如何学习小学数学几何

什么是“几何”?弗里登塔尔认为,所谓的几何就是把握空间,而这个空间就是儿童生活和运动的空间。所以“几何”也叫“空间几何”。严格意义上的空间几何主要是研究事物的空间形态或关系的学科。我们首先要明确,作为小学数学课程的空间几何与作为数学科学的空间几何是不同的:

1,作为数学科学的空间几何

(1)是一个完整的知识体系。

(2)它是一种证明几何,或者叫证明几何。

(3)它存在于一个严格的公理系统中。

2.作为小学数学课程的空间几何。

(1)是几何最基础的部分。

(2)它是直观几何,或者叫经验几何和实验几何。

(3)它存在于一个松散的地方组织中。

在明确了小学数学几何和数学课程几何的区别之后,就要研究如何更有效地学习小学数学的几何。以下分为三个部分:

一,小学几何学习的基本分析

这部分分为三个知识点:

(一)、小学数学几何学习的基本内容:

即我们所说的“空间与图形”包括:对简单几何物体的认识、变换(包括平移、旋转和对称等。)、位置、图形测量、简单图形周长、面积、体积的计算、方向的理解、平面坐标的初步经验等。

(二)、小学数学几何学习的基本目标:(表现在两个方面)

1,来自活动的特征

(1)可以从实物的形状想象几何图形,也可以从几何图形想象实物的形状;

(2)可以将基本图形从较复杂的图形中分离出来,分析基本元素及其关系;

(3)能描述物体或图形的运动和变化;

(4)能以恰当的方式描述物体之间的位置关系,或能用图形形象地描述问题,直观地思考。

2、从内容的特点来看。

(1)使学生获得关于直线、角度、简单平面图形和三维图形的感性图像(空间表象)。

(2)使学生建立关于长度、面积或体积的基本概念。

(3)不太远的物体方位、距离、大小都能正确估计。

(4)它可以从更复杂的图中区分具有各种特征的图。

(三)、小学数学几何学习的基本特点:(两点)

1.体验是儿童几何学习的起点。

儿童的几何学习不同于成人(或高年级学生)。他们不是从几何学的公理系统出发,而是从已有的经验出发。在玩各种积木或玩具的过程中,在选择和使用各种家用电器的过程中,在儿童接触到的各种自然现象中,甚至在过家家的游戏中,逐渐感受到各种电器的几何特征。

2.操作是儿童建构空间表征的主要形式。

儿童几何不是论证几何,而是更直观的几何,直观几何是经验几何或实验几何。所以,孩子的几何知识和空间概念的形成,更多的是靠动手操作。在这个过程中,儿童通过不断尝试构建、选择分类、组合分解等活动,增加阅历,积累经验,丰富想象力。

二,儿童空间概念形成的基本特征

发展儿童的空间概念是小学数学几何学习的基本价值。

所谓空间概念,是指物体的形状、大小、位置、距离和方向在人们头脑中的形象,是经过加工的空间知觉所形成的表象。下面结合实例从“思维发展”和“空间概念形成”两个方面来谈谈“空间概念”。

(一)儿童几何思维水平的发展:

1,0级阶段(前认知阶段)

1)直线和曲线(可以区分直线)

(2)正方形和平行四边形(无法区分面)

2.1级阶段(可视化阶段)

(1)四边形和三角形(可以通过边数来区分)

(2)正方形和菱形(不能从角度的特征上区分)

(3)长方形和长方体(无法区分面和体)

3.2级阶段(描述/分析阶段)

(1)矩形、四边形和三角形(不同的分类方法代表不同的级别)

(2)矩形是一种特殊的平行四边形(它不能区分图形的固有性质和特征)。

4.三级阶段(抽象/相关阶段)

(1)平行四边形被切割成矩形。

(2)将三角形拼接成平行四边形

(可以通过动手操作将新知识转化为旧知识来学习)

(3)长方形和长方体(能区分脸和身体)

(2)儿童空间概念形成和发展的基本特征(三分)

1,儿童空间想象力的发展

所谓空间想象能力,是指对客观事物的空间形态进行观察、分析、概括和抽象的能力。

低龄阶段的孩子基本上开始学习“二维图形”,但是已经积累了很多“三维”的几何经验。在对“二维”图形进行空间思维的过程中,他们往往会把自己附着在相应的直观物体上,比如让学生举例说明生活中哪些物体的形状是长方形的。学生经常会举起课桌之类的东西,很难抽象出桌面的形状是长方形。即使是高年级,在学习“圆的认识”时,也会受到直观对象“球”的干扰。

2.儿童空间概念的主要心理特征。

(1)非常依赖直觉。

“封闭区”往往比“开放区”更直观。比如三角形的性质可能比对角线更容易理解;周长可能比面积更容易理解。就像我们听说很多老师总是让学生通过自己的手触摸来体验“脸”的大小,并与周长进行比较,从而逐渐对“面积”有所了解。

(2)用经验思考和描述自然或概念。

无法用精确的语言来描述圆,“在圆上”、“圆内”、“圆外”等概念只能以“在圆上”、“在圆内”、“在圆外”为基础。

(3)空间概念的形成依赖于渐进的过程。

学龄前儿童已经知道三角形,但这只是对形状的初步感知。在较低的年份,他们能以“三面包围”的直观特征识别人物。只是到了稍微高一点的年龄,我们才逐渐对“三角形”的性质有了认识

(4)图形外显性强的因素容易被感知。

对“角”本质属性的理解,往往侧重于组成角的两条边的长度,而忽略了两条边的“张开”程度。也是因为边长的视觉刺激明显大于两边的“开放”程度。甚至前几天我问同学如果用放大镜看角度会有多大,他们居然说角度会变大。

(5)图形性质之间的关系有一个逐渐认识的过程。

高一学生只能识别长方形、正方形、三角形、圆形的形状;二、三年级时,学生不仅能认识矩形、正方形、梯形、平行四边形等平面图形,还能分析这些图形的基本性质,对圆柱体、球体有初步认识;四五年级,我能深入分析图形的本质和关系;到了六年级,学生能更好地掌握三维图形的特点。可见,学生对图形的掌握和空间概念的发展是一个循序渐进的过程。

(6)图形的识别依赖于标准形式。

一位老师在上“认识三角形”这门课的时候,为了让学生更好地理解“高度”的概念,她先从一个直立放置的三角形入手,让学生画出一个高度。然后她旋转三角形,把它变成一个倒三角形。当她问学生现在还是三角形的高度吗,学生认为不高。可见,学生对图形的识别仅仅依赖于标准形式。一旦成为“异体字”,学生就更难识别了。

(7)逐渐形成基于平面重建的三维图形的空间想象能力。

有的老师在学生第一次学“长方体”的时候,用三根“杆状天线”把自己的三个点按照长宽高三个维度焊接在一起。然后通过不断向三个方向拉动天线的长度,让学生在脑海中重现相应大小的形象,从而发展儿童的空间想象力。

3.儿童形成空间概念的主要知觉障碍。

1,空间识别障碍空间识别能力表现为空间方位感,这是日常生活中以及空间几何学习中非常重要的能力。比如估计一个要去的地方的大致方向,就像平时很重要的方向感;估计两个物体之间的近似距离等。,都涉及到空间识别的能力。而这些能力将在我们未来的生活中发挥巨大的作用。

2.视觉障碍

比如让学生解决“教室的墙壁和天花板要刷多大面积”或者“游泳池怎么贴瓷砖”的问题,其实就是关于一个长方体的表面积问题。因为学生看到教室是一个完整的长方体,往往会忽略一个面不包含在内的问题。

三,小学几何教学的主要策略

我在前面的《几何学习的基本特征》中也强调了两点:经验是儿童几何学习的起点;操作是儿童建构空间表征的主要形式。针对这两个特点,我们在几何教学中应注意以下三个策略:

(一)关注儿童的生活体验

(1)利用操作经验获取物体形状特征知识。

比如三角形的分类,可以给学生一些不同形状的三角形,让学生根据自己的理解进行分类,不同的分类表现出自己对物体物理特征的表征。

(2)利用已有的关于图形形式的经验来帮助概括图形的本质。

比如学习平行四边形和梯形的时候,是在学生学习矩形和正方形之后。学生自然会按照分析长方形和正方形的方法,从边和角两个方面来分析自己的特点。

(2)被观察对象的物理特征是基础。

(1)观察物理特征是获得物体属性的基础。

比如长方体有一个特点就是两个面都是正方形,学生很难凭空想象出其他四个面的关系。要通过物理观察让学生明白,它的宽和高是相等的,所以其他四个面大小完全相等,从而得出性质,得出结论。

(2)注意变体的使用

如上所述,当你知道三角形的高度时,你应该使用更多的变体来加深学生对“高度”概念的理解。再比如,在知道圆的半径和直径的情况下,不必过分强调概念,而应该多练习变式,通过反例来加强学生对半径和直径的理解。

(3)加强动手操作

(1)建筑活动

我在“三维图形的整理与复习”的时候,让学生们通过“一个一个的搭建”的方式,帮助他们思考制作一个立方体每边都有一个直孔的长方体,让学生们更好的理解有七个小立方体被挖了出来。

(2)切割和折叠活动

比如在“三角形内角之和”一课中,学生可以通过剪切和折叠得到三角形内角之和为180度。

(3)物理操作活动

学生在学习圆锥体的体积公式时,必须通过物理运算,找出等底、等高的圆柱体与圆锥体的关系,从而得出计算圆锥体体积的公式。

(4)测量活动

在“三角形内角之和”一课中,学生一开始提出的验证三角形内角之和是否为180度的方法是一种测量的方法,这个测量活动也是必须的。只有引起认知冲突,才会更深入地解决“错误”的问题,才会更好地引出剪、拼、折的方法。

(5)绘图活动

第四,丰富的想象力和有效的沟通

发展儿童的空间想象力是小学几何学习的重要任务,丰富的想象力是发展学生空间想象力的有效途径。空间想象不仅包括对三维图形的想象,还包括对平面所代表的三维图形的透视能力和对图形进行再创造、组合或分解的能力。(这让我想起了一个立体图)有效的交流也是促进学生几何语言发展的有效手段。

我的思考:鉴于以上收获,引发了我的思考。

给孩子留一个想象的时间和空间。

直观演示,该出手时才出手!

子曰:“不怒则不怒。”只有在学生独立思考和想象的基础上,当学生的空间想象能力达不到一定高度时,才能进行示范和启发,从而更好地培养学生的空间概念。这不正是我们小学数学几何教学应该追求的目标吗?希望我今天的粗浅看法能给你带来一些思考!