，同時想象三角形倒下來的樣子。教師創(chuàng)設(shè)游戲情境，不僅能夠調(diào)動學生參與的積極性，而且能夠激活學生的思維，讓學生充分感受空間變化，培養(yǎng)學生的空間觀念。四、創(chuàng)設(shè)遷移情境，發(fā)展空間觀念知識遷移是指將學會的知識或技能遷移到學習新的知識或技能上，能夠幫助學生更快速、更準確地掌握新知識或新技能。在數(shù)學教學中，教師要創(chuàng)設(shè)遷移情境，讓學生回顧以前學過的知識，通過猜想、驗證，獲取新的知識，幫助學生更好地理解新的數(shù)學概念。例如，認識并能正確畫出三角形的高是這一課的教學重難點。在教學時，筆者將舊知識（畫平行四邊形的高的方法）遷移到新知識（畫三角形的高的方法）上，讓學生在復習舊知識的同時更容易接受新知識，讓學生的思維從一個層面轉(zhuǎn)化到另一個層面上，從而發(fā)展學生的空間觀念。具體的教學過程如下。師：我們已經(jīng)學會畫平行四邊形的高的方法，現(xiàn)在再來回憶一下。利用三角板的兩條直角邊，一條直角邊與下底重合，另一條直角邊平移到上底其中一點，從這一點向下底作垂線。師：你能不能借助畫平行四邊形的高的方法來嘗試畫三角形的高呢？請拿出學習單和三角板，在自己畫的三角形上畫一條高。師：誰來說一說怎樣畫三角形的高？（學生拿學習單上臺演示）師：你的學習能力真強！從三角形的一個頂點到它的對邊作一條垂線，頂點和垂足之間的線段叫作三角形的高，這條對邊叫作三角形的底［4］。師：大家對三角形的底和高的認識應(yīng)該更深刻了，如果讓你給三角形畫高，你會畫嗎？（學生：會）師：看來你們已經(jīng)掌握了畫三角形的高的方法。老師想再考考大家，在三角形ABC中，如果想畫以AC邊為底的高，應(yīng)該從哪個頂點畫呢？（生：B點）如果想從頂點C畫一條高，會是哪條邊上的高呢？（生：AB邊）師：看來三角形的底和高是一一對應(yīng)的，不同的底對應(yīng)不同的高。師：我們知道平行四邊形有無數(shù)條高，你們能推測一下三角形有幾條高嗎？生1：無數(shù)條。師：還有不同的想法嗎？生2：3條。師：說一說你的理由。生2：因為一個頂點只能引出一條高，三角形有3個頂點，所以只能引出3條高。學生將畫平行四邊形的高的方法遷移到畫三角形的高上，不僅能夠復習平行四邊形的相關(guān)知識，獲取三角形的高的畫法、三角形的高的數(shù)量等新知識，而且能了解平行四邊形和三角形之間的區(qū)別與聯(lián)系，拓展思維深度，發(fā)展空間觀念。五、創(chuàng)設(shè)應(yīng)用情境，提升空間觀念學習數(shù)學的最終目的在于應(yīng)用。數(shù)學源于生活，服務(wù)于生活。在數(shù)學教學中，教師要積極創(chuàng)設(shè)應(yīng)用情境，引導學生聯(lián)系生活實際，應(yīng)用所學的數(shù)學知識來解決生活中的問題，從而讓學生體會到生活中處處有數(shù)學，認識到學習數(shù)學知識的重要性，調(diào)動學生學習的積極性與主動性。例如，在學生學習三角形的穩(wěn)定性知識后，筆者讓學生應(yīng)用三角形的穩(wěn)定性知識解決凳子腳不穩(wěn)固的問題，引導學生運用所學知識解決生活中的問題，為學生提供驗證所學知識的機會。具體教學過程如下。師：為什么這些物體都設(shè)置成三角形？生：三角形很穩(wěn)。師：是的，三角形有一個很重要的特性—穩(wěn)定性。請大家拿出手上的三角形輕輕拉一拉，看看三角形是否會變形，再拿出平行四邊形，輕輕拉一拉，看看平行四邊形是否會變形。生：三角形不易變形，平行四邊形容易變形。師：三角形的這種特性在生活中作用非常大，凳子的腳不穩(wěn)固，搖搖晃晃，可以怎么讓它變得穩(wěn)固？生：釘一根木條。師：怎么釘？為什么這樣釘？