说说怎样在几何教学中培养学生的空间观念 《几何教学中如何培养学生的空间观念》

www.zhiqu.org     时间: 2024-06-16
数学研究的对象不仅有数还有形,形和数一样,在日常生活和实际中有着广泛的应用。在几何形体教学中,让学生更好地掌握有关形体这部分的知识,这就有待于我们要加强对学生的空间观念的培养了。所谓空间观念,就是指在空间知觉的基础上形成的关于物体的形状、大小、相互位置关系的表象。学生具有良好的空间想象能力,这对于他们学习其他方面的知识也有很大的辅助作用。那么,几何形体教学如何培养学生的空间观念呢?我认为必须从几个方面加强训练,才能更好地培养学生的空间观念。
一、在加强操作训练中,获得空间观念
数学理论证明,加强动手操作,让学生的多种感官参与学习活动,不仅能使学生对所学知识理解得更深刻,还可使具体事物形象在头脑中得到全面的反映,从而促进空间观念的形成。例如,教学圆柱体的表面积计算时,让学生操作训练把自己做的圆柱纸筒展开,引导学生观察展开后的纸筒一共有几个面?是哪几个平面(纸的厚度忽略不计)?思考圆柱的表面积应该包括哪几个平面的面积?引导学生通过观察、比较,明确侧面积与表面积之间的关系,归纳出圆柱的表面积计算方法。由于学生积极参与了整个公式的推导过程,在深刻理解圆柱体表面积的计算方法的同时,空间观念也得到了培养。
二、从加强观察比较训练中,发展空间观念
突出几何形体知识间的联系和对比,对于学生在比较中发展空间观念起到一定的搭桥作用。例如,教学正方形和长方形的面积计算,先让学生比较它们的异同,认识正方形是特殊的长方形,明确它们是特殊与一般的关系,这样学生学会计算长方形的面积的同时,再借助图形的变换导出正方形的面积计算公式。教学圆柱的体积计算时,要注意结合与表面积计算的对比,通过对比,使学生既弄清两个概念之间的联系和区别,又发展了空间观念。
三、从加强迁移运用训练中,深化空间观念
在初步形成概念的基础上,要重视知识的迁移运用,加深对知识的理解,完善几何形体的空间观念。例如,教学平面几何图形的面积计算时,其实长方形面积公式是导出其他平面图形面积公式的基础,教学中可以设计各种变式图形让学生辨别,帮助学生形成空间观念。另外,在运用中还要注意联系实际,引导学生运用所学知识解决实际问题。如教学圆柱的表面积计算时,可以设计一些生活中遇到的实际问题,如计算烟囱需要多少铁皮,圆柱体水池抹上水泥的面积等,这样通过知识的迁移运用训练中,既加强了几何形体与实际的联系,提高了学生解决问题的能力,又深化了学生的空间观念。
因此,在几何形体教学中,通过上述几方面的训练,有效地加强对学生的空间观念的培养,不但使学生获得了几何形体的初步知识,而且还有利于发展学生的思维,培养学生的创新意识。如教学梯形的面积计算时,可以启发学生找到梯形任意一条腰的中点,把梯形剪拼成一个上底与下底成一直线的三角形进行计算。这样,学生不但学到了知识,还开拓了视野。
总而言之,培养学生的空间观念,的确有助于学生思维的培养,有助于学生更好地认识现实世界,解决生活中的实际问题,又为进一步系统地学习几何形体打下良好的基础。

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《数学课程标准》中指出,“空间观念”指能由实物的形状想象出几何图形;由几何图形想象实物形状,进行几何体与其三视图、展开图之间的转化;能从较复杂的图形中分解出基本的图形,能描述实物或几何图形的运动变化;能采用适当的方式描述物体间的相互关系;能运用图形形象地描述问题,利用直观进行思考。 发展学生的空间观念,除了七年级上册第一章丰富的图形世界和九年级上册视图投影外,还有位置的确定,图形的变换,如轴对称,中心对称,平移,旋转,位似图形等变换的教学内容,都可以发展学生的空间观念,在处理这些内容的时候,我们应该:
一、利用已有平台,让学生从实际生活中积累空间观念
利用学生已有的生活经验,借助于学生生活密切相关的现实事例,设计恰当的教学情境,激发学生的学习几何的兴趣。通过学生动眼看,动手做,动口说,动耳听,动脑想,发展学生的合情推理能力。例如收集超市出售一种圆筒状包装的保鲜膜的相关数据,其规格为“20 cm × 60 cm”,经测量这筒保鲜膜的内径、外径的长分别为3。2 cm,4。0 cm,则该种保鲜膜的厚度约为多少?(π取3。14,结果保留两位有效数字)解题时利用圆筒状包装的保鲜膜的体积不变列方程求解,圆筒状包装的保鲜膜的体积=保鲜膜展开后的体积,设保鲜膜的厚度为x cm,由题意得方程
,解得 .
 二、积极发挥学生的主观能动性,注重培养学生的空间观念
空间观念是空间想象力的基础,是重要的数学素养。在几何知识教学过程中,要培养学生按照一定目的,有顺序、有重点地去观察,在反复细致观察的基础上,让学生展开丰富的空间想象。要充分体现学生的主体性,发挥学生的主观能动性,鼓励学生大胆操作。让学生借助视觉、触觉等活动认识理解几何图形,并且动手制作相应的几何图形。这样让学生通过自己的亲身体验获得对几何图形知识的深刻理解,从而形成稳固、清晰的空间观念。例如在丰富多彩的图形学习时,要求学生总结出正方体的展开图有几种情形时,我在教学时要求学生带剪刀自己操作,小组探究合作完成任务。完成任务后进一步探究哪些图形不可能是正方体的展开图。
又如求截正方体截面形状时,要求学生自己做模型,找结论。有的学生截用纸盒做的正方体只能得出简单的截面形状结论,有的学生截用橡皮泥或萝卜做的正方体得出丰富的截面形状结论,还有的学 生更绝,把水装入用玻璃做的正方体中,晃动水面得出截面形状结论。
三、加强学生合作交流和研究性学习,和几何建模以及探究过程,以培养学生的交流能力和研究意识。
四、加强应用方面的要求,使学生能够有意识地将学到的几何知识用应到实践中去。象求蚂蚁沿四棱柱表面爬,求它爬行的最短路径的长是多少?实际上,这是棱柱侧面展开问题,学生都能熟练解决。

怎样在几何教学中培养学生的空间观念
对于空间观念这个核心概念的培养,首先我们要非常重视二维和三维图形的转换。教学中我们多选择这方面的问题让学生思考,教学中可选这样例子:
如图
1
,这是一个几何体的三视图,如果一只蚂蚁要从这个几何体中的点
B
出发,沿表面爬到
AC
的中点
D
,请你求出这个线路的最短路程。

学生解决这个问题时,需要将立体图形转化为平面图形来考虑,这种二维与三维图形的转换对发展学生的空间观念是非常有益的。
其次,空间观念的培养要突出想象这一核心要素的培养。比如,在图
2
的正方体中,求∠
BAC
的度数。

这个问题需要学生将看到的二维图形去想象和它对应的三维图形,这样学生才能明确△
ABC
是等边三角形,从而知道∠
BAC
等于
60
°,如果学生缺乏这种想象能力,他就很可能从二维的角度去猜测∠
BAC
的度数,如
30
°、
45
°等。所以教学中,我们要结合立体几何的学习内容,像展开与折叠、截几何体、视图与投影等,还包括平移、旋转等图形变化方面的内容,让学生去研究、探索、交流、表达,说出他的感受,说出他的想象,充分地留给学生感受体验的过程。唯有过程充分了,观念和能力才能有所提升,才能将学生空间观念的培养真正落实。

几何直观是这次新增加的一个核心概念,它反映了一个学生能否把他的理解用一种适当的方式表达出来,能否用图形的方式来去帮助别人、帮助自己,去理解一个可能不太容易理解的问题。我们在教学中可以选择这样的例子,让学生感受图形的直观性的优点。例如这样一道题:
在图
3
中求第
10
次剪取后,余下的所有小三角形的面积和。
在这个问题中需要计算
1/2+

1/2

2
+

1/2

3
+...+

1/2

9
,这用代数的方法计算有一定的难度,如果结合图
4
,即从图形的角度来理解,就比较容易得出计算结果为
1-

1/2

9


再如,
x3 - 2x2-1=0
的实数根有几个?很少有学生回答得出,较多学生试图通过代数法解方程来求解。而本题如果把方程变形为
x2-2x=1/x
,利用图象法(如图
5
),则答案直观明了。因此,我们在教学中,应重视图形的运用,让学生学会借助图象,便问题变得直接简单,从而培养学生几何直观的能力。


总之,空间观念和几何直观是数学教育的两个重要方面,在教学中要利用恰当的载体予以渗透和培养,只有这样才能提高学生数学素养。


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