借力信息技術(shù)培養(yǎng)空間觀念

摘要：新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)，借助信息技術(shù)的力量，與數(shù)學(xué)課程深入融合，通過有效利用現(xiàn)代科技手段，提供豐富和多樣化的學(xué)習(xí)資源，設(shè)計充滿活力的教學(xué)活動，以推動數(shù)學(xué)教學(xué)的革新。由此看出，信息技術(shù)日益成為現(xiàn)代課堂教學(xué)活動中不可或缺的助力。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)活動中，恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用信息技術(shù)，不僅能夠充分營造一個良好的情境，激發(fā)小學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，而且能有效幫助學(xué)生更深入地理解相關(guān)內(nèi)容，進(jìn)一步系統(tǒng)地掌握所學(xué)的基礎(chǔ)知識，全面提高對基礎(chǔ)知識的理解和思維能力。關(guān)鍵詞：信息技術(shù)3D模型學(xué)科融合在如今信息化、數(shù)字化快速發(fā)展的時代，空間觀念的培養(yǎng)越來越受到重視。特別是低學(xué)段的學(xué)生，正處于具體形象思維為主的階段，培養(yǎng)他們的空間觀念，對于提高學(xué)習(xí)興趣、提升數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)具有重要意義。學(xué)生的空間觀念是創(chuàng)新思維的重要組成部分，通過培養(yǎng)空間觀念，可以提高學(xué)生的想象力和創(chuàng)新能力，幫助他們更好地理解和解決問題?？臻g思維能力不僅對數(shù)學(xué)、科學(xué)等學(xué)科的學(xué)習(xí)有重要作用，也對語言、社會科學(xué)等學(xué)科的學(xué)習(xí)有所幫助。一、小學(xué)階段空間觀念的主要內(nèi)涵空間觀念主要是指學(xué)生能夠根據(jù)物體特征抽象出幾何圖形，同時能夠想象并表達(dá)物體的空間方位和相互之間的位置關(guān)系，感知并描述圖形的運(yùn)動和變化規(guī)律?？臻g觀念的發(fā)展離不開學(xué)生的操作，學(xué)生在操作過程中應(yīng)能夠感知、想象和表達(dá)圖形的形狀、大小和位置關(guān)系等。使用信息技術(shù)將思維可視化，有助于學(xué)生理解現(xiàn)實(shí)生活中空間物體的形狀，為學(xué)生的學(xué)習(xí)路徑開辟更多的可能性。二、小學(xué)階段培養(yǎng)學(xué)生空間觀念的意義（一）提高空間認(rèn)知能力和理解能力空間觀念是學(xué)生對空間關(guān)系和空間形態(tài)的感知和理解。培養(yǎng)小學(xué)生的空間觀念可以幫助他們更好地理解物體的形狀、大小、方向、距離、位置等基本屬性，提高他們的空間認(rèn)知能力和理解能力。在教學(xué)過程中，借助信息技術(shù)在課堂中的應(yīng)用，可以幫助學(xué)生更加直觀地理解物體的空間屬性。同時，讓學(xué)生用感官直接感知物體，有利于增強(qiáng)他們的空間認(rèn)知能力。信息技術(shù)提供了多元化的學(xué)習(xí)資源和實(shí)踐機(jī)會，有助于擴(kuò)展學(xué)生視野。同時在課堂中組織合作學(xué)習(xí)與討論，可以幫助學(xué)生互相交流、互相學(xué)習(xí)、互相啟發(fā)，從而促進(jìn)空間認(rèn)知能力和理解能力的提高。通過實(shí)物模型輔助教學(xué)、信息技術(shù)和合作學(xué)習(xí)與討論等多種方法，可以有效地提高小學(xué)生的空間認(rèn)知能力和理解能力。（二）促進(jìn)形象思維能力和創(chuàng)造力的發(fā)展空間觀念是形象思維的基礎(chǔ)。培養(yǎng)小學(xué)生的空間觀念可以激發(fā)他們的想象力，幫助他們更好地理解抽象的概念并解決問題。同時，良好的空間觀念也有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力和創(chuàng)新思維，因?yàn)閯?chuàng)造力往往需要借助形象思維來進(jìn)行。形象思維和創(chuàng)造力不僅僅是在學(xué)習(xí)和探索中得到培養(yǎng)，更是在分析和解決問題中得到提高。因此，在數(shù)學(xué)教學(xué)的過程中，要注重培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。教師可以讓學(xué)生在學(xué)習(xí)和生活中遇到問題嘗試自己解決，通過問題解決的過程來提高他們的形象思維能力和創(chuàng)造力。（三）增強(qiáng)解決問題的能力和數(shù)學(xué)素養(yǎng)許多現(xiàn)實(shí)生活中的問題需要借助空間觀念來解決，培養(yǎng)小學(xué)生的空間觀念可以幫助他們更好地理解空間關(guān)系，提高他們解決問題的能力。數(shù)學(xué)思維和數(shù)學(xué)方法是解決問題的關(guān)鍵，提出多樣化的數(shù)學(xué)問題、采用自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)的方式、注重數(shù)學(xué)語言的理解和應(yīng)用以及開展實(shí)踐性的數(shù)學(xué)活動等措施，都可以增強(qiáng)小學(xué)生解決問題的能力和數(shù)學(xué)素養(yǎng)。培養(yǎng)小學(xué)生空間觀念不僅有助于提高他們的認(rèn)知能力和理解能力，還可以增強(qiáng)他們解決問題的能力和數(shù)學(xué)素養(yǎng)，同時也有助于培養(yǎng)他們的探究精神。為了學(xué)生的全面發(fā)展，小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力。以人教版小學(xué)數(shù)學(xué)二年級上冊《觀察物體（一）》這一章節(jié)內(nèi)容的教學(xué)實(shí)踐為例，分析信息技術(shù)環(huán)境下思維可視化以及培養(yǎng)學(xué)生空間觀念的探究。讓學(xué)生從不同角度和位置觀察同一種物體圖形或者幾何體，所看到的圖形的結(jié)果可能是不同的。初步培養(yǎng)學(xué)生一定的空間觀念，為高年級進(jìn)一步系統(tǒng)學(xué)習(xí)平面、立體圖形內(nèi)容打下基礎(chǔ)。課程目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生能夠初步辨識從不同角度觀察到的簡單物體的形狀和結(jié)果，掌握正確有效的觀察物體的方法，感受事物的部分與整體之間的關(guān)系。具體的課堂教學(xué)思路如下：三、借助可視化學(xué)習(xí)，探究空間觀念（一）借用信息技術(shù)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣信息技術(shù)在教學(xué)中的合理使用，為學(xué)生提供了更加靈活、個性化的學(xué)習(xí)方式，同時也激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣。二年級的學(xué)生活潑好動，有很強(qiáng)的好奇心，有強(qiáng)烈的探索欲望。興趣是最好的老師，因此在教學(xué)活動中，教師要充分激發(fā)與調(diào)動學(xué)生的興趣，以獲得良好的課堂氛圍，取得最佳的教學(xué)效果。一節(jié)課能否使學(xué)生積極地參與，引入很重要。在課堂教學(xué)之前，教師利用網(wǎng)絡(luò)資源的十一維度3D技術(shù)，讓學(xué)生全方位觀察物體。學(xué)生初步理解觀察物體需要全面、有序，并且在不同位置觀察到的圖形形狀可能不同，由此使學(xué)生看到3D立體風(fēng)箏、坦克。在進(jìn)行觀察講解的同時，介紹風(fēng)箏圖案的歷史由來，使其感受到中國古代風(fēng)箏文化，激發(fā)小學(xué)生對于祖國的深厚情感，以增強(qiáng)學(xué)生對民族文化的自豪感。課堂引入環(huán)節(jié)，學(xué)生先觀看視頻《盲人摸象》的故事，進(jìn)一步感知盲人摸的位置不同，對大象的感知和判斷也不相同，引出課堂探究環(huán)節(jié)。使用信息技術(shù)支持的3D模型動畫演示以及引人入勝的小故事導(dǎo)入新課，這種創(chuàng)新且有趣的方式可以有效地調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)生迅速進(jìn)入課堂學(xué)習(xí)狀態(tài)，并對學(xué)習(xí)的知識產(chǎn)生濃厚的興趣和好奇心。（二）恰用學(xué)科工具，引導(dǎo)學(xué)生互助探究恰當(dāng)使用學(xué)科工具，充分利用現(xiàn)代化信息技術(shù)輔助教學(xué)，將先進(jìn)教學(xué)信息技術(shù)手段真正地融入小學(xué)數(shù)學(xué)課堂活動中，能提升小學(xué)數(shù)學(xué)課堂的效率。課堂探究的環(huán)節(jié)，讓學(xué)生按照4人分為一組，觀察大熊貓立體圖形，并讓學(xué)生記住自己在不同角度的觀察位置所觀察到的熊貓的基本形狀。在學(xué)生們初步了解了不同位置觀察的熊貓的圖象不同后，教師利用京師慧學(xué)交互工具展示熊貓的模型，展示在不同位置觀察熊貓看到的結(jié)果。接著引導(dǎo)學(xué)生思考在觀察熊貓左右方向時，如何辨別看到的結(jié)果。在觀察熊貓過程動畫演示中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生通過觀察熊貓耳朵上的蝴蝶結(jié)來區(qū)分不同的熊貓，或者借助手勢來分辨熊貓的臉和四肢的方向（圖2）。在鼓勵學(xué)生進(jìn)行探究交流的教學(xué)活動中，教師利用希沃白板5手機(jī)拍照投屏功能，將學(xué)生認(rèn)真討論的時刻分享到屏幕上。同時，適時客觀地評價學(xué)生思考的結(jié)果，將多樣的評價方式與信息技術(shù)有效結(jié)合，讓每位學(xué)生可以積極地參與到課堂活動中，獲得自主探究實(shí)踐的成功感，享受愉快學(xué)習(xí)的過程，增強(qiáng)學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的信心。恰當(dāng)?shù)厥褂脤W(xué)科工具，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行互助探究具有重要的意義。這不僅可以提高學(xué)生對學(xué)科知識的理解和興趣，還可以培養(yǎng)他們的探究能力和創(chuàng)新思維，促進(jìn)他們的互動交流和合作學(xué)習(xí)，同時也可以提高教師的教學(xué)水平和專業(yè)素養(yǎng)。因此，在實(shí)際教學(xué)中，教師應(yīng)該積極引導(dǎo)學(xué)生使用學(xué)科工具進(jìn)行互動探究，發(fā)揮學(xué)生的主體性和教師的主導(dǎo)性，以更好地推動學(xué)生的全面發(fā)展。（三）巧用學(xué)科工具，深化探究新知愛因斯坦曾經(jīng)說過：當(dāng)你把學(xué)過的知識都忘掉了，剩下的就是教育。課堂上的理論教學(xué)亦如此。但是，目前大多數(shù)學(xué)生在教室內(nèi)每天進(jìn)行的課堂練習(xí)，相對單一且枯燥死板。為此，教師應(yīng)順應(yīng)課改要求，展現(xiàn)出全新的練習(xí)方式，讓學(xué)生用自己學(xué)習(xí)探究的知識加以練習(xí)，配上有趣的課堂活動，充分調(diào)動每個學(xué)生的大腦和感官，提高課堂練習(xí)教學(xué)的效率。在本課中，課堂練習(xí)采用希沃白板中的課堂活動，設(shè)計了有趣的“連一連”，讓學(xué)生思考后動手操作，將從不同位置看到的卡車的形狀連起來。學(xué)生完成后，希沃白板可以自主評價學(xué)生作業(yè)的情況，這樣激發(fā)了學(xué)生練習(xí)的有效性，鞏固了本節(jié)課的新知。在通過“連一連”的配對練習(xí)后，再次使用京師慧學(xué)教學(xué)交互工具，讓學(xué)生完成小動物觀察物體的練習(xí)。交互式的學(xué)科工具的使用，能讓學(xué)生直觀地感受到不同位置觀察到的圖形形狀不同，理解部分與整體的關(guān)系。巧用學(xué)科工具，不僅可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效果，增強(qiáng)記憶力，還可以使學(xué)生對知識的理解更加深入，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)習(xí)效率更高。因此，在學(xué)科教學(xué)中，教師應(yīng)該注重使用學(xué)科工具來鞏固學(xué)生的新知，提高教學(xué)質(zhì)量和效果。（四）善用學(xué)科融合，深化課堂教學(xué)探究數(shù)學(xué)課程目標(biāo)體系的重新確定，旨在引導(dǎo)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的主要特點(diǎn)體現(xiàn)為“三會”，其中一個是會用數(shù)學(xué)的語言表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界，要求學(xué)生能夠運(yùn)用簡明準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)語言描述現(xiàn)實(shí)世界中數(shù)量關(guān)系與空間形式；能夠在現(xiàn)實(shí)生活中與其他學(xué)科構(gòu)建通用的數(shù)學(xué)思想，以表達(dá)和解決各種問題；逐步培養(yǎng)運(yùn)用數(shù)學(xué)語言進(jìn)行交流的習(xí)慣，并形成跨學(xué)科的應(yīng)用意識與實(shí)際操作能力。在課堂探究活動結(jié)束后，教師將數(shù)學(xué)與語文學(xué)科進(jìn)行融合，引出了蘇軾的詩句《題西林壁》。在讓學(xué)生閱讀和欣賞這首古詩的過程中，使之能夠深刻體會到數(shù)學(xué)的思維和語文的情感表達(dá)之間的相互結(jié)合。同時，通過詩中的“橫看成嶺側(cè)成峰，遠(yuǎn)近高低各不同。不識廬山真面目，只緣身在此山中”的描述，讓學(xué)生更加欣賞到了數(shù)學(xué)的抽象美與實(shí)際生活之間的聯(lián)系，進(jìn)一步激發(fā)了他們對數(shù)學(xué)的興趣和熱愛。同時追問學(xué)生觀察思考這首詩句中的內(nèi)容分別是作者從哪幾個方向看到的。二年級的學(xué)生并不能完全理解這首詩中所有句子的意思，但是可以從詩配畫的視頻中感受詩句的含義。學(xué)生也通過學(xué)習(xí)和欣賞詩配畫的音樂素材，感受到優(yōu)美的詩歌畫面中的藝術(shù)語言