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【摘要】“图形与几何”是小学阶段数学学习的重点内容,不仅如此,“空间观念”还是《义务教育数学课程标准》中十大核心概念之一,也是数学核心素养之一.本文以“图形与几何”这一教学内容为例,探求核心素养下小学数学课堂教学如何培养学生的空间观念.
【关键词】核心素养;小学数学;空间概念;图形与几何
【基金项目】本文是广州市教育科学“十二五”规划课题“开展微课教学的教师备课方式研究——以小学数学图形与几何为例”(批准号:1201543888)的研究成果.
在小学阶段,培养学生的空间观念是小学数学核心素养的重要内容之一,到底什么是空间观念呢?其实空间观念主要指对物体和几何图形的形状,大小,位置,关系及其变化的直觉,它是人们认识和描述生活空间,并进行交换的重要工具,具备良好的空间观念可以快速地想象出物体的方位和相互之间的位置关系、正确地描述出图形的运动和变化以及依据语言的描述准确地画出图形等.在培养小学生空间观念的教学中,教师需要通过一系列的直观手段以及借助一些空间想象,让学生增强几何空间的数感能力.
一、加强理论学习,进一步明确“空间观念”的内涵
(一)进一步学习《课程标准》
作为数学教师,我们要不断研读《数学课程标准》,这样我们会进一步了解课题研究的背景以及课题名称的解读.小学生空间观念的形成与发展,是我们主要研究的内容,它主要是借助于小学阶段的图形与几何这一知识模块来实现的.空间观念具有高度的抽象性和概括性,并且贯穿于图形与几何学习的全过程,从认识物体和图形到观察物体、从图形的拼组到图形的变换、从由线段围成的图形到曲線围成的图形、从平面图形到立体图形,知识间层层深入、环环相扣.
(二)研读和课题研究有关的书籍、文章
由于要培养学生的空间概念,因此,在研究“空间与几何”这类课程的过程中,教师需要认真的研读与课题有关的书籍和相关的教学杂志,深入地学习与该课程相关的教学理论,从而能明确培养小学生“空间观念”的准确内涵.
二、探索小学阶段图形与几何概念教学的策略
小学阶段图形与几何概念的教学对教师的要求有所提高,教师需要了解以及遵循小学生的心理特征和认知规律,把握“图形与几何”的最基本概念,对课程进行精心的设计,通过设置的情境教学帮助学生抓住概念的本质属性.
(一)创设情境引入问题的策略
良好的教学情境创设可以帮助学生从课堂教学中感受到快乐,进而对空间与几何的相关知识产生浓厚的兴趣.不仅如此,在情境中存在的问题,既可以是学生思维的指引方向,又可以对学生的学习动力具有一定的促进作用.因此,在空间与几何的教学过程中,教师要不断地学习以及挖掘生活中的素材,通过创设生动、有趣、贴近生活的问题情境,从不同方向来调动学生学习的积极主动性,将他们对生活的热情积极快乐地投入到学习中去,这样可以培养他们主动地获取知识和发展思维的能力.
例如,在教学“圆的面积”一课时,我是这样进行教学的,在上课时我先展示出相关的课件,然后抛出问题:“根据课件出示的情境图,你们从中发现了什么数学信息?”学生回答:他们发现工人叔叔在一个圆形的花坛里铺草坪.我接着问道:“那你们看到这些,能提出什么数学问题吗?”学生提出的最多的一个问题就是叔叔需要铺多大面积的草坪?我顺势说道:“要求这个草坪的面积,实际上是求什么?”学生说就是求圆的面积.我说道:“可是圆的面积我们没学过,不会求,那我们先把草坪的面积放下,一会再返回来看,现在我们先看看老师这有两个圆形纸片,你们看是哪一张大?”学生回答道:“白色的大.”我问道:“那白色的比黑色的大多少呢?”学生回答道:“我们需要计算出两个圆的面积,用白色圆的面积减去和黑色圆的面积就是多出来的.”最后我总结到道:“第一次我们遇到的问题是计算出圆形草坪的面积,第二次我们遇到的问题是计算出黑圆和白圆的面积,那么这节课我们就一起来研究如何计算圆的面积”.
在学习圆的面积计算公式之前,通过创设计算草坪的面积以及比较两个圆形纸片面积大小的实际情境,调动了学生想要解决问题的积极性,在这个过程中便会主动探索数学知识.
(二)主动发现问题并提出问题的策略
学习起源于思考,思考起源于疑问,提出问题是引起思考的主要原因.当一名学生具备主动发现问题的意识,他就比其他人更愿意去思考和探索,从而提高个人解决问题的能力.因此,教师在教学过程中需要不断地培养学生的问题意识,强化学生发现问题的能力.
例如,在教学圆的面积公式推导过程中,我设计了这样一个教学片段,在上课时引导学生回忆以前学过的知识,我问道:“我想要算一块平行四边形的巧克力的面积应该怎么计算呢?谁还记得当时我们是怎样推导出平行四边形的的面积公式的?”学生经过提问,立刻回忆起来,当时我们是将平行四边形通过剪和拼的方法转化成已学过的长方形,长方形的长等于平行四边形的长,长方形的宽等于平行四边的高,由长方形的面积公式得到平行四边形的面积等于底乘高.我立刻又说道:“原来面积的计算方法可以通过剪、拼,借助已学过的图形得到,那我们能不能将圆通过剪、拼,组合成我们学过的图形来计算圆的面积呢?”学生提出疑问:“我们学习过的图形他们的边都是直的线段,可是圆的边是曲线,这怎么办?”通过不断引导,最终让学生自己发现并提出圆的边是曲线这一问题,而这个问题就是本节课的关键,这个问题的解决过程也是本节课的重点.
在这个教学过程中,我不断地引导学生进行猜测,圆面积的推导也许与平行四边形相似,都是利用裁剪、组合的方式得到的,并引导学生提出“圆的边是曲线”这一疑问,这样可以帮助学生有针对性地进行思考和探索.
(三)动手实践、解决问题的策略
根据小学生的思维特点我们可以知道,小学生具有一定的形象思维,并逐步向抽象思维过渡,但是有效的数学学习活动,不能单纯地依赖模仿和记忆这些简单的形象思维,必须鼓励学生动手去实践操作,动手实践有利于学生产生情感上的体验,从而培养学生的空间概念,并不断建立更为完善的空间观念. 例如,在教学“圆柱的体积”一课时,我设计了一个这样的情境导入:“同学们你们知道老师手里这个水桶可以装多少水吗?”学生纷纷回答不知道.我又问道:“同学们装多少水实际上是求什么?”学生回答道实际上就是求这个水桶的体积是多少.我接着问道:“体积怎么求?我们以前学过谁的体积?”学生回答学过长方体的正方体的体积.我继续问道:“如果现在有一个长方体形状的水桶,你们知道如何求他的体积吗?”学生回答用占地面积乘长方体的高.我接着问道:“圆柱好像和长方体有一点类似,都是可以立在地面上并且有一定的高度,那我们能不能找到圆柱体积的方法?”学生经过自主探索和激烈的小组讨论后得出圆柱的体积计算公式也可以利用底面积乘高的形式来计算.随后我问道:“可是现在这个圆柱形的水桶的底面积和高我们都不知道,那該怎么办呢?”接下来我给每一个学习小组都发了一个水桶,学生拿到水桶以后开始进行测量,让学生自己利用自己测量的数据来解决问题.等学生量完数据以后我问道:“你们测量的数据有哪些?”学生测量出这个桶的直径是20厘米,桶的高是30厘米.我接着问道:“根据你们现有的数据能不能计算水桶的体积?”
学生回答可以算出底面圆的面积,然后用底面圆的面积乘水桶的高就行了,即:r=20÷2=10(厘米),S圆=π×102=314(平方厘米),V圆柱=314×30=9420(立方厘米)=9420(毫升).
在这个教学过程中,学生通过动手测量木桶的数据然后自己算出圆柱的体积,不仅提高学生的参与度,同时还发展了学生的空间思维能力,提高了小学生解决实际问题的能力.因此,教师在教学过程中应多设置让学生动手实践的课堂活动,通过这些活动帮助学生建立完善的空间观念.
三、结束语
总之,我们要考虑和顾及小学生的年龄特点,由于年龄特点限制了小学生的空间想象力,所以作为教师就要不断尝试和创新出适合学生的空间几何教学方法,从不同角度去建立学生的空间思维,培养学生的空间观念,从而根据我国素质教育的要求培养出全面发展的人才.
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