所謂空間觀(guān)念是指對物體和幾何圖形的形狀、大小、位置關(guān)系及其變化的直覺(jué),它是人們認識和描述生活空間并進(jìn)行交流的重要工具!稊祵W(xué)課程標準》指出:“空間觀(guān)念主要表現在‘能由實(shí)物的形狀想象出幾何圖形,由幾何圖形想象出實(shí)物的形狀,進(jìn)行幾何體與其三視圖、展開(kāi)圖之間的轉化;能根據條件做出立體圖形或畫(huà)出圖形;能從較復雜的圖形中分解出基本的圖形,并能分析其中的基本元素及其關(guān)系;能描述實(shí)物或幾何圖形的運動(dòng)和變化;能采用適當的方式描述物體間的位置關(guān)系;能運用圖形形象地描述問(wèn)題,利用直觀(guān)來(lái)進(jìn)行思考!辈浑y看出,培養學(xué)生的空間觀(guān)念是促使小學(xué)生能更好地認識、理解生活的空間,更好地生存與發(fā)展。
一. 再現生活經(jīng)驗,培養空間觀(guān)念
學(xué)生在很小的時(shí)候就開(kāi)始接觸各種形狀的物體,他們具有較多的關(guān)于形狀的感知方面的早期經(jīng)驗,這些現實(shí)生活中豐富的原型是發(fā)展學(xué)生空間觀(guān)念的寶貴資源。學(xué)生在學(xué)習幾何知識時(shí),首先是聯(lián)系生活中熟悉的實(shí)際事物。例如,在學(xué)習“圓的認識”時(shí),由于學(xué)生已經(jīng)有了較豐富的生活經(jīng)驗,學(xué)生才能列舉出鐘面、方向盤(pán)、車(chē)輪、圓桌面、硬幣面、碗口、太陽(yáng)、紐扣等圓形物體,對他們認識圓有很大幫助。再如,學(xué)習“長(cháng)方形和正方形的認識”時(shí),上課伊始教師談話(huà):“同學(xué)們,我國射擊運動(dòng)員杜麗奪得了第28屆雅典奧運會(huì )首枚金牌,為祖國爭得了榮譽(yù),使得我們的五星紅旗在賽場(chǎng)上空升起,你知道紅旗是什么形狀的嗎?再看小朋友常用的手帕是什么形狀?”(生回答師板書(shū):長(cháng)方形和正方形)教師接著(zhù)提問(wèn):“聯(lián)系實(shí)際,說(shuō)說(shuō)生活中你還見(jiàn)過(guò)哪些物體的面是長(cháng)方形或正方形的?”。通過(guò)談話(huà)再現奧運賽場(chǎng)升國旗的場(chǎng)景,從學(xué)生熟悉的情境和已有的生活經(jīng)驗出發(fā),揭示課題,初步感知長(cháng)方形和正方形,激發(fā)學(xué)生從小努力學(xué)習、長(cháng)大為國爭光的思想感情。
二. 引導學(xué)生觀(guān)察,建立空間觀(guān)念
觀(guān)察是一種有目的、有順序、持久的視覺(jué)活動(dòng),在幾何知識學(xué)習中起到重要作用,是小學(xué)生獲得初步空間觀(guān)念的主要途徑之一。在觀(guān)察中,學(xué)生逐步獲得有關(guān)幾何形體的表象,建立正確的幾何概念,從而形成良好的空間觀(guān)念。例如,在學(xué)習“面積和面積單位”時(shí),要引導學(xué)生聯(lián)系生活的實(shí)際,多舉學(xué)生日常生活中熟悉的事物,要著(zhù)重引導學(xué)生觀(guān)察這些實(shí)物的面,如黑板面、課桌面、課本封面、文具盒的面、墻面、地面等。為了加深對“表面”的認識,還可以讓學(xué)生親自用刀剖開(kāi)蘿卜的縱面或橫截面并摸一摸。通過(guò)多種感官的協(xié)同活動(dòng),使具體事物的形象在頭腦中得到全面的反映,在此基礎上再引入“物體的表面”的意義。這樣,學(xué)生對“物體的表面”這個(gè)概念就能有比較正確和清晰的理解,為進(jìn)一步概括面積的意義打下了堅實(shí)的基礎。再如,在學(xué)習“長(cháng)方體和正方體的體積”時(shí),教師設計如下實(shí)驗,建立體積的概念:在一個(gè)底部留有一個(gè)小孔的鐵盒中裝滿(mǎn)橡皮泥,再把一個(gè)長(cháng)方體木塊塞入橡皮泥中,蓋緊盒蓋,盒中的一些橡皮泥就從底部的小孔中擠出;在一個(gè)盛滿(mǎn)水的容器中放入一個(gè)鐵塊,水就會(huì )溢出來(lái)。引導學(xué)生觀(guān)察上述實(shí)驗得出:物體占有空間。在此基礎上引導學(xué)生觀(guān)察橡皮、文具盒、書(shū)包,問(wèn)哪一個(gè)物體所占空間大?進(jìn)而得出:物體所占空間的大小叫做物體的體積。這樣,學(xué)生通過(guò)觀(guān)察、感知,不但理解了體積的概念,而且建立了初步的空間觀(guān)念。
三. 加強操作感知,獲得空間觀(guān)念
空間觀(guān)念的形成,只靠觀(guān)察是不夠的,教師還應該引導學(xué)生進(jìn)行操作活動(dòng),讓他們自己去比一比、折一折、剪一剪、拼一拼、畫(huà)一畫(huà)、量一量,調動(dòng)視覺(jué)、觸覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等多種感官,空間觀(guān)念便易于形成和鞏固。例如,在學(xué)習“長(cháng)方體和正方體的認識”前,教師在課前給學(xué)生布置任務(wù),每人設計一個(gè)長(cháng)方體。全班學(xué)生回家后紛紛行動(dòng)起來(lái),用紙殼、圖畫(huà)紙、廢煙盒等材料,仿照長(cháng)方體制作起來(lái),有不懂的地方家長(cháng)輔助制作。學(xué)生在親手制作的過(guò)程中,學(xué)到了很多知識。上課時(shí)非常投入,情緒高漲,思路開(kāi)闊,原本感到很難理解的知識,學(xué)生卻對答如流,還向老師提出許多超出本節內容且富有挑戰性的問(wèn)題,這樣使學(xué)生在游泳中學(xué)會(huì )游泳,在做數學(xué)中學(xué)會(huì )數學(xué)。再如,學(xué)習“圓柱體的側面積計算”時(shí),教師讓學(xué)生觀(guān)察圓柱體的模型,先看整體,再分析圓柱體的各個(gè)組成部分,接著(zhù)讓學(xué)生動(dòng)手操作,拿一張長(cháng)方形的硬紙卷成桶,即為圓柱的側面,再把側面展開(kāi)。這樣反復兩次,讓學(xué)生在操作中觀(guān)察、思考:展開(kāi)的長(cháng)方形的面積與圓柱體的側面積有什么關(guān)系?長(cháng)相當于圓柱體的什么?寬相當于圓柱體的什么?在學(xué)生有了豐富的感性認識的基礎上,得出圓柱體的側面積等于底面周長(cháng)乘高就水到渠成,空間觀(guān)念也得到了發(fā)展。又如,學(xué)習“長(cháng)方體和正方體的認識”時(shí),教師讓每位學(xué)生準備一個(gè)馬鈴薯和一把小刀,先讓學(xué)生在馬鈴薯旁邊切上一刀,然后讓學(xué)生摸摸切過(guò)的地方有什么感覺(jué),學(xué)生回答是平的(叫面)。接著(zhù)讓學(xué)生把面朝下,在馬鈴薯旁邊切上一刀,然后讓學(xué)生摸兩個(gè)面相交的地方有什么感覺(jué),學(xué)生回答是一條線(xiàn)(叫棱)。然后教師繼續讓學(xué)生把切出的面朝下,依次切出兩個(gè)面,再在馬鈴薯兩端各切一刀,得出三條棱相交的一點(diǎn)叫頂點(diǎn)。這樣一個(gè)完整的長(cháng)方體就展現在學(xué)生面前,讓學(xué)生觀(guān)察有幾個(gè)面、幾條棱、幾個(gè)頂點(diǎn),再閉上眼睛想一想,使長(cháng)方體6個(gè)面、12條棱、8個(gè)頂點(diǎn)的特征深深印在學(xué)生的頭腦中,培養了學(xué)生的空間想象能力。
四. 進(jìn)行大膽想象,發(fā)展空間觀(guān)念
愛(ài)因斯坦曾經(jīng)說(shuō)過(guò):“想象比知識更重要,因為知識是有限的,而想象要概括世界的一切!毕胂笫撬季S的翅膀,往往和觀(guān)察、實(shí)驗、思考等活動(dòng)結合起來(lái)。例如,一個(gè)物體,從不同角度觀(guān)察,就有不同的形狀。學(xué)生從不同角度觀(guān)察一個(gè)水壺,先把自己看到的畫(huà)下來(lái),然后同學(xué)之間進(jìn)行交流,猜一猜某幅畫(huà)是誰(shuí)畫(huà)的,他坐在哪個(gè)位置。這樣通過(guò)學(xué)生的觀(guān)察、想象、繪制和比較在不同位置上的物體或實(shí)物模型,從而發(fā)展學(xué)生的空間觀(guān)念。教學(xué)中還要鼓勵學(xué)生大膽想象,讓他們充分表現出自己的發(fā)明、創(chuàng )造。有一道練習題:下面圖1中大正三角形的面積是小正三角形面積的幾倍?學(xué)生按常規思維,無(wú)論是將大正三角形進(jìn)行分割,還是將小正三角形進(jìn)行拼補,都難以奏效。若學(xué)生打破常規思維,進(jìn)行合理的想象,將圖1中小正三角形旋轉180度成圖2,并不影響問(wèn)題的本身,結果卻一目了然。這樣引導學(xué)生大膽地想象,把圖形變一變,突破空間觀(guān)念定勢,問(wèn)題的解決收到了事半功倍的效果。
五. 重視實(shí)際應用,深化空間觀(guān)念
在初步形成概念、掌握求積計算的基礎上,要重視知識的運用,加深對知識的理解,完善幾何形體的空間形象,深化學(xué)生的空間觀(guān)念。例如,學(xué)習“平行線(xiàn)和垂線(xiàn)的認識”“三角形的認識”“梯形的認識”后教師應設計一些變式練習,讓學(xué)生判別,從而突出圖形的本質(zhì)特征,幫助學(xué)生形成正確的空間觀(guān)念。在運用中還要重視理論聯(lián)系實(shí)際,引導學(xué)生用所學(xué)知識解決實(shí)際問(wèn)題。例如,學(xué)習“長(cháng)方體和正方體的表面積計算”后,出現一些實(shí)際中常遇到的情況,如計算做火柴盒、下水管、煙囪、大廳柱子要多少材料,使學(xué)生能夠根據不同的情況確定實(shí)際需要計算幾個(gè)面的面積,加強了與現實(shí)生活的聯(lián)系,強化了學(xué)生的空間觀(guān)念。