小學(xué)數(shù)學(xué)課堂中空間想象力的培養(yǎng)

摘 要：小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，空間想象力的培養(yǎng)是幾何教學(xué)的重要目標(biāo)之一.教師在軸對(duì)稱教學(xué)中通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境、提供具體操作機(jī)會(huì)和引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中的軸對(duì)稱現(xiàn)象等方式，不但給學(xué)生提供了參與數(shù)學(xué)活動(dòng)的機(jī)會(huì)，還讓學(xué)生在知識(shí)儲(chǔ)備和心理方面得到發(fā)展，使學(xué)生的空間想象力得到提升.因此，小學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)該重視具體操作，加強(qiáng)生活聯(lián)系，創(chuàng)新教學(xué)方法，通過(guò)多樣化的教學(xué)活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力.

關(guān)鍵詞：空間想象力；“軸對(duì)稱”；幾何直觀

空間想象力是學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的重要能力之一，對(duì)學(xué)生掌握幾何概念、理解空間關(guān)系具有重要意義.小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)要重視培養(yǎng)學(xué)生的空間觀念和幾何直觀能力.軸對(duì)稱作為小學(xué)數(shù)學(xué)中重要的幾何內(nèi)容，其教學(xué)過(guò)程蘊(yùn)含著豐富的空間想象力培養(yǎng)契機(jī).然而，當(dāng)前小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中普遍存在重概念輕體驗(yàn)、重結(jié)論輕過(guò)程等問(wèn)題，不利于學(xué)生空間想象力的發(fā)展.本文主要探索在軸對(duì)稱教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生空間想象力的有效策略.

1 培養(yǎng)小學(xué)生空間想象力的必要性

在數(shù)學(xué)學(xué)科中，空間想象力是一種用于圖象處理與視覺(jué)感知的思維能力，對(duì)小學(xué)生的幾何認(rèn)知和數(shù)學(xué)思維發(fā)展起著決定性作用.^［1］在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力不僅能提高學(xué)生的幾何思維水平，更能促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的全面發(fā)展.通過(guò)系統(tǒng)化地培養(yǎng)空間想象力，學(xué)生能夠建立起對(duì)數(shù)學(xué)概念的直觀認(rèn)識(shí)，形成良好的空間觀念，為今后的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).

1.1 促進(jìn)幾何概念的深入理解

幾何概念的形成過(guò)程需要以空間想象力為支撐.在軸對(duì)稱教學(xué)中，學(xué)生需要通過(guò)想象將平面圖形進(jìn)行折疊、旋轉(zhuǎn)等，這種空間想象力的運(yùn)用有助于學(xué)生理解對(duì)稱軸、對(duì)稱點(diǎn)等抽象概念.^［2］當(dāng)學(xué)生觀察到蝴蝶翅膀的對(duì)稱性時(shí)，通過(guò)空間想象，能夠?qū)⒕唧w的視覺(jué)形象轉(zhuǎn)化為抽象的數(shù)學(xué)概念，理解軸對(duì)稱圖形的特征.這種從具象到抽象的轉(zhuǎn)化過(guò)程，不僅加深了學(xué)生對(duì)軸對(duì)稱概念的理解，還幫助學(xué)生建立起清晰的幾何直觀.通過(guò)對(duì)稱性的探索和發(fā)現(xiàn)，學(xué)生能夠準(zhǔn)確把握?qǐng)D形的位置關(guān)系、形狀特征，進(jìn)而構(gòu)建完整的幾何認(rèn)知體系.

1.2 發(fā)展數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)

空間想象力的培養(yǎng)與數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展密不可分.在軸對(duì)稱的學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)觀察、操作和思考，不斷發(fā)展空間觀念，提升幾何直觀能力.^［3］當(dāng)學(xué)生嘗試將一張紙對(duì)折并剪出對(duì)稱圖案時(shí)，需要運(yùn)用空間想象力預(yù)測(cè)剪切后的效果，這種預(yù)測(cè)和驗(yàn)證的過(guò)程培養(yǎng)了學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象能力和邏輯推理能力.同時(shí)，在探索軸對(duì)稱圖形的過(guò)程中，學(xué)生需要運(yùn)用數(shù)學(xué)思維分析圖形特征，建立空間關(guān)系，這種思維過(guò)程有效促進(jìn)了數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)中推理能力和空間觀念的形成.

1.3 提升解決實(shí)際問(wèn)題的能力

空間想象力的培養(yǎng)直接影響了學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力.在日常生活中，諸多現(xiàn)象和問(wèn)題都與軸對(duì)稱密切相關(guān)，如建筑設(shè)計(jì)、藝術(shù)創(chuàng)作等.通過(guò)空間想象力的培養(yǎng)，學(xué)生能夠?qū)?shù)學(xué)知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活緊密聯(lián)系，當(dāng)觀察到建筑物的對(duì)稱美時(shí)，能運(yùn)用軸對(duì)稱知識(shí)分析其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；在進(jìn)行美術(shù)創(chuàng)作時(shí)，能運(yùn)用對(duì)稱原理設(shè)計(jì)圖案.^［4］這種將數(shù)學(xué)知識(shí)遷移到實(shí)際情境中的能力，不僅體現(xiàn)了學(xué)生對(duì)軸對(duì)稱概念的深刻理解，更展現(xiàn)了解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力.通過(guò)不斷強(qiáng)化空間想象力，學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力得到顯著提升.

2 軸對(duì)稱教學(xué)中空間想象力培養(yǎng)存在的問(wèn)題

在當(dāng)前小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，空間想象力培養(yǎng)存在著教學(xué)過(guò)于抽象、實(shí)踐機(jī)會(huì)不足、生活聯(lián)系缺乏等問(wèn)題.這些問(wèn)題制約了學(xué)生空間想象力的發(fā)展，影響了軸對(duì)稱知識(shí)的有效掌握，亟須在教學(xué)實(shí)踐中加以改進(jìn)和突破.

2.1 教學(xué)過(guò)程過(guò)于抽象化

軸對(duì)稱教學(xué)中普遍存在著過(guò)度強(qiáng)調(diào)概念定義和性質(zhì)總結(jié)的現(xiàn)象.教師往往直接向?qū)W生灌輸“對(duì)稱軸”“對(duì)稱點(diǎn)”等抽象概念，急于引導(dǎo)學(xué)生歸納、總結(jié)軸對(duì)稱圖形的特征.在教學(xué)實(shí)踐中，教師更傾向于采用講解和板書的方式呈現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)，而忽視了學(xué)生對(duì)軸對(duì)稱概念形成的認(rèn)知過(guò)程.這種抽象化的教學(xué)方式使學(xué)生難以將幾何圖形與實(shí)際物體建立聯(lián)系，無(wú)法通過(guò)具體形象建立起對(duì)軸對(duì)稱的直觀認(rèn)識(shí).當(dāng)學(xué)生面對(duì)需要想象和推理的軸對(duì)稱問(wèn)題時(shí)，往往表現(xiàn)出理解困難、思維受限的狀況，嚴(yán)重影響空間想象力的培養(yǎng).

2.2 實(shí)踐操作機(jī)會(huì)不足

在軸對(duì)稱教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生缺乏足夠的動(dòng)手操作和實(shí)踐探索機(jī)會(huì).教師過(guò)分注重知識(shí)的傳授，而輕視了學(xué)生通過(guò)折紙、剪紙等具體操作活動(dòng)來(lái)感知和理解軸對(duì)稱的重要性.課堂教學(xué)中，即便安排了動(dòng)手操作環(huán)節(jié)，也往往流于形式，時(shí)間短暫，缺乏深入的探究和體驗(yàn).這種情況導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法通過(guò)親身實(shí)踐建立起對(duì)軸對(duì)稱的空間感知，也失去了通過(guò)操作驗(yàn)證判斷的機(jī)會(huì).當(dāng)學(xué)生需要想象圖形經(jīng)過(guò)對(duì)折后的效果時(shí)，由于缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的支撐，往往表現(xiàn)出空間想象力不足.

2.3 生活聯(lián)系不夠緊密

軸對(duì)稱教學(xué)與學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)嚴(yán)重脫節(jié).教師在教學(xué)中較少引導(dǎo)學(xué)生觀察和發(fā)現(xiàn)生活中的對(duì)稱現(xiàn)象，如蝴蝶的翅膀、建筑物的造型等.課堂上使用的例題和練習(xí)題多局限于教材中的抽象圖形，未能充分利用學(xué)生熟悉的生活素材.這種脫離生活實(shí)際的教學(xué)方式使學(xué)生難以理解軸對(duì)稱的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，也無(wú)法將課堂所學(xué)知識(shí)遷移到現(xiàn)實(shí)生活中.當(dāng)學(xué)生遇到需要運(yùn)用軸對(duì)稱知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，往往表現(xiàn)出知識(shí)運(yùn)用能力不足，難以將數(shù)學(xué)知識(shí)與生活實(shí)踐有效結(jié)合.

3 基于軸對(duì)稱教學(xué)的空間想象力培養(yǎng)模式探究

培養(yǎng)空間想象力需要采用多元化的教學(xué)模式，通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境、實(shí)踐操作和聯(lián)系生活等方式，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探索、深入體驗(yàn)、靈活運(yùn)用軸對(duì)稱知識(shí)，從而實(shí)現(xiàn)空間想象力的有效提升.^［5］

3.1 創(chuàng)設(shè)具體情境，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

以蘇教版《義務(wù)教育教科書數(shù)學(xué)三年級(jí)上冊(cè)》中“軸對(duì)稱”知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)為例，教材精心設(shè)計(jì)了導(dǎo)入環(huán)節(jié)，通過(guò)展示三個(gè)典型實(shí)物圖片引導(dǎo)學(xué)生觀察.教師通過(guò)“這些圖形有什么共同特征”的提問(wèn)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注圖形的特點(diǎn).當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)這些圖形都可以分成相同的兩部分時(shí)，教師及時(shí)引導(dǎo)將實(shí)物圖片轉(zhuǎn)化為平面圖形，幫助學(xué)生建立從具象到抽象的認(rèn)知過(guò)程.隨后，教師系統(tǒng)設(shè)計(jì)了判斷對(duì)稱性的練習(xí)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生觀察各種圖案和英文字母中的對(duì)稱特征.教師注重培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，引導(dǎo)其發(fā)現(xiàn)字母H、O等典型軸對(duì)稱圖形的特點(diǎn).在這個(gè)過(guò)程中，教師適時(shí)設(shè)置“身邊還有哪些對(duì)稱的物體”等開放性問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生將課堂知識(shí)與生活經(jīng)驗(yàn)相聯(lián)系.通過(guò)觀察判斷、比較分析等活動(dòng)，學(xué)生逐步形成了對(duì)軸對(duì)稱的初步認(rèn)識(shí).教師特別關(guān)注學(xué)生的思維過(guò)程，及時(shí)總結(jié)和點(diǎn)撥，幫助學(xué)生建立清晰的認(rèn)知框架.這種由實(shí)到虛、由具體到抽象的教學(xué)設(shè)計(jì)，既符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，又能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，為深入理解軸對(duì)稱概念奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).

3.2 提供操作機(jī)會(huì)，強(qiáng)化空間體驗(yàn)

以蘇教版《義務(wù)教育教科書數(shù)學(xué)三年級(jí)上冊(cè)》中“軸對(duì)稱”知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)為例，教材設(shè)計(jì)了一系列動(dòng)手操作活動(dòng).教師首先引導(dǎo)學(xué)生開展對(duì)折實(shí)驗(yàn)，并提問(wèn)“把這個(gè)圖形對(duì)折，仔細(xì)觀察會(huì)發(fā)生什么”.學(xué)生發(fā)現(xiàn)對(duì)折后兩邊完全重合.通過(guò)這樣的具體操作，學(xué)生直觀理解了軸對(duì)稱圖形的特點(diǎn).在掌握基本概念后，教師展示正方形紙張，準(zhǔn)備開展創(chuàng)作性實(shí)踐.教師提醒學(xué)生注意“在剪之前，要仔細(xì)想想，剪完后圖形會(huì)是什么樣子”.這樣的提醒幫助學(xué)生在動(dòng)手前進(jìn)行“如果沿著這里剪一刀，會(huì)出現(xiàn)什么圖案呢”等想象.教師巡視指導(dǎo)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)典型作品并邀請(qǐng)學(xué)生分享自己的想法.課堂最后，師生共同將作品布置在教室里，開展“軸對(duì)稱作品展”.通過(guò)一系列動(dòng)手實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生在操作中形成了對(duì)軸對(duì)稱的深刻認(rèn)識(shí)，其空間想象力得到了顯著提升.

4 結(jié)語(yǔ)

在小學(xué)數(shù)學(xué)軸對(duì)稱教學(xué)中，通過(guò)創(chuàng)設(shè)具體情境、提供操作機(jī)會(huì)和聯(lián)系生活實(shí)際等策略，能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力.這種教學(xué)模式不僅幫助學(xué)生更好地理解軸對(duì)稱概念，還培養(yǎng)了學(xué)生的空間觀念和幾何直觀能力，為學(xué)生今后的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)奠定了良好基礎(chǔ).在教學(xué)實(shí)踐中，教師應(yīng)重視學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)，加強(qiáng)數(shù)學(xué)與生活的聯(lián)系，促進(jìn)學(xué)生空間想象力的全面發(fā)展.

參考文獻(xiàn)

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