小学数学发展空间观念培养多媒体之作用例谈

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文件大小：	107.63 KB 整理时间：2021-05-29
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	【摘要】2011版新课标中明确把空间观念的培养列为十大核心概念之一，随着新课改的逐步推进，空间观念的培养就显得尤其重要。空间观念主要是指根据物体的特征抽象出几何图形，根据几何图形想象出所描述的实际物体；想象出物体的方位与相互之间的位置关系；描述图形的运动和变化；依据语言的描述画出图形等。实践证明，空间与人类生存密切联系，儿童有了空间观念，能更好感知周围环境和实物，帮助人们更好地生存、活动和利用空间。然而就目前教育下学生数学能力的培养来说，相对于计算能力、解决问题能力而言，空间观念的培养显得相对缓慢，没有空间观念与空间想象力，几乎很难谈到发明与创造，这严重阻碍了科技创新与进步。空间观念作为创新精神所需的基本要素，越来越被学校基础教育所重视。【关键词：空间观念空间想象能力空间图形概念空间想象情境】 2011版新课标中明确把空间观念的培养列为十大核心概念之一，随着新课改的逐步推进，空间观念的培养就显得尤其重要。空间观念主要是指根据物体的特征抽象出几何图形，根据几何图形想象出所描述的实际物体；想象出物体的方位与相互之间的位置关系；描述图形的运动和变化；依据语言的描述画出图形等。实践证明，空间与人类生存密切联系，儿童有了空间观念，能更好感知周围环境和实物，帮助人们更好地生存、活动和利用空间。然而就目前教育下学生数学能力的培养来说，相对于计算能力、解决问题能力而言，空间观念的培养显得相对缓慢，没有空间观念与空间想象力，几乎很难谈到发明与创造，这严重阻碍了科技创新与进步。空间观念作为创新精神所需的基本要素，越来越被学校基础教育所重视。然而长期以来空间观念的培养一直受到教学条件的限制，往往在学生还没有经过充分视觉感知前提下，就直接由教师讲授灌输，能力培养效果不佳。随着以多媒体计算机辅助教学为典型的现代教学手段的兴起与应用，使得本来抽象的几何教学内容更加具体化、形象化、生动化，有效帮助学生克服了空间认知障碍，提升了学生的空间想象能力，发展了学生的空间观念。一、巧借多媒体创设空间想象情境，激发学生的学习兴趣爱因斯坦曾经说过:“兴趣是最好的老师。”在传统教学中，为了激发学生的学习兴趣，教师往往要花费大量的精力制作精美的教具，有时甚至载歌载舞、实物展示等等。但这些方法在浪费物质和精力时间的同时，又会因为方法老旧、形式单一等原因，缺乏对现代信息化时代学生的吸引力。通过多媒体计算机辅助教学，可以集文字、声音、图象和动画于一体，为学生还原真实的现实情境，让学生在轻松、活泼的良好氛围中学习，进而有效地激发学生的求知欲望，最终自主投入到几何课程的学习中去。经典案例：如人教版四年级的«位置与方向»一课中，通过播放一段军事演习的视频引入新课，学生们伴随着激昂的演习音乐，来到了此次演习的炮兵阵地上，通过巧借多媒体手段学生很快进入了炮兵扮演的角色。这时由教师扮演的长官发布命令向高地上目标A开炮，伴随着隆隆的炮声（多媒体课件出现5个炮弹落点），此情此景，强烈刺激了学生的感官。紧接着教师顺水推舟问：“请同学们想一想，炮兵要怎样才能命中目标呢？。”这时学生的思维处于愤懑之中，渴望问题能得到解决，因此在随后的学习过程中，学生都能做到全神贯注，学习积极性与主动性得到了充分的发挥。二、多媒体教学有助于空间图形概念生成。数学概念教学是学生掌握基础知识与基础技能的核心，概念教学不能靠单纯的记忆、模仿和灌输，空间图形的相关概念教学更是如此。在传统的教学中，为了更好地向学生揭示几何概念的内涵与外延，教师往往要花费大量精力在准备实物、挂图等学具上。随着多媒体教学的普及以及应用，为教师教学带来便利的同时，几何概念教学方式也产生了很大的变化，课堂时效性得到了增强。经典案例：如人教版五年级下期的«长方体的认识»一课的备课过程中，我本打算采用切萝卜的方法，让学生逐步建立面、棱、顶点的概念，如果能让每个学生都动手操作切一切、看一看、摸一摸，以最直观的方式积累经验提升认识。这个设计思路当然是好的，可是学生切的效果能与我预期效果一样吗？学生会不会切到手啊？出了安全事故怎么办？就在我无比纠结的时候，多媒体教学犹如一盏海上明灯，为迷茫中的我指明了前进的方向。于是我在家中厨房自己切了一个长方体萝卜，拍照，利用信息技术，清晰地标示出了每一刀切下去新产生的面、棱、顶点。部分课堂实录：师：同学们你们在家里切过萝卜吗？生：切过。（有些孩子说没有）师：今天你们想跟小熊维尼一起去厨房切萝卜吗？（多媒体课件出示小熊维尼在厨房准备切萝卜的动画）生：想。师：同学们仔细观察，维尼第一刀垂直切下去，你发现了什么？（多媒体课件出示切萝卜的动态过程，并闪烁新出现的一个面）生：出现了一个平面。教师板书：面师：同学们你们观察得真仔细，换个方向垂直于这个面再切一刀，仔细观察你有什么新发现？（多媒体课件出示维尼垂直切下第二刀，闪烁出现第二面与两个面相交处的红色的棱）生1：我发现又多了一个面。生2：不但多了一个面还多了一条很直很直的边。师：请大家观察思考下这条边是怎么形成的？（课件闪烁新出现的面）生：切第二刀时候，出现了第二个面时候才形成了一条很直很直的边。（课件再次闪烁红色的棱）师：同学们观察的非常细致，两个面相交的地方，这叫做长方体的棱。教师板书：棱师：继续切下去，第三刀你又有什么发现？生：不仅又多了一个平平的面，而且又多了一个尖。（课件闪烁顶点）师：同学们发现多了一个尖，这个尖是怎么形成的？同学们再仔细观察下！生：三条棱相交的地方，就有一个尖。（课件标示3条红色棱相交一个顶点）师：对！每三棱相交的地方，就有一个尖，这个尖就叫做长方形的顶点。板书：顶点在实际教学过程中通过对比我发现，借助多媒体教学辅助手段，这个环节的教学时间从原来需要学生小组活动动手切萝卜的3分钟节约到了看课件演示的1分钟左右时间；不仅如此通过随堂测试对比两种教学方法的学生，使用多媒体教学的学生掌握顶点、棱、面这三个概念要比直接动手操作的学生略好些；更为重要的是通过信息技术的使用，教师避免了操作活动中存在的安全隐患，几何概念的引入也显得更加自然、和谐。信息技术的使用不仅为图形概念教学提供了便利、节约教学成本，还提高了课堂的时效性。 1刀切出一个面 2刀切出一条棱 3刀切出一个顶点三、巧借多媒体手段实现静态物体的动态化。有些物体由于内部结构存在遮挡现象，造成从不同角度观察物体的形状各不相同。这一阶段的学习要求就不能仅仅停留在一般观察层面上，需要以探究型学习模式，引导学生逐渐经历观察—猜想—推理---验证的过程，如何有效地帮助学生验证猜想的正确性、提升学生的空间想象能力，巧妙利用多媒体教学手段让静态物体动态化则能很好地帮助教师解决了以上难题。经典案例：如人教版五年级上册«观察物体»第二课时中，在练习环节教师出了一道题用5个同样大的正方体摆成一个物体，题目给出了从三个不同方向观察物体的形状，要求根据所提供的信息“想一想、猜一猜、摆一摆”。首先先引导学生展开想象，大胆猜一猜这个物体的形状是怎样的？当学生在脑海中建立了初步表象模型后，让学生动手操作摆一摆，将摆出想象中的图形与题目中的条件信息进行对比验证，去伪存真。一般教师的教学到这里就结束，然而我又增加了一个多媒体验证的环节，我制作了可以展示物体360度旋转的课件，让所有学生通过观察课件都能直观观察到从任意方向观察到的物体形状，从而进一步验证了空间图形猜想的正确性，加深对物体形状的认识与理解。就这样在信息技术的辅助下，学生的空间观念实现了螺旋递进式的上升，数学素养也得到了加强。四、应用多媒体教学手段发展学生空间想象能力空间想象能力的培养在多媒体教学产生之前一直是数学教学中一个教学难点，不可一蹴而就，这是一个循序渐进的过程。其根本原因是由小学生认知水平所决定的，小学生的思维方式还处于从形象思维向抽象思维发展过渡阶段，这就决定了其空间想象能力的培养就必须从观察入手，通过视觉感观一边想象一边逐步建立表象概念，而在观察实物时难免会产生一些观察盲区，这些观察盲区则会对学生空间观念的提升产生障碍，这点在立体几何图形的运动、变化中表现得尤其突出。令人庆幸的是伴随多媒体教学的出现，这个难题正被逐渐攻克、破解。经典案例1：在人教版五下«长方体的认识»一课中，为了培养学生的空间想象能力，教师设计了一个逐步锻炼学生想象力的教学环节。首先利用多媒体课件出示一个长方体，多媒体逐步减少一条条的棱，询问学生能否想象出这个长方体的形状，很显然一开始减少1、2根棱的时候，对学生的空间想象力的要求比较低，学生也很容易就能想象出来，当棱越来越少时候，空间想象力的难度要求也在逐渐增大，借助了多媒体技术，学生的空间想象能力实现了有层次性的培养、提升。当棱的数量减少到下面第三副图时大部分学生表示想象不出了，这时候有部分学生仍然可以想象出几种可能性：有可能垂直于底面的棱比较长，这个长方体比较高；（多媒体显示比较高的长方体配合学生的想象）还有可能垂直于底面的棱比较短，这个长方体比较矮。（多媒体显示比较矮的长方体配合学生的想象）最后师生共同确定相交于一个顶点的三条棱可以确定长方体的形状大小，从而揭示长、宽、高的定义。正是多媒体教学呈现出长方体棱长的动态变化过程，为学生空间想象力的逐步提升提供了技术保证。课件出示长方体棱逐渐减少的过程经典案例2：在苏教版六上«正方体展开图»一课中，由于教学内容涉及到了二维平面图形与三维立体图形之间的相互转化，为了让学生加深感悟，我让学生经历了从立体图形---平面展开图---立体图形的图形循环认知过程，这显然对于小学生空间想象要求是比较高的。如何突破这个教学重、难点呢？我采取了将投影灯与几何画板课件相互配合的办法。首先安排学生边思考边动手操作将正方体逐步展开（剪之前要思考如何剪才能剪出不同的正方体），紧接着让学生展开想象你剪出的图形是如何折叠成正方体的，接下来提问你们想象得对吗？如何验证？为了让学生验证时候看得更加清楚、直观，我除了让学生在投影灯下进行动手折叠还原成正方体外，最后还利用几何画板精心制作了一个11种正方体展开透视图的折叠与展开的课件，让学生观察正方体透视图的折叠与展开的过程，同时将看到的与自己刚才的想象以及动手折叠情况进行比较，在整个过程中，学生逐步认识到3维立体图形的结构与2维平面展开图之间的对应关系，学生的空间想象能力也得到了质的提升。整节课学生在观察、想象中建立初步表象，在动手操作中积累空间想象经验，在观察多媒体课件中验证想象真伪、去伪存真，不断深化空间想象能力，课堂上也呈现出一副副绚丽多彩的思维涟漪景观。可以说正是得益于信息技术的发展，学生的空间想象能力才实现了全面的发展。综上所述，在当今信息化高速发展的时代，我们广大数学教师应该根据数学学科的特点及小学数学教学课程改革的方向，巧妙运用多媒体技术进行有效的辅助教学，把方方面面的教学资源进行整合再加工，以满足学生学习、探索、研究的需要，为学生提供丰富的学习资源，让多媒体教学工具成为课堂上培养学生空间观念的新途径、好帮手，从而全面提高学生的数学素养。
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