小学数学课如何培养学生的空间想象能力

小学数学的基本目标是培养学生的想象能力,想象能力可以促进学生创造性思维能力的发展。在学生想象能力的培养中,空间想象能力的培养尤为重要。由于其独特的要素和难点,它被视为小学数学教学过程中的重点任务之一。那么什么是空间想象呢?空间想象是人们对客观事物的空间形态进行观察、分析和抽象的能力。这种数学能力的特点是在头脑中形成研究对象的空间形状和简明结构,在头脑中思考对物理对象进行的一些运算。在数学教学中,培养学生的空间想象力,探索小学生空间想象力的发展和训练策略,对提高学生的数学素质,完成数学教学任务具有重要意义。那么,如何培养小学生的数学空间想象能力呢?通过日常教学实践的积累,我认为从以下几个方面训练效果比较好。

第一,联系现实生活,教育学生学会观察,增强直观体验。

现实生活是丰富多彩的,而数学是抽象枯燥的。如果不把两者联系起来,学生难免会觉得枯燥乏味。对于小学生来说,很难建立空间的概念,只能借助学生从生活中获得的大量感性材料来进行。因此,在教学中要引导学生经常利用图形的特点进行想象,解决生活中的各种实际问题,培养和发展学生的空间想象力。空间概念的建立和空间想象力的培养新课改《标准》中明确指出,要从最简单的图形识别开始,先认识长方体、正方体、三角形、平行四边形、圆形等简单图形,再逐步认识这些图形。这都属于理解的层面,所以在教学中要结合大量的现实生活,引导学生将生活中感受到的图形与相应的知识联系起来,不断增强直观体验,理解图形。关注学生生活实际,选取大家熟悉的实物例子。比如“物体分类”的主要任务就是视觉识别物体的四种形状及其名称。结合学生日常看到的球、积木、铅笔盒、茶叶罐,通过收集、观察、触摸、分类、讨论等活动,引导学生对一些常见的几何体形成直观感受。为了直观地识别物体的形状,除了分类活动之外,它们的形状也是由物体或模型来讲述的,生活中的这个形状就是由形状来讲述的。同时,教师可以设计和组织对同一物体从不同方向的观察,让学生感受到从不同方向看到的物体形状一般是不一样的。比如,在学习观察物体一章的内容时,学生可以直接从不同的角度观察一个长方体或正方体,最多看到几个面,让学生有亲身体验,教学效果会事半功倍,充分说明教学与学生的生活经验是一致的。在这项活动中,涉及到学生的空间想象和几何图形的记忆,这是发展空间概念的重要基础。

二、学会正确测量,掌握图形,加深学生空间想象的思维能力。

学会测量物体是小学数学教学的内容之一。通过对物体的测量,有助于形成和加深学生的实体概念和空间感,有助于发展空间思维。教材要求首先要用不同的方法测量物体的长度,认识到建立统一的计量单位的重要性,能够测量具体图形的周长和面积,用自己选择的单位估算和测量图形的周长和面积,进而探索和掌握圆的周长和面积的公式,理解体积的含义和计量单位。因此,学习测量与体验图形的教学策略,应注重将物理图形的测量与抽象思维计算结合起来。这还是需要从学生的生活情境或者具体的事物来关注教学内容。比如让学生用长方形和正方形的周长和面积的计算方法来解决生活中的简单问题,让学生认识到数学知识与日常生活的联系。其次,要加强学生的动手实践,让学生感受到计量的意义,建立对计量单位的理解和选择,进而培养学生的估算意识。例如,在实践中,有“你估计你的铅笔盒有多长,你的橡皮有多长,你的桌子有多长?”?测量结果如何?“这样的问题有利于空间思维的发展。此外,还要通过合作学习、学生互动交流等新的学习方式的应用来加强实践和体验,因为测量需要互助合作才能完成。在教学中,我们引导学生测量一片叶子的周长,自己的周长等等。学生在合作交流中互相帮助测量,总结测量结果,有助于体验不同的图形。甚至可以借助游戏,组织学生进行“行走”、“估算”、“思考”等活动,让学生体验1 km的长度,帮助学生逐步发展空间概念。

第三,培养动手操作能力,体验位移,理解图形与位置的关系。

空间想象的内容包括位置的确定、道路地图的认知、图形的抽象表示等。这就需要培养学生建立空间概念,体验图形的位移感和方向感,确立物体的位置,形成空间想象能力。这不仅是为了让学生观察、体验和描述上下左右前后的相对位置关系,也是为了具体操作和增加实践活动。首先要再现生活经验,建立空间的概念。让学生观察物体的位置,学会用方位词描述物体的方向,学会看简单的路线图,试着理解物体的阴影是如何形成的,能根据光线的方向分辨出物体的阴影。比如方向盘,轮子,硬币等等都是用生活中的例子来说明的。其次要引导学生操作,通过拼、剪、折、测等活动调动多种感官,容易形成空间的概念。

第四,通过绘制三维图形,培养学生的空间想象能力。

立体几何的研究对象是空间图形。为了研究方便,我们需要在纸上或黑板上画出空间图形。因为纸和黑板的表面都可以看作平面,所以要学习空间图形的直观画法。画直观图的目的是解决对三维图形的认识和理解,加强对三维图形本质的理解。在整个教学过程中,要循序渐进地引导学生掌握绘制直观图的一般方法,有计划地提高学生的绘图能力。立体图形绘画要有平面上的立体感。画的形状不可能和实物一模一样,而是立体图形在平面上的投影。画出的图形不仅要有立体感,还要表达图形主要部分的位置关系和度量关系,所以画好图形是学习的关键。首先要从画平面开始,先画一个水平放置的平面,逐渐画出从不同角度观察的两个平面的交点。教学时要强调画图的要领,要求学生画图准确,养成良好的画图习惯。首先,我们可以用观察和绘画。其次要学习“水平放置的平面图形直观图形的画法”,这是画简单几何图形的基础。总之,只有画得好,才会显得立体,这对培养学生的空间想象力,解决立体问题很有帮助。另外,多看看课本上的图,找出画图的规律,自己多练习,慢慢就能把图画好了。空间想象能力是通过例子净化思维,在大脑中抽象出空间中的实体,在大脑中进行分析推理。其他能力的培养必须在学习、理解、训练、应用中发展。特别是为了培养这些能力,老师们会精心设计“智力课堂”和“智力问题”。比如解题时一题多解,举一反三训练分类,应用模型,计算机等多媒体教学都是数学能力培养的课程。在这些课程中,学生必须全身心的投入,全方位的参与,最终实现自己各方面的全面发展。

爱因斯坦说,“想象力比知识更重要,因为知识是有限的,而想象力概括了世间万物,推动了进步,是知识进化的源泉。”空间想象能力的培养,立体几何肩负着特别重要的任务,但仅靠立体几何教学来培养是不够和全面的,应该在各科甚至其他学科相关内容的教学过程中共同培养。教师要时刻注意数形结合,通过定量分析加深对图形的理解和想象,从数的变化中想象出形状的变化。相反,我们也可以从形状的变化来研究数的变化。这是丰富和发展空间想象力,培养和提高学生抽象思维和辩证思维能力的一个极其重要的方面,绝不能忽视。“空间想象力的培养是一个从无到有、从无到有的过程,但能力的培养不是一两节课就能做到的,必须贯穿教学始终;应该注意克服学生中的恐惧心理,激发他们的学习热情。在数学教学活动中要重视学生想象力的培养,充分挖掘一切能引起学生活跃思维的因素,通过多种途径培养学生的空间想象力。