運(yùn)用數(shù)學(xué)與建筑的融合培養(yǎng)小學(xué)生的空間想象力
——以一年級(jí)《有趣的圖形》一課教學(xué)為例

康 黎

空間想象能力的培養(yǎng)對(duì)于小學(xué)生未來(lái)學(xué)好圖形與幾何的影響重大。愛(ài)因斯坦說(shuō)過(guò)：“想象比知識(shí)更重要，因?yàn)橹R(shí)是有限的，而想象要概括世界的一切。”學(xué)生空間觀念的形成是一個(gè)包括觀察、想象、比較、綜合、抽象分析，不斷向前發(fā)展的認(rèn)識(shí)客觀事物的過(guò)程，是建立在對(duì)周圍環(huán)境直接感知的基礎(chǔ)上，對(duì)空間與平面相互關(guān)系的理解和把握的過(guò)程。因此，通過(guò)課堂教學(xué)來(lái)提升小學(xué)生的空間想象力是有一定難度的，特別是在低年段教學(xué)中，提升小學(xué)生的空間想象力要在設(shè)計(jì)上花費(fèi)更多的心思，因?yàn)樗麄兊睦斫饽芰ο鄬?duì)弱一些。

《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011 版）》指出：課程內(nèi)容的選擇要貼近學(xué)生的實(shí)際，有利于學(xué)生體驗(yàn)與理解、思考與探索。課程內(nèi)容的組織要重視過(guò)程，處理好過(guò)程與結(jié)果的關(guān)系；要重視直觀，處理好直觀與抽象的關(guān)系；要重視直接經(jīng)驗(yàn)，處理好直接經(jīng)驗(yàn)與間接經(jīng)驗(yàn)的關(guān)系。為此，我在低年段教學(xué)“圖形與幾何”這一板塊的內(nèi)容時(shí)，選擇了把“數(shù)學(xué)與建筑融合”進(jìn)行教學(xué)的方式，力求在內(nèi)容上能夠更貼近學(xué)生的生活實(shí)際，并把學(xué)習(xí)的發(fā)生放大到一個(gè)學(xué)生非常熟悉的場(chǎng)景中進(jìn)行，進(jìn)而為學(xué)生開(kāi)始操作、體驗(yàn)、思考創(chuàng)造了一個(gè)可能，讓學(xué)生在現(xiàn)實(shí)空間中逐漸過(guò)渡到想象空間。

一、在建筑空間里創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)圖形的情境，連接現(xiàn)實(shí)與想象

現(xiàn)實(shí)是想象的基礎(chǔ)，因此設(shè)計(jì)情境最好的出發(fā)點(diǎn)就是力求把知識(shí)、能力點(diǎn)與現(xiàn)實(shí)很好地進(jìn)行融合，建筑空間的介入直接拉近了現(xiàn)實(shí)與想象的距離。

師：看！老師給大家?guī)?lái)了一座微縮平安大廈的模型。讓我們走進(jìn)這座微型大廈的24 樓，看看里面是什么樣子。哦！原來(lái)這是一間員工活動(dòng)室，活動(dòng)室四周墻面上的裝飾畫面是會(huì)根據(jù)每次活動(dòng)的主題而變化的，你們看，這幅裝飾畫全部都是用圖形拼接出來(lái)的。你能在里面找到哪些圖形呢？

生：三角形、正方形、圓形、長(zhǎng)方形，這些圖形有大有小、顏色不同，排列的順序也不同，非常漂亮。

師：是??！在數(shù)學(xué)課上學(xué)習(xí)的這些圖形通過(guò)我們創(chuàng)意排列就會(huì)形成非常美麗的畫面來(lái)裝飾建筑，讓房間看上去賞心悅目，帶給大家美的享受。大家想認(rèn)識(shí)這些圖形的特點(diǎn)，給平安大廈活動(dòng)室設(shè)計(jì)新的墻壁畫面嗎？

生：想！

……

在這個(gè)建筑模型中，無(wú)論是外觀還是內(nèi)飾，都有不同的圖案裝飾，讓學(xué)生觀察現(xiàn)實(shí)生活中的裝修樣式，感受學(xué)習(xí)與現(xiàn)實(shí)之間的聯(lián)系，能夠更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望。更重要的是它使平面圖形在真實(shí)空間里立體了起來(lái)。圖形不僅僅是線條與形狀，它更是鮮活的存在，這對(duì)小學(xué)生未來(lái)發(fā)展空間想象是非常有益的。

二、在建筑的過(guò)程里體驗(yàn)圖形在現(xiàn)實(shí)中的運(yùn)用，讓想象力找到支點(diǎn)

阿基米德說(shuō)：“給我一個(gè)支點(diǎn)，我可以撬動(dòng)整個(gè)地球?！鼻藙?dòng)數(shù)學(xué)空間想象力的支點(diǎn)在哪里呢？我認(rèn)為是現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)，我們必須要為學(xué)生提供一個(gè)現(xiàn)實(shí)存在的物體，讓學(xué)生對(duì)真實(shí)空間有一個(gè)充分的感知，找到現(xiàn)實(shí)存在物，通過(guò)不斷地嘗試、體驗(yàn)、領(lǐng)悟來(lái)慢慢開(kāi)啟想象的大門。

師：這座平安大廈的墻面非常神奇，你所看到的墻壁上的所有圖片都是用磁鐵吸上去的，因此可以隨時(shí)拿下來(lái)后再貼上去?，F(xiàn)在就請(qǐng)大家試試，把你喜歡的圖形取下來(lái)，摸一摸、看一看，觀察這些圖形都有什么樣的特點(diǎn)。

生：三角形有三條邊，我拿到的這個(gè)三條邊不一樣長(zhǎng)，有三個(gè)尖尖的角。

生：我拿到的是長(zhǎng)方形，它有四個(gè)尖尖的角和四條邊，而且這四條邊中相對(duì)著的兩條邊是一樣長(zhǎng)的。

生：我拿到的是圓形，它很圓，很光滑。

生：我拿到的是正方形，也有四個(gè)角，四條邊是一樣長(zhǎng)的。

……

師：大家觀察得很仔細(xì)，能夠很準(zhǔn)確地說(shuō)出這些圖形的基本特點(diǎn)。是的，就像大家說(shuō)的那樣，每個(gè)圖形都有自己不同于其他圖形的特點(diǎn)。那么請(qǐng)你找一找，這面墻上的三角形、長(zhǎng)方形、正方形、圓形各有幾個(gè)？它們之間又有什么不同？

生：三角形的圖片有9 個(gè)，它們有的大、有的?。挥械娜龡l邊的長(zhǎng)度不同，有的三條邊的長(zhǎng)度相同，有的其中兩條邊的長(zhǎng)度相等。我發(fā)現(xiàn)三角形的樣子也有不同。

師：你的觀察很細(xì)致，其他同學(xué)也有這樣的發(fā)現(xiàn)嗎？

生：正方形的圖片有5 個(gè)，大小不一樣，但是每個(gè)圖形的四邊還是一樣長(zhǎng)。

生：圓形也有大小的分別，形狀都一樣。

生：長(zhǎng)方形有大有小，邊長(zhǎng)也不同，但相對(duì)的邊都是相同的。

師：你們真的很棒，通過(guò)把這些圖片進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)了這些圖形最基本的特征。

……

通過(guò)師生對(duì)話我們不難發(fā)現(xiàn)，來(lái)自于現(xiàn)實(shí)生活中真實(shí)存在的圖形讓學(xué)生了解到了學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的意義，也激發(fā)了他們對(duì)手中真實(shí)圖片的觀察、觸摸、體驗(yàn)與思考。借助現(xiàn)實(shí)圖形，我們成功找到了想象的原始支點(diǎn)，這讓想象力打開(kāi)了一個(gè)窗口，使學(xué)生想要推開(kāi)這扇窗戶，看到更為廣闊的想象世界。

三、在建筑創(chuàng)意中領(lǐng)悟現(xiàn)實(shí)空間與想象空間的聯(lián)系，走進(jìn)了想象的世界

要真正創(chuàng)造新的世界靠的是基于現(xiàn)實(shí)思考的想象力，想象力會(huì)讓學(xué)生對(duì)未來(lái)世界充滿期待，更能夠激發(fā)學(xué)生對(duì)現(xiàn)實(shí)研究的興趣，我們作為教育者應(yīng)該有意識(shí)地在設(shè)計(jì)中為學(xué)生設(shè)置創(chuàng)意環(huán)節(jié)。讓學(xué)生通過(guò)具體的創(chuàng)意任務(wù)進(jìn)入到想象世界的深處。

師：現(xiàn)在，如果你是一位建筑裝飾設(shè)計(jì)師，你的手中有很多三角形、正方形、長(zhǎng)方形和圓形，你愿意為平安大廈的四面墻壁設(shè)計(jì)新的畫面嗎？

生：愿意。

師：那我們就把全班同學(xué)分成八個(gè)小組，每?jī)蓚€(gè)小組用手中的圖形來(lái)設(shè)計(jì)同一面墻壁，設(shè)計(jì)完成后分別向?qū)Ψ叫〗M介紹一下自己設(shè)計(jì)的畫面主題和用到的圖形都是什么。最后，我們選擇一個(gè)小組展示你們的創(chuàng)意，注意：你們的設(shè)計(jì)要有創(chuàng)意哦！

學(xué)生匯報(bào)：

生：我們小組設(shè)計(jì)的是一朵盛開(kāi)的花，用到了三角形、長(zhǎng)方形、圓形、正方形。我們用長(zhǎng)方形、正方形做花柄，用三角形做花瓣，用圓形做花蕊。

生：我們小組設(shè)計(jì)了一匹馬。用兩個(gè)三角形做馬耳朵，用八個(gè)長(zhǎng)方形拼出了馬的身體，用正方形做馬的頭，用圓形做馬蹄。

生：我們拼出的是一個(gè)機(jī)器人。它是智能的，它身上的圓形眼睛可以發(fā)出不同的光線，所以，我們用了不同顏色的圓形圖片。

……

通過(guò)親自動(dòng)手拼出不同創(chuàng)意的畫面，讓學(xué)生深深感受到圖形之美，且在創(chuàng)造的過(guò)程中讓學(xué)生主動(dòng)聯(lián)想到身邊的很多知識(shí)，比如：美術(shù)作品、時(shí)尚元素、動(dòng)物形象、自然萬(wàn)物，這些就是想象世界與現(xiàn)實(shí)運(yùn)用之間的連接，這在無(wú)形中提升了學(xué)生的空間想象力。

學(xué)生的空間想象來(lái)自豐富的現(xiàn)實(shí)原型，與生活聯(lián)系緊密，也是他們理解和發(fā)展空間觀念的寶貴資源。教師在教學(xué)中要善于收集和應(yīng)用這些原型，激發(fā)學(xué)生探究身邊事物的興趣。筆者認(rèn)為，建筑與數(shù)學(xué)在知識(shí)鏈條上是可以做到無(wú)縫銜接的，把小學(xué)數(shù)學(xué)的相關(guān)知識(shí)與技能的學(xué)習(xí)借助建筑的現(xiàn)實(shí)來(lái)展開(kāi)，既是對(duì)深刻理解知識(shí)的需求，也是學(xué)以致用的完美呈現(xiàn)。當(dāng)知識(shí)從根基一點(diǎn)點(diǎn)挺拔成一座大廈，建筑的美麗與偉大也在學(xué)生心中生根發(fā)芽。學(xué)習(xí)絕不是單一存在的，它就應(yīng)該與現(xiàn)實(shí)生活緊密聯(lián)系，想象力的培養(yǎng)也不僅是課堂上只言片語(yǔ)的傳授就可以完成的，它還必須借助現(xiàn)實(shí)空間的觸摸與理解。