《义务教育数学课程标准》案例式解读P160-166页阅读思考——从三维物体到平面图形:观察物体

观察物体属于图形与几何中图形的认识这一内容,其本质是将具体的物体抽象为几何图形,进而认识几何图形的特征和关系。其观察的物体都是真实的物体,观察者可以从不同的角度观察物体,用数学的角度描述物体的某一个侧面是什么样子的图形。现实中自然真实的物体一般是不规则的,经过人为加工的也可能是规则的物体。观察物体的学习目标就是把实际的三维物体某一部分(面)的形状描述(表达)为平面(二维)的图形,这个过程是从三维到二维,从具体到抽象的转化过程。

教学前,要弄清这样三个问题:如何通过观察与思考将三维图形与二维图形建立联系?如何在活动中使学生形成空间观念?如何通过初步的“想象”表达图形的特征,为学生的想象提供可视化支架?

我的思考是,要将三维图形与二维图形建立联系,首先要选择一个合适的现实情境,如野外看到美丽的风景,便想着将其画出来,立体与平面之间、规则与不规则之间自然架接;接着通过观察实物图,想象从物体的某一个面看到的会是什么形状?画出来,再将画的图形实际还原到实物的平面上,验证猜想与现实是否一致;最后,再根据某一个面的平面图形形状想象立体图形,丰富学生的思维,感受同一个物体,不同的面观察到的图形形状可能不同;一个平面的图形,还原其立体图形,可能组成的多种不同形状的立体图形,在这个观察、猜想、操作、验证、想象的过程中,学生的空间观念逐步形成。而通过初步的想象表达图形特征,我理解为:先是给出立体图形想象每个面的平面图形(形状),在这个想象过程中,学生先用语言表达该面有几个面,每个面是什么形状等;再就是依据正面的图形形状,想象其可能是哪些立体图形的面,倒推想象中,体现思维的灵活性与丰富性。

学习了案例,发现了自己思考问题具有一定的片面性,首先观察物体的教学应主要聚焦三维物体向二维图形的抽象转化上,而利用丰富的活动经验理解这一转化过程,并用数学的语言将这些过程描述出来,理解三维空间的物体形态与结构及其与相关的平面图形的关系,形成空间观念。重在先想象,后动手,设计的活动合理且富有层次,将观察与想象有机结合,具有巧妙性。第一步,借助模型辨认,直接关联观察与想象。观察立体图形的各个面,想象从正面、上面、左面看分别是什么形状,想象后连线完成;接着根据这一图形的正面形状,想象正面的形状如此,那么这个物体可能是什么样子的?在这个过程中,观察、猜测、分析、想象等方法分析和解决问题,帮助学生养成用数学的眼光观察世界,用数学的语言表达数学思考的能力。第二步,给出一个面,想象一个面是如此的立体图形是什么样的,并给定正方体的个数为4个;给出两个面,学生进一步推理和判断;给出三个面,学生再次想象,体会摆法的唯一性,但同时也感受到还原物体时,只要按一定的顺序拼摆,在过程中不断调整即可。第三步,将正面、上面、左面形状完成相同的平面图呈现出来,想象并确定这个立体图形的形状,再去掉立体图形的一个角的方块,两个角上的方块等,感受立体图形的变化。在这个过程中,加进去信息技术,将学生的观察思维过程可视化,强化图形想象与真实之间的联系,进一步将抽象的数学知识生动化、直观化。

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