小学数学核心素养下空间观念培养方法研究
摘要
关键词
小学数学;空间观念;核心素养
正文
本文系黑龙江省教育科学“十四五”规划2021年度教研专项课题:《促进乡村小学学科教学质量提升的方法、途径研究》论文 课题编号:JYC1421169)
《义务教育数学课程标准(2022 年版)》中指出:“在数学教学中,要教会学生对现实图形及几何的认识,初步建立学生的空间观念,从而发展好奇心、想象力和创新思维。”在义务教育阶段,图形与几何内容越来越受到重视,所选内容也越来越生活化,符合学生的心理认知能力。这些都明确体现出,在“图形与几何”学习领域中,小学数学核心素养下的空间观念是一项重要内容。
一、核心素养目标下“空间观念”的内涵
(一)想象并描述物体的位置
方向和位置与现实生活是密切联系的,这种联系也是每个人空间把握能力的具体体现。例如,学生通过学习,认识了上、下、前、后、左、右的相对位置关系,紧接着认识了绝对位置关系:四个方向或八个方向。六年级学生在认识方位的基础上,学会了用有序数对确定物体的位置。
(二)根据特征描述实际物体
教材编排体系是先从学习立体开始,然后是平面,最后又回立体。例如,一年级认识图形(一)是把形状相同的物品放在一起,让学生进一步认识正方形、长方形、三角形和圆;认识图形(二)是通过拼、摆、画各种图形,让学生对各类图形的特点有一个比较直观的认识。教科书将长方形、正方形、平行四边形、梯形和三角形安排在了三四年级,让学生们通过对图形的观察和操作,来理解图形的基本特点,在五年级下册和六年级上册中,安排了长方体和正方体、圆柱和圆锥等课程,又把线与角、平行与垂直等知识安排在了区分图形和理解立体图形之间。
(三)依据描述画出图形
图形是一种具有强烈的空间概念的表达方式,对它的理解有助于培养学生的空间概念。绘画是思想能力和运算能力共同作用的产物,它要求学生在想象的基础上,在原有的经验上进行仔细的思考。由此可见,空间概念的培养与发展是一种长时间的累积,既有对几何知识的理解,也有对几何知识的掌握。因此,在图形与几何教学过程中,教师要帮助学生了解现实生活中空间物体的形态与结构,进一步培养学生的空间观念,发展学生的空间想象力及核心素养。
二、小学数学核心素养下空间观念培养方法
(一)在知识形成前的操作中培养空间观念
在自主探究知识前,学生需要做好充分的准备,包括知识、能力、学具等各个方面的准备。如果准备不充分,那么,学生在自主探究知识的过程中,就无法得心应手地解决各种接踵而至的困难。反之,则不然。其中的一些准备活动,需要学生自主动手操作。
以“长方体和正方体”这部分内容为例。在课前,教师要求学生放眼多姿多彩的生活,自主搜集、制作一些“长方体和正方体”学具。牙膏盒、药盒、化妆品盒等纸质包装盒,都成为了学生自主制作学具的素材。学生在这些包装盒的每个面都贴上了五颜六色的纸,在每个不同的面上分别书写数字“1、2、3、4、5、6”,将每条棱涂成不同的颜色等。另外,也有一些学生利用硬纸,自主动手制作了大小不一的正方体和长方体。这些大大小小的正方体和长方体都是学生在课堂中探究相关知识的重要学具。在课前自主动手制作各种学具的过程中,学生会从“顶点、棱长、面”等不同的视角观察长方体和正方体的基本特征,进而对这些基本特征有一种清晰的感性认识,据此为他们在课中深入探究相关知识奠定基础。
(二)在知识形成中的操作中培养空间观念
课中探究是学生理解、掌握、形成知识的一个必要环节。为了增加学生课中探究知识的趣味性,提升学生课中探究知识的趣味性,教师可围绕教学内容,精心设计一些动手操作活动,以此为抓手,培养学生的空间观念。让学生准确理解、牢固掌握圆柱体的表面积、体积计算公式,是“圆柱和圆锥”这部分内容的教学重点。在课堂中,学生用剪刀将纸质的圆柱学具剪开之后,惊喜地发现:圆柱的侧面是一个长方形、顶面和底面都是一个圆形。侧面长方形的长正好等于底面或顶面圆形的周长,侧面长方形的高恰好等于圆柱体的高,顶面的圆形与底面的圆形完全相同。这些“发现”,不仅有助于学生自主推导、归纳、梳理、总结圆柱和圆柱的表面积、体积的计算公式,还有助于学生对面积、表面积等概念有清晰、准确、形象、直观的认识与理解。学具的巧妙、恰当利用,让抽象的圆柱体表面积计算公式变得更加形象,让学生对圆柱体表面积公式的理解更加通透。与此同时,学生的空间观念也会逐渐形成。
(三)创设情景,展示空间
鉴于小学生的形象思维能力优于抽象思维能力的现状,教师通常会创设一些形象生动的教学情景,充分发挥小学生的形象思维优势,助力他们深入、通透地理解相关数学知识。通过创设教学情景,教师还能够向学生展示各种各样的空间。
以“数学广角—— — 植树问题”这部分内容为例。教师利用多媒体课件,向学生展示了各种各样的植树情景,如,在马路起点和终点都植树的情景,在马路起点和终点都不植树的情景,在马路起点植树、终点不植树的情景,在马路上安装路灯的情景,在马路上设置公交站点的情景……聚焦这些现实生活中的情景,学生对植树问题,以及植树问题的变式等,都会有较为清晰的认识与更为深刻的理解。信息技术的恰当运用,能够让教师创设的教学情景更加逼真,能够让学生对抽象的问题情景有更为形象的认识。与此同时,通过观察形象、逼真的教学情景,学生的空间观念也会得到更进一步的发展与提升。
(四)注重知识的前后联系,帮助学生完善知识体系
知识之间是相互联系的,作为基础学科的数学也不例外。教师只有将数学放在一个普遍联系的网状结构点上开展教学活动,才能帮助学生完善知识体系,增强学习能力。空间与图形知识联系尤为紧密:点动成面、面动成体、旋转、平移、轴对称、面积、表面积、体积、长方形、正方形、三角形、圆、圆柱、圆锥……教师头脑中首先要有一个网,在教学时才会有这样的意识。
在讲授“面积”时,教师可以带领学生回忆已学的长度单位,让学生思考面积单位为什么用正方形来规定,如何测量,还可以让学生借助思维导图完善知识体系。
在讲授“面积单位”一课时,教师可以带领学生先复习长度单位间的进率,唤醒学生的记忆,以加强学生对新旧知识的对比。再引导学生猜测面积单位间的进率,鼓励学生大胆想象,并让学生通过画一画、想一想、说一说,证明自己的猜测,这样不仅能够调动学生学习的积极性,还能够帮助学生建构知识体系。
三、结语
综上所述,空间观念的培养是一个漫长而艰巨的过程,需要教师用科学的方法,不是看似热闹的课堂,也不是一味强调动手操作的课堂,更不是一节课不停地剪一剪、折一折、画一画,而是每一个活动都应有明确的指向性;不是一节课都使用多媒体辅助教学,而是要恰到好处地画龙点睛。总之,教师如何在数学课堂教学中培育学生的核心素养,培养学生的空间观念,还有待于进一步研究。
参考文献
[1]中华人民共和国教育部 . 义务教育数学课程标准(2022 年版)[S]. 北京 :北京师范大学出版社,2022.
[2]吴泓静.小学高段学生空间观念的培养策略研究[J].理科爱好者,2022,(06):142-145.
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