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培养孩子几何思维,2~7岁这样开发最有效

更新时间:作者:小小条

昨天跟大家推荐了Learning Resources的斯坦福大学教授推荐的几何启蒙教具,原来要这样玩(戳链接详情),这也是美国学校课堂很常用,很经典的一款STEM教具,其设计理念也得到了美国斯坦福大学教授的研究支持。

其实我很早就发现,在国际学校的教学里几何是一个非常重要的范畴,从幼儿园开始,实际上立体几何的应用便在孩子的学*中经常出现,3岁多的时候,Joshua在学校里就曾经做过这样的一个空间几何。▼

培养孩子几何思维,2~7岁这样开发最有效

只要随手看看身边的一些能力测试题,无论是哪个国家,幼升小、天才儿童选拔,还是奥数*题,几何都是必考题目,有最简单的平面几何的图形识别,也有空间几何的能力应用,甚至很多时候孩子会比我们还早知道如何在空间几何里,画出辅助线对几何图形进行从平面到空间的切割。

这是之前Joshua画阴影效果的作品,在Joshua的正方体里已经有辅助线的概念了(虽然用的不是虚线)。▼

跟孩子们玩久了,也发现辅助线的用法就好像弹钢琴时的乐感一样,像现在Joshua可能一看到正方体,脑海中就能想象到里面的样子,而图形一复杂的话,我可能看半天脑子里都是一团浆糊,这可能就是差别。这是因为大多数孩子都是通过视觉思维来学*,所以他们比我们还擅长几何应用,这也是他们的先天优势。

所以如何让孩子脑海中有几何概念,从小培养孩子的几何思维呢?我有一套培养空间几何思维的方法分享给你,最早是从美国学者对儿童的几何认知的研究中了解这个培养方法的,这几年亲子陪玩陪学中我也觉得非常好用且有效,所以推荐给大家。

01 认识简单的图形、几何体

适合年龄:2~3岁

对于低幼孩子来说,培养几何思维第一步是认图形,我经常把平面几何和空间几何换各种不同的方式跟孩子沟通,这里包括了正方形、长方形、椭圆形、圆形、三角形、梯形等平面图形,以及对应的正方体、长方体、圆柱、球、三角柱等,让孩子们多看多熟悉多比较,这便是最开始要做的事情。▼

02 区别不同图形、几何体

适合年龄:2~4岁

实际上大家看多了几何会明白,它们之间是互相包容的关系,比如正方形是长方形的一部分,3个小三角形合并在一起可以成为一个大三角形,这都是像拼图学*一样的组合方式。

其实到这一步的时候,学会研究和观察是培养孩子很重要的部分,平时可以多让孩子看看不同长度的几何图形、几何体,帮助孩子培养这部分的思维方式。▼

03 认识形体间的分解组合

适合年龄:3~5岁

比如把一个正方形分成两个三角形,把一个三角形分成两个三角形,把两个正方体合为一个长方体等,这些都是实际游戏中我们可以手把手引导孩子去做的。▼

这一步骤其实很重要,对于空间几何来说,虽然点、线、面、体都是基本元素,但是实际上通过形体之间的分解与组合,我们是可以引导孩子去思考,不同几何体之间什么是变化的因素,而什么是不变的因素。为什么Joshua能够很快驾驭辅助线的做法,恰恰是因为他在玩拼拆的过程中,找到了几何体的共同特点和生成规律。

举个例子,当我们看一个圆柱体时,我们最开始看到的是这个模型,▼

如果加入辅助线之后,我们可以分离出形成几何体的不同平图形。▼

△ 简单示意图,底下椭圆的虚线因技术问题没画出来

那么,想象一下,从平面图形到立体图形的变化中,实际上圆柱体就是矩形转了一个圈形成的图形。▼

实际上这对于大多数空间几何来说,这个规律都存在。我也喜欢形象地跟孩子打比方:圆锥是直角三角形跳了一个圆圈舞,而球体是半圆形转了一个圈哈~▼

这便是在实际拼拆中,孩子可以感受到的从2D到3D的变化与规律。

04 几何体与实物对应学*

适合年龄:4~7岁

在这个阶段我会引导孩子们进行实物临摹,这便是一个很重要的几何体和实物形状对应学*的过程,像之前孩子们临摹车的作品是这样子的。▼

△ 左边是3岁多Eric的作品,右边是5岁Joshua的作品

你慢慢会发现,实际上如果孩子脑海中有立体几何思维,他是可以从实物中抽离出点线面的概念,把复杂的表面摘掉,不考虑它的大小、形状,仅考虑点和线的个数,这是几何学里非常重要的一个飞跃。

比如你先给孩子看一个箱子再画或搭建出立体图形,或者先画立体图形,让孩子根据这个图形来进行搭建,都可以让孩子来进行深入熟悉(早期一定要把爸妈引导的,谁数学基础比较好就优先谁哈~),具体可以这样做。▼

1.根据箱子的形状画一个长方体,跟孩子一起讨论这个长方体有几个点?几条边呢?带孩子一起数一数。这时候可以引导孩子去对比辅助线的概念了。

2. 和孩子一起找出8个小圆球来充当“点”,8根相等的小短棒、4根稍长的小棒,来充当“线”,这是给孩子的素材材料。

3. 鼓励孩子结合材料,根据图形将这些点和线进行连接,这样就构建出了一个长方体。

让孩子试试调整下角度和力度,看看有没有影响整个形状,多让孩子去把玩,研究变与不变的地方,实际上也是拓扑几何的入门嗯~这些都是生活中随时可以玩起来的游戏。

05 数几何个数、学等分分割

适合年龄:4~7岁

这一步基本上很多学龄前的孩子都可以试试,而且在一些重点幼升小考试里,分割能力测试基本上是几何题里常见的类型,这里包括了在一个复杂图形中,引导孩子去数某个图形的个数,或者在一个立体几何里,去找到某个立体图形的个数,都是常见的。▼

△数一数有多少个三角形?

切蛋糕的拼图玩法也同样需要不断积累学*,比如对正方形、长方形、三角形、圆等图形进行二等分,对正方体、长方体等立体图形进行四等分,这些都是我常跟孩子做的小练*。▼

实际上这5个阶段的游戏玩起来并不烧脑,而有系统和节奏地去玩,对孩子以后学基础数学特别有帮助。通过循序渐进的方式提高孩子的几何能力和思维水平,会对孩子接下来的数学思维有非常大的帮助。

我之前推荐过七巧板来帮助学*平面几何,昨天推荐的几何教具实际上是用点线面素材让孩子走近空间几何,他们都是利用基本元素构建概念,来帮助孩子从“观察——实践——拆解——建模”的方式来积累自己的几何能力。

好的教具对孩子的探索欲的激发还是很有帮助的,像它独特的零件小圆球和小棍,简单又丰富,很容易鼓励孩子爆发创意小宇宙,同时组建各种各样的平面图形、立体图形、以及观察每种图形的特征和区别等,加上还有弧形素材,实际上已经可以完成我今天文章分享的不同阶段的几何启蒙了,是不是很有趣呢?

我平时玩建构类活动,会跟孩子一起找延展资料,好处是可以提供更丰富的素材元素,并且跟活动、*题结合起来,实际上也是在培养孩子学*的过程。▼

像这份20多页的资源包里就有很多的搭建示范案例图,还配套帮助孩子深入了解立体图形的小游戏,比如立体图形的展开面是怎样的?你会选哪个答案?▼

这些资源可以搭配教具一起来用,大家可以在私信里回复词“几何建构”,就可以获取这些资源啦。

【END】

作者萌芽,学龄前家庭教育品牌【小芽启萌】创始人,全球婚姻疗法和情绪训练权威机构约翰戈尔曼的首位中国实*治疗师。 公众号萌芽研究所BUD(ID:myyjs_bud)专注于早教启蒙和亲子沟通,是百万妈妈信赖的育儿号。

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