王俊力
何謂“幾何”?弗賴登塔爾認為,所謂幾何就是把握空間,而這個空間對兒童來說,就是他們生活和運動的空間。因此,“幾何”又稱為“空間幾何”,從嚴格意義上講,空間幾何主要就是研究事物的空間形式或關系的一門學科。我們首先要弄清楚,作為小學數學課程的空間幾何,與作為數學科學的空間幾何是有區別的:
1、作為數學科學的空間幾何
(1)是一個完整的知識體系
(2)是一種論證幾何,或稱之為證明幾何
(3)是存在于嚴密的公理體系之中的
2、作為小學數學課程的空間幾何
(1)是幾何學中最基礎的部分
(2)是一種直觀幾何,或稱之為經驗幾何、實驗幾何
(3)是存在于不太嚴密的局部組織之中的
明確了小學數學幾何與數學課程幾何的不同點之后,就要來研究究竟如何更加有效地進行小學數學的幾何學習呢?下面分三個部分:
一、小學幾何學習的基本分析
(一)、小學數學幾何學習的基本內容:
也就是我們所說的“空間與圖形”,具體內容有:簡單幾何形體的認識、變換(包括平移、旋轉和對稱等)、位置、圖形測量、簡單圖形的周長、面積與體積的計算、方向的認識以及平面坐標的初步體驗等。
(二)、小學數學幾何學習的基本目標:
1、從活動的特征表述
(1)能從實物的形狀想像出幾何圖形,或由幾何圖形想像出實物的形狀;
(2)能描述出實物或圖形的運動和變化;
(3)能采用適當的方式描述物體間的位置關系,或能運用圖形形象地描述問題,并利用直觀來進行思考。
2、從內容的特征表述
(1)使學生獲得有關線、角、簡單平面圖形和立體圖形的知覺映象(空間表象)
(2)使學生能建立有關長度、面積或體積等的基本概念
(3)能夠對不太遠的物體間的方位、距離和大小有較正確的估計
(4)能從較復雜的圖形中辨別有各種特征的圖形
(三)、小學數學幾何學習的基本特點:
1、經驗是兒童幾何學習的起點
兒童的幾何學習與成人(或更高年級學生)不同,他們不是以幾何的公理體系為起點的,而是以已有的經驗為起點的。
2、操作是兒童構建空間表象的主要形式
兒童的幾何不是論證幾何,更多的是屬于直觀幾何,而直觀幾何就是一種經驗幾何或實驗幾何,因此,兒童獲得幾何知識并形成空間觀念,更多的是依靠他們的動手操作。
二、兒童形成空間觀念的基本特征
1、水平0階段(前認知階段)
(1)直線和曲線(線能區分)
(2)正方形和平行四邊形(面不能區分)
2、水平1階段(直觀化階段)
(1)四邊形和三角形(能從邊的數量上去區分)
(2)正方形和菱形(不能從角的特征上去區分)
(3)長方形和長方體(不能區分面和體)
3、水平2階段(描述/分析階段)
(1)長方形、四邊形、三角形(不同分類方法代表不同水平)
(2)長方形是特殊的平行四邊形(對圖形內在性質和特征不能區分)
4、水平3階段(抽象/關聯階段)
(1)平行四邊形剪拼成長方形
(2)三角形拼成平行四邊形
(3)長方形與長方體(能區分面和體)
三、小學幾何教學的主要策略
(一)注重兒童的生活經驗
(1)利用操作體驗來獲得對象形狀特征的認識
比如《三角形的分類》可以給定學生一些不同形狀的三角形,讓學生按自己的理解去分類,而不同的分類就顯示著他們對對象形體特征的表征。
(2)利用已經建立的有關圖形形體經驗幫助概括圖形的性質
比如學習平行四邊形和梯形時,是在學生學習了長方形、正方形之后的,學生自然會按分析長方形、正方形的方法,從邊、角的方面去分析它們的特征。
(二)觀察對象的形體特征是基礎
比如長方體中有一種特殊的是有兩個面是正方形的,讓學生憑空去想象其余四個面有什么關系是十分困難的,必須通過實物的觀察,讓學生明白它的寬和高相等,因此其余四個面是大小完全相等的,從而獲得性質,得出結論。
(三)強化動手操作
(1)搭建活動
我在上《立體圖形的整理和復習》時,讓學生通過“搭一搭”幫助學生思考在立方體每個面都打一個直穿洞口的長方體,使學生較好地理解被挖掉的有7個小立方體。
(2)實物操作活動
在學習圓錐的體積公式時,必須讓學生通過實物操作,發現等底等高的圓柱和圓錐之間的關系,從而得出圓錐體積計算公式。
(3)測量活動
《三角形的內角和》一課,學生最初提出的驗證三角形內角和是否為180度的方法都是量一量的方法,這個測量活動也是很有必要的,只有引發認知沖突,才會更深入地解決“誤差”的問題,更好地引出剪拼、折疊的方法。
發展兒童的空間想像能力是小學幾何學習的重要任務,而豐富的想像是發展學生空間想像力的有效方式,空間想像力不僅包括對方位、立體圖形的想像,還應該包括對平面表示的三維圖形的透視能力,以及對圖形的再造、組合或分解能力。
在《小學數學圖形與幾何》的教學中動手實踐、自主探索與合作交流是學生學習數學的重要方式。在合作中進行學習,體驗合作學習的必要性和樂趣。同時在相互交流中,不斷培養學生的參與意識,通過與他人的交流,感受不同的思維方式和思維過程,學會用不同的方式思考問題,嘗試不同的探索方式,不斷提高思維水平。