在“做”中学习立体几何

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  【摘要】针对学前教育专业的数学课时逐渐减少,学生重视专业技能,忽视基础课,尤其是数学学习的现状,通过“做中学、做中教”,发挥学生动手能力强的专业优势,以学生的“做”为载体,进行“教”和“学”,从而提高学生的数学学习兴趣.
  【关键词】做中学;做中教;立体几何
  五年制幼师生指的是从初中毕业进入高职学前教育专业学习的学生,他们大部分是女生.学生的数学基础普遍不高,对数学的学习热情不够,逻辑思维能力和空间想象力仍有待提高.由于其专业特点,学生将较多的精力放在专业技能的学习,有较强的动手制作能力和较好的形象思维能力,但缺乏学习数学的兴趣和动力.学生学习数学时,往往局限于“听定义,套公式”,对数学知识也是一知半解.产生这样的现状,一方面是因为学生没有应试考试的压力,另一方面是传统的数学教学方式并不适合幼师生的数学学习.如何结合学前教育专业的特点,让幼师学生更好的学习数学呢?
  一、“做中教,做中学”的背景
  教育学家杜威提出了“从做中学”(learning by doing)的教育原则,主张让学生从经验中学习,通过解决问题来学习,并强调利用学生的本能和兴趣来学习.在此基础上,我国教育学家陶行知先生,也提出了“教学做合一”的教学理念,他认为:“教学做是一件事,不是三件事.我们要在做上教,做上学.在做上教的是先生,在做上学的是学生.”虽然这些教育主张早已提出,但在实际的数学教学中教师往往还是以枯燥的讲授法为主.
  如果在幼师生的数学教学中渗透“做中学”,教师根据教学内容设计教学任务,学生参与到实际活动中,真正的“做”起来,通过自己的“作品”来学习,则可以大大提高学生的参与程度和学习兴趣.
  蒙特梭利也说过:“我听过了,我就忘了;我看见了,我就记得了 ;我做过了,我就理解了.”可见,在学习中,“做”是一个重要环节.本文以立体几何为例,谈谈幼师数学教学中“做中教,做中学”的实施.
  二、以专业特点为立足点
  学前教育专业是职业教育中特殊而重要的专业之一,因为该专业的毕业生承担着幼儿的教学任务,而幼师生在高职阶段的数学学习,也直接关系到学生今后的幼儿数学教学水平,所以幼师生的数学学习显得尤为重要.但幼师生的数学基础课与专业教学割裂的现状,以学生及固有的畏难情绪,使得学生在思想上忽视数学的学习.
  在幼儿园中,教师的教学常常在游戏和活动的“做”中进行,正因如此,高职学校会给学前教育专业的学生安排大量的绘画和手工课.通过这些课程的学习和训练,幼师生普遍具有良好的绘画、动手能力.如果将学生的专业优势,用在立体几何学习的“做”中.教师通过这样的教学设计,加强数学与学前专业的联系,充分利用学生动手能力和表达能力,一则加强了数学学习的趣味性,学生由被动的学,变为主动思考操作,二则将数学学习和学前教学的专业性有机结合,也培养了学生的团队意识.给她们今后的幼儿几何教学,以灵感和启发,无形中提高了学生的专业素养.
  三、“做中教,做中学”在立体几何教学中的实施
  立体几何是研究三维空间中物体的形状、大小和位置关系的一门数学学科,学习立体几何对学生认识、理解现实世界,有重要的意义;对培养和发展学生的空间想象能力、推理能力、运用图形语言交流的能力有着重要的作用.而对于初学者来说建立良好的空间想象力是学习立体几何的关键,也是教师需要着重帮助学生培养的能力.
  在立体几何的基本几何元素关系的教学中,教师一般会以实际生活中的例子让学生感知,比如桌子边缘所在的直线、黑板所在的平面等.虽然这些例子很直观,但仅仅是学生“看到”的,即使记得,也未必能掌握.同时,这些随意指出的例子,比较松散,缺乏系统性.对于上课效率较低的学生,甚至在晃神之间,根本没有听到教师的举例.
  1.课前准备
  根据 “做中教,做中学”的教育主张,笔者以学生的“做”为主线.在立体几何的具体教学之前,给学生布置课前任务.由同组异质的原则将学生分成若干小组,要求每组学生通过观察身边的生活情景,发挥学前教育专业,动手能力强的优势,制作出含有线线和线面关系的立体几何模型.在完成这个任务的过程中,首先学生需要把身边的事物抽象成几何中的线和面.此时,学生已经不再单纯的只是看事物的表象,开始以立体几何为立足点,进行思考和分析.每个小组确定了对象之后,开始分工协作进行制作,学生尝试各种材质,找到最适合表现“线”和“面”制作材料.最后,在具体搭建模型时,学生初次在自己的“手”中,直观感知空间点、线、面的位置关系.利用学生做的几何模型,发挥教师的主导地位,将“教”和“学”结合起来,以学生为主体,学生做的模型为载体,贯穿整节内容,为实现“做中教,做中学”做好铺垫,从而达到“教学做合一”.
  杜威“从做中学”的思想,提出让学生从经验中学习,通过解决问题来学习.在空间点、线、面位置关系的教学之前,可以让学生先在自己制作的模型当中观察,寻找直线与直线、直线与平面的位置关系.以下是学生制作的部分模型:
  图1图2
  2.教学实施
  图1中,学生可以指出了直线与直线平行、相交,还发现了有的直线既不不行也不相交.从而很自然的得到异面直线的概念.
  在直线与平面的位置关系的教学中,以操场的模型为教具,学生通常会指出线面平行、相交和垂直.这个错误在学生熟悉又是自己制作的场景中呈现出来,非常直观.教师再启发学生从公共点的个数来研究线面的位置关系,引导学生在模型中找到“直线在平面内”的位置关系,纠正错误.
  借助模型(图1)中的旗杆,教师进行演示实验:以旗杆与地面垂直的模型为例.用手电筒模拟太阳的光线运动,引导学生观察旗杆与影子的位置关系,学生不难发现任何时刻旗杆和影子都是垂直的,自然得到线面垂直的定义.在传统教学上,也经常借助这个例子来讲解线面垂直的定义,但是仅仅利用图片和简单PPT演示,往往枯燥乏味.如果使用学生自己制作的模型,重现实际场景,抽象出数学概念,则充分让学生参与到课堂中,做课堂的主人,也是“做中教,做中学”的典型体现.
  相关的判定,性质定理,同样可以用利用学生制作的模型.比如学生通过观察电线杆的模型(图2),发现平行的传递性,在空间中,仍然成立;并引出异面直线垂直的概念.
  由模型(图1)中的球门引出下列问题:
  问题1:球门上框所在的直线与地面平行.它和地面内的任何一条直线都平行吗?如果不是,有几种位置关系?
  问题2:如何在地面内找到与球门上框所在直线平行的直线?你能说出理由吗?
  学生通过小组合作,利用书本,进行试验探究,找到方法之后,在教师引导下,完善得出线面平行的性质定理.学生在自己模型中,思考线面平行和垂直的相关定理,教师予以合理的引导,让学生充分体会“做中学”的乐趣.
  除了以学生制作的模型为教学主线,也可以穿插一些动手操作的小实验.比如,将长方形纸对折,观察折痕的折纸的实验,请学生利用“空间中,直线平行的传递性”加以解释,强化对空间直线平行传递性的理解;等角定理的研究,仍然通过学生实验:将一张长方形的纸对折后展开,立在课桌上,观察上下两个角是否相等.从而引出等角定理;组织学生进行折纸实验,将三角形纸片沿高对折,在教师的引导下,由学生归纳出线面垂直的判定定理.总结两个重要条件:“两条”“相交直线”.
  四、创造更多“做中教,做中学”的情景模式
  在幼师的数学教学中,还可以创造更多“做”的情景模式,比如,学习三角时,学生可以利用学习的正弦定理知识,运用工具,分组在操场测量建筑物的高度;学习函数时,教师教学生利用数学软件“几何画板”画出各种函数图像,学生还能结合幼儿教学进行图像创作等等.
  “做中教,做中学”的教学模式,整体改善了学生在教学中的被动地位,虽然在此过程中是以“做”为教学的主线,但不能简单的理解为依赖于学生的“操作”,而是为了促进学生的自主思考和知识建构,培养学生的实践能力和解决实际问题的能力.同时,也让学生的数学学习和专业学习互相促进.
  【参考文献】
  [1]杜威.教学与思维[M].孟宪承,等译.商务印书馆,1936.
  [2]陶行知.陶行知文集[M].江苏教育出版社,1997.
  [3]数学新课标解读[M].北京师范大学出版社,2002.
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