? ? ? 拓?fù)鋷缀斡^念(幼兒頭腦中的觀念)是分離、次序、封閉和連續(xù)等關(guān)系都得到了清晰的體現(xiàn)。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 3歲左右的兒童,他們頭腦中的幾何關(guān)鍵是拓?fù)涫降?,也就是說,構(gòu)成圖形的整體材料類似于橡皮泥,可以隨意拉伸,壓縮,只要沒有發(fā)生斷裂,粘連,它們總是一樣的。而且,他們擁有完全相同的拓?fù)鋷缀涡再|(zhì)。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 如:點(diǎn)A與點(diǎn)B總是保持臨近關(guān)系,點(diǎn)A、B、C總是保持著相同的次序關(guān)系,點(diǎn)B總是被點(diǎn)A和點(diǎn)C封閉著,而且這幾個(gè)圖形總是保持著同樣的連續(xù)性。

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? ? ? ? 前歐式觀念(小學(xué)階段兒童頭腦中的觀念)是生活化的、具體的、物理性的。在作品中提現(xiàn)位一個(gè)完整的、情景化的生活世界,當(dāng)內(nèi)在的認(rèn)知圖式還不具備穩(wěn)定的可逆性,所以他們創(chuàng)作的情景世界是靜態(tài)的。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 立體感是其視覺和靜態(tài)表象? 相結(jié)合的產(chǎn)物,而不是依靠抽象的歐式幾何表現(xiàn)出來的。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 歐式幾何屬于中學(xué)階段? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 歐式幾何中,圓,橢圓,三角形,四邊形等都是完全不同的圖形。但是對(duì)于拓?fù)鋷缀味?,它們卻是完全一樣的,都是相對(duì)于開放圖形而言的封閉圖形。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 歐式幾何觀念是抽象的,無限的,形式化的。而6到12歲兒童創(chuàng)造的幾何觀念是具體的,有限的,物理性質(zhì)的,這正是我們將小學(xué)階段的幾何觀念稱為前歐式幾何空間觀念的主要原因。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 歐式幾何觀念是剛性的,一個(gè)圖形(包括一條線段)被拉伸或者壓縮,那么,長(zhǎng)度或者面積或者體積就會(huì)發(fā)生改變,這就是我們成人會(huì)認(rèn)為上面的三個(gè)圖形完全不同的根本理由。拓?fù)鋷缀魏蜌W式幾何也具有某種潛在的關(guān)聯(lián):在四到六歲,兒童通過觸摸、盲摸、手工建造、繪畫等形式多樣的游戲活動(dòng),初步從拓?fù)鋷缀坞A段過渡到帶有剛性色彩的前歐式幾何階段。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 兒童能夠準(zhǔn)確地說出模型的名字,并非是兒童在純粹的自然狀態(tài)中習(xí)得的,而是被成人告知的。兒童最初對(duì)物體的分類能力主要依靠視覺和動(dòng)作。但是對(duì)類的命名能力卻主要來自于外部文化系統(tǒng)。如父母會(huì)一遍又一遍的指著各種積木和物體對(duì)兒童說這是球,這是正方體,這是圓柱體。所以兒童腦海中最初的關(guān)于空間立體圖形的觀念,是一個(gè)在父母反復(fù)告知、自身視覺、自身動(dòng)作等因素綜合作用下,逐步內(nèi)化的靜態(tài)表象之物。? ? ? ? ? ? ?
? ? ? 在傳統(tǒng)教育中,往往錯(cuò)誤的把空間幾何觀念的建構(gòu)建立在簡(jiǎn)單抽象之上。比如,給兒童提供一堆各式各樣的幾何模型,然后讓兒童歸納總結(jié)(抽象)出幾何體的概念。? ? ? ? ? ? ? ? 一條鐵軌是直線嗎?筆直的電線桿子是直線還是線段?九歲的兒童用長(zhǎng)乘以寬求出數(shù)學(xué)書的封面的面積時(shí),這個(gè)面積是歐式幾何中所說的一個(gè)封閉的平面圖形的面積嗎?答案都是否定的,因?yàn)檫@些日常生活中常見的物體既有粗細(xì),又有長(zhǎng)短,還有厚薄,最重要的是,它們都是有限的,而不是無限的!不管木棍有多么細(xì),它總是有粗細(xì)的;不管數(shù)學(xué)書的封面有多么薄,它也總是有厚薄的。這些吊詭的問題,實(shí)則觸及了我們平時(shí)習(xí)焉不察的歐式幾何的本質(zhì)。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 歐式幾何的直線,線段,三角形,柱,錐,臺(tái),球等各種幾何觀念,其實(shí)在我們有限的生活世界中并不存在。它們并不是客觀物體的直接簡(jiǎn)單抽象之物,只能存在于人類的想象世界之中,它們是人類大腦中看不見,摸不著的形式化的觀念存在物。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 各式各樣的幾何體模型(柱、錐、臺(tái)、球等),學(xué)生看似能夠從中抽象出圓柱概念(其他),但是這并不意味著圓柱作為一種歐式幾何觀念預(yù)存于模型中(模型其實(shí)僅僅提供了一種外在的認(rèn)知刺激)。? ? ? ? ? 對(duì)于原初的幾何學(xué)家們來說,模型是不存在的,他們看到,并且生活于其中的只是一種具體的、物理性的生活世界。他們創(chuàng)造了直線觀念,從客觀來講幾乎是無中生有;從主觀來講,他們其實(shí)已經(jīng)對(duì)生活世界中某種重要的物理形態(tài)進(jìn)行了聚焦和思考。然而,在他們頭腦的意識(shí)思維活動(dòng)中,經(jīng)歷無限的、開放的、豐富的想象性構(gòu)造活動(dòng),直線觀念才能最終被創(chuàng)造出來——這個(gè)創(chuàng)造的過程,是兒童基于自己頭腦中的已有觀念的反省抽象,而絕不是簡(jiǎn)單抽象的結(jié)果。
? ? ? 在漫長(zhǎng)的人類文化進(jìn)化史中,人類創(chuàng)造了一系列的中介符號(hào)來表達(dá)這些觀念,有文字符號(hào),如:直線,線段,三角形等;也有數(shù)學(xué)圖形符號(hào),如/(直線,射線、三角形)等。這些符號(hào)是觀念的名字,而不是觀念本身。
? ? 兒童在6歲左右這個(gè)階段已經(jīng)接觸了大量的繪本故事,經(jīng)典童話和民間故事等,兒童跟故事中的主人公之間會(huì)產(chǎn)生奇妙的自居效應(yīng),從而變成擅長(zhǎng)奇思妙想的高手。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 當(dāng)成人觀看和表達(dá)客觀世界的模式被歐式幾何觀念格式化以后,他們看到兒童用拓?fù)鋷缀斡^念創(chuàng)作的繪畫作品后,會(huì)走向兩個(gè)極端:要么認(rèn)為都是一切亂七八糟的,不值一提的東西,要么認(rèn)為都是極富天才創(chuàng)意的偉大作品。前者是極端的成人視角,把兒童視為不成熟的,甚至帶有殘疾的成人,而后者則是極端的兒童視角,把兒童視為最富創(chuàng)意的完美之人,甚至一頭亞洲象的涂鴉也會(huì)成為值得收藏的后現(xiàn)代藝術(shù)精品。二者顯然是都不可取的。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 如果一個(gè)六歲兒童的繪畫作品充滿了想象力,那么,他的確處于當(dāng)下最好的生命狀態(tài)之中。然而,作為教師,我們應(yīng)該引導(dǎo)兒童以符合兒童認(rèn)知發(fā)展規(guī)律的方式,逐步將內(nèi)在空間觀念從拓?fù)鋷缀伟l(fā)展到更高級(jí)的歐式幾何和攝影幾何階段。
? ? ? 通過制作活動(dòng),兒童一方面可以運(yùn)用彩妮依據(jù)他們腦海中的樣子(立體圖形)制作出立體模型;另一方面,這樣的制作活動(dòng)本身又可以積累豐富的動(dòng)作經(jīng)驗(yàn),通過逐步內(nèi)化這些動(dòng)作經(jīng)驗(yàn),兒童腦海中的立體圖形觀念也會(huì)變得更為穩(wěn)定和清晰。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
? 感知立體圖形的游戲玩起來? ? ? ? ? ? ? ? 第一階段:戴上眼罩摸一摸? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1.平面圖形和立體圖形能不能同時(shí)出現(xiàn)在我們的課堂里?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 有人說,不能!我們都是先認(rèn)識(shí)立體圖形,然后才談平面圖形,因?yàn)楹⒆觽兪紫仁巧钤谝粋€(gè)立體的世界之中,然后才能看到存在于立體圖形之上的平面圖形。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 這一邏輯看似合理,然而卻忽視了最重要的一點(diǎn),那就是孩子們的已有認(rèn)知經(jīng)驗(yàn),他們并非是心如白板,因?yàn)樵谏蠈W(xué)之前,他們或通過父母?jìng)魇诤徒?jīng)過學(xué)前教育,對(duì)于平面圖形的了解更多于立體圖形。也正因?yàn)榇?,更多的孩子容易將長(zhǎng)方體叫做長(zhǎng)方形,將球換作圓。? ? ? ? ? ? ? 2.讓孩子僅僅依靠視覺,看著圖形,我們告訴他名字,觀察出特點(diǎn),孩子們就能形成關(guān)于各種形狀的觀念嗎?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 答案當(dāng)然是否定的。對(duì)于一年級(jí)的兒童,如果想讓他們對(duì)各種幾何物體進(jìn)行恰當(dāng)?shù)男睦肀憩F(xiàn),那么他們必須有足夠的擺弄這些物體的經(jīng)驗(yàn),應(yīng)該讓他們蒙著眼睛去用手摸這些物體的輪廓,并叫他們畫出這些圖形,這是光靠看和聽所取代不了的。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 第一板塊:討論規(guī)則? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 應(yīng)該輕拿輕放。要讓學(xué)習(xí)用具發(fā)揮它應(yīng)該有的作用。兩個(gè)人共用一套,不能自己一直用。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 第二板塊:命名立體圖形? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 正方體是方方的,摸起來平平的,有尖尖的角,還有邊(棱)。? ? ? ? ? ? 球摸起來圓圓的,滑滑的,能滾,沒有尖尖的角,沒有平平的面。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圓柱體上下面平平的圓圓的,側(cè)面摸起來也是圓圓的,很光滑,能滾。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圓錐頂上尖尖的,底下是圓形的。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 第三板塊:對(duì)比中認(rèn)識(shí)圖形。? ? ? ? ? ? ? 通過觸摸辨別各種立體圖形的特征。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 第四板塊:盲摸游戲? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 先請(qǐng)一名同學(xué)上臺(tái)演示怎么盲摸。戴上眼罩,在暗箱中摸出形狀,說出它的名字,并用語言描述它的特征。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 第五板塊:盲摸挑戰(zhàn)游戲? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 在這一環(huán)節(jié),除了易錯(cuò)的長(zhǎng)方體,還增加平面圖形的卡片和一些比較特殊的立體圖形,如扁扁的圓柱體,圓臺(tái),橢球。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 第二階段:用彩泥制作立體教室? ? ? ? ? 第一板塊:討論規(guī)則? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 我們要用手上的彩泥把這些立體圖形捏塑出來。老師說開始做的時(shí)候才動(dòng),別的同學(xué)發(fā)言或者老師說話的時(shí)候,我們要學(xué)會(huì)傾聽。? ? ? ? ? ? ? 第二板塊:制作立體圖形? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 在制作立體圖形的過程中,基本上是老師說一個(gè)圖形,學(xué)生們迅速捏一個(gè),捏好后再描述。 (先用手把它搓成一個(gè)圓條,然后把兩頭分別放在桌子上壓平,再把多出來的弄掉,這就是圓柱體。)? (先捏一個(gè)球,然后也是每個(gè)面都放在桌子上壓一下,再用手這樣捏一捏,就能捏出角和棱。)? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 第三板塊:捏塑立體教室 (捏教室里各種立體圖形)? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 第三階段:你能從建筑物中看出立體圖形嗎? (六棱柱、圓錐體、三角錐、四棱錐、棱臺(tái)、圓臺(tái)、球缺)? (天安門、金字塔、天壇、佛塔、印度泰姬陵、法國(guó)建筑)? ? ? ? ? ? ? ? ? 學(xué)生寫繪? ?

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? ? ? 第四階段:立體王國(guó)會(huì)發(fā)生怎樣的的故事 呢?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 第一板塊:立體王國(guó)的故事? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 立體王國(guó)里,有這樣幾個(gè)村落,長(zhǎng)方體村,正方體村,圓柱體村,球村,圓錐體村。每個(gè)村子看起來都大不一樣,每個(gè)村的人的形狀也都不一樣。在球村里,所有的東西都是球體的,房子是球體,桌子是球體,水杯是球體,吃飯的碗也是球體。最神奇的是,就連村民都是一個(gè)個(gè)的球,有大大的球,也有小小的球,還有不大不小的球。? ? ? ? ? 而圓柱體的村落里,所有的東西都是圓柱體體的:房子是圓柱體,桌子是圓柱體,水杯是圓柱體,吃飯的碗也是圓柱體。村民自然也是圓柱體,有瘦高瘦高的圓柱體,有矮胖矮胖的圓柱體,還有又矮又胖的圓柱體。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 長(zhǎng)方體的村落里,所有的東西都是長(zhǎng)方體的,房子是長(zhǎng)方體,桌子是長(zhǎng)方體,水杯是長(zhǎng)方體,吃飯的碗是長(zhǎng)方體。人也都是一個(gè)個(gè)的長(zhǎng)方體,有扁扁的長(zhǎng)方體,也有長(zhǎng)長(zhǎng)的長(zhǎng)方體,還有兩面都是正方形的長(zhǎng)方體。(對(duì)比實(shí)物講其它村落)? ? ? ? ? ? 每個(gè)村子的村民世世代代都各自住在自己的村落里,誰也沒有也不敢邁出村門一步。因?yàn)槊總€(gè)村子只有自己的形狀,所以每個(gè)村里的人都認(rèn)為,世界上所有的東西都是長(zhǎng)得和自己一個(gè)樣子。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 直到有一年冬天,球村的調(diào)皮鬼球球跑出了村子。原來,它在家憋悶得慌,于是趁媽媽沒有注意偷偷溜出村子去玩雪。半路上,它遇到了同樣出門玩耍的圓柱體。它倆見了面,眼睛都瞪直了,互相繞著對(duì)方走了整整三大圈。欸?你、你、你怎么長(zhǎng)得跟我好像不太一樣呢?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 球球大肚子一挺,對(duì)著圓柱體說:“你看看我,渾身圓滾滾的,趴在地上想怎么滾就怎么滾!”圓柱體把腦袋伸給球球:“你看看我,上面是圓圓的,平平的,”它又抬抬腳,“下面也是圓圓的,平平的。你會(huì)在地上滾有什么了不起?我也會(huì)?!彼鼮榱孙@示自己不比球球差,也在地上打起滾來。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 互相自我介紹后,它們很快就成了好朋友,一起在雪地上高興的玩了起來。看看,它們?cè)谘┑厣狭粝铝艘淮畠盒∧_印。(球留下的腳印是點(diǎn),圓柱體留下的腳印是圓形。)? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 師用事先準(zhǔn)備好的球和圓柱體蘸水,在黑板上印。(球滾動(dòng)起來,留下的是一條線,圓柱體留下的是長(zhǎng)方形,圓錐留下的是圓形。)? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 第二板塊:立體王國(guó)故事寫繪