培养小学生空间图形教学的几点思考

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  空间图形教学有利于培养学生的空间观念,提高学生用数学知识来解决实际问题的能力。为了加强学生空间观念的培养,从低年级开始就要合理的安排对空间图形的认识。依据小学生空间观念形成的心理特点,小学生的图形认识是直观的、而不是论证的。当然,随着学生年龄的增长,理解能力和空间想象力的增强,到了初中以后就要对图形进行论证了,这不是我们所探讨的范围,根据小学生的年龄和心理特点,我认为在空间图形教学方面主要是利用实物、模型的演示,引导学生观察图形,加强学生动手操作,指导学生做实验,适时进行抽象概括。下面就谈谈自己在这方面教学的几点思考:
  一、加强空间观念的培养
  首先要回答的问题是“什么叫做空间观念”?空间观念是在空间知觉基础上形成的,它是物体的大小形状及其相互位置关系在人脑中的表象。表象是什么?表象是当客观事物不在面前,它的形象保留在人脑的映象,这种形象既有直观性又有概括性。如,当圆柱体茶杯不在我们面前,我们脑中仍然浮现出:上下底面是圆形,侧面是曲面。如果学生脑中暂时不能再现这个圆柱体茶杯,可用硬纸卷成一个圆柱状,再加上肢体语言描述上下底是圆形,这样学生对于圆柱体特征重新获得表象。培养学生的空间观念,首要的任务是在学生脑中建立某个图形的表象,当学生脑中建立这个图形的表象后,再适时引导,再抽象出这个图形的某些特征。
  学生的空间观念的培养:①是要求学生听到某一个已学过的几何图形的名称,就能在头脑中正确地再现它的形象;②是能独立地看懂所画出的已学过的平面和立体图形,正确地掌握它们的名称;③是能够在各种图形或模型中正确的找出自己所需要的图形,恰当地进行分类。这样就使培养空间观念的任务得到了保证。当然对于学困生而言,可不必按照上述要求,而是适当降低要求,可允许他们在纸上画出平面图形或者用小棒动手操作;还可以用纸动手折出立体图形来。当然,也可以画出立体图形来,画立体图有难度,对于学困生来说确实有困难。这样的做法目的只有一个:就是他们在头脑中建立物体图形的表象。
  二、加强数形之间的联系
  在解决几何图形的面积、体积计算以及旋转角度等问题时,学生既要考虑到图形的特征,又要考虑其计算方法,“特征”与“方法”这两个因素交织在一起,同时作用于学生大脑时,一般来说,平时计算能力较强的学生,解决问题的策略运用可能顺利些。但是对于学困生而言,由于他们空间观念不是很清晰,数形相互干扰,解决问题时可能不顺利,有阻力。
  情境一 如图一, 一个平行四边形相邻的两条边长度分别是5厘米和4厘米,其中一条边上的高4.8厘米,这个平行四边形的面积是多少?
  正确的算式4×4.8=19.2(平方厘米)
  错误的算式5×4.8=24(平方厘米)
  产生这种错误的原因:①是对这个平行四边形的表象较弱;②是对于直角三角形两条直角边与斜边之间的长短关系概念不清晰所造成的。我们可以从所画的图形一中看出:当底是5厘米时,它对应的高并不是4.8厘米。假设它对应的高是4.8厘米,那么在直角三角形ABC中,斜边怎么可能比一条直角边短呢?(可出示有一个角30度的直角三角板);再进一步推算底是5厘米对应的一条高BC等于多少呢?综合算式为4×4.8÷5=3.84(厘米)
  情境二 如图二,拿两个完全一样的(有一个角是30度)直角三角板拼组起来。如果学生对于有一个角是30度的直角三角板各角大小之间关系的表象很清晰,才能正确地解决问题: ∠1 =30+30=60(度) ∠2=60+60=120(度)
  三、加强二维空间与三维空间之间的联系
  小学生形成三维空间观念比二维空间困难,而且由认识平面图形到立体图形的过度时间较长,按照学生的认知规律:由点到线,由线到面,由面到体,螺旋上升,层层递进地去认识空间图形,从低年级开始通过学生动手搭小正方体,培养学生的空间观念,体会“线在面上,面在体上”的空间认识规律和数学思想。
  情景三 有一个长方体,如果高减去3厘米就变成一个正方体,它的表面积减少96平方厘米,求原来长方体的体积。
  用折纸的方法直观地认识这个特殊的长方体,使学生头脑中有这样一个特殊的长方体表形象,操作起来也快捷。如果用画立体图的方法难度会增大些。
  情境四 如图三,把一个长8分米,宽6分米的铁皮剪去四个角(即边长都是1分米的小正方形)以后,做成的铁盒容积大约是多少?
  引导学生用剪纸的方法折出立体图或者画平面图,体会“面在体上”的数学思想。
  情境五 如图四,小蚂蚁从正方体表面A点爬到B点,把最近的路线标出来。
  取CD的中点K,连结AK、BK,体会“线在面上”和建立线段中点模型的数学思想。
  四、在运动变化中认识空间图形
  在传统的小学空间图形教学中,人们往往只停留于静态地观察图形,只注意各图形的差异,而忽视它们的共同之处,造成知识割裂。如果注意在运动变化中引导学生观察图形,充分运用平移、旋转以及作轴对称图形的知识,就能沟通各种平面图形与立体图形之间的联系,有助于学生掌握空间图形之间的联系。
  4.1 运用旋转的方法认识图形和解决问题。
  如图五,直角三角形AOB绕中心点O,逆时针旋转90度得到直角三角形COD。解决问题的方法是:①寻找中心点(绕直角顶点O旋转);②寻找参照线(OA至OC);③寻找旋转方向(逆时针);④寻找旋转角度(始边OA与终边OC成90度角)。
  4.2 运用作轴对称图形的方法认识图形和解决图形。
  ①如图六,以OB为横向对称轴,作直角三角形AOB的另一半是直角三角形COB。②如图七,如果以OB为纵向对称轴,做直角三角形AOB的另一半是直角三角形COB。
  4.3 运用平移的方法认识图形和解决问题。
  如图八,在方格图中把直角三角形AOB向右平移4格,解决问题的方法是:寻找参照点(A点至C点向右平移4格;B点至D点向右平移4格;O点至O点向右平移4格)。然后分别连接CD、OC和OD。
  4.4 循序渐进地培养学生的想象力。
  由点到线、由线到面、由面到体,层层递进。例如,①一条线段绕一个端点旋转一周就变成一个圆形;②一条线段是垂直或与水平线倾斜状态,平移时就变成一个长方形或平行四边形;③直角三角板以一条直角边为中心轴旋转一周就变成一个圆锥体。
   综上所述,在空间图形教学中培养学生的空间观念为首要任务;数形联系是教学策略 ;二维空间与三维空间相互联系以及在运动变化中观察图形是具体方法,这样做的目的就是把空间图形的教学工作做好、做扎实。
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