S-1-07能認識生活周遭中水平、鉛直、平行與垂直的現象.docVIP

對於這個世界，一般我們知道有長、寬、高三度空間，再加上時間，總共是四度空間。有人認為時間其實是第四度空間，時間和運動、物質都是錯覺。科幻小說就想像了許多以第四度空間不可思議世界發生的事物為題材。 一、空間的數學結構 (一)空間的定義 自然界的具體物件，各自佔有一部分的空間。周圍的物體存在著空間上的相互位置關係，也就是物體的空間方位，或稱為物體的空間位置，以上下、前後、內外、左右…詞彙表示。 Martin Heidegger（1954）曾指出「空間裡包含了因物體對人的不同遠近而形成不同位置，但這種遠近距離可在抽離人與物的關係下形成高度、寬度與深度」。 我們經常所說的「空間」量，不外乎是線的長度、曲面的面積、形體的體積等等， 所有這些構成空間概念的「空間」量都是可以用標準尺來度量的。其實在物理學中，人們要定量地探究許多物理概念，如距離、速度、加速度、作用力、質量、電量等等，這些物理概念它們每一個都是必須是能夠度量的。空間也是物理概念，而且是最基本的物理概念，也都必須是能夠度量的，空間在牛頓力學中的意義就是要確定一個空間點的位置，總需要三個空間量。它是可以表示成任何三個互為垂直且個自獨立的長度空間座標系，例如常用的直角座標系以 (x, y, z) 表徵其三個互為獨立的座標分量(AEEA 天文教育資訊網)。牛頓的「絕對空間」就像一個空闊的舞台，各種物体是舞台上的演員。無論演出任何戲碼，舞台是既不參與，也不受影響的。 在空間的構成當中，科學家將我們所生活的空間分成零度空間、一維空間、二維空間、三維空間以及四維空間。從愛因斯坦發表相對論開始，人類對宇宙萬物中的各種現象有了一個新的認識，得到嶄新的啟示。在此基礎上研究出時間和空間的密切關系，對往後的科技發展帶來了震撼性的轉變，成為人類歷史上的一個轉折點，在此，茲分述維度、零度空間、一維空間、二維空間、三維空間與四維空間等之意涵如下： 1.「維度」是指系統中的物質能夠向多方向而定。 2.零度空間(點)：僅代表一個點。 3.一維空間(線段)：每一個點只需要一個實數就可以充分描述空間的位置，簡而言之，就是方向線。也就是說，一維空間中的物質，只有單一的線狀方向。 4.二維空間(平面)：每一個點需要兩個實數來描述空間的位置，一維空間經過時層疊，形成二維空間，其空間具有縱、橫兩個方向，可比喻為空間中的平面。 5.三維空間(立體)：二維空間再經過時間的層疊，形成三維空間，其空間具有縱、橫、高三個方向；亦是人類生活的空間。可比喻為立體空間。 6.四維空間(超立體)：如此類推，三維空間經過時間的層疊，理論上會形成一個超乎想象的超立體空間，科學上稱為四維時空。四維時空是目前人類無法想象的空間，其中包含黑洞，白洞，蟲洞等科學理論上成立，但難以解釋的現象存在。不過，若有生物能夠掌握四維時空的領域，獲取其中的知識寶庫，穿越宇宙的奧秘，將會取得無可估計的神秘力量。若這種四維時空中的不可估計的神秘力量。 (二)空間的相關概念 許民陽、鄧國雄、卓娟秀、李崑山和殷炯盛(民83)在國小學生對方向和位置兩空間概念的認知發展研究中，將辨識方向、位置等空間概念語詞區分如下： 1…等。而非特定方向，乃是指不能明確指示運動方向的語詞，例如：飛來飛去、跑來跑去…。 (2)位置：可分為特定位置與相對位置。特定位置是指能明確的指出物體(包括人)所在的位置，例如：窗戶旁、桌子上。相對位置是指利用相對語來指示空間的位置，例如：越來越高、忽上忽下…等。 2.空間概念語詞 (1)基本概念語詞：有關空間概念的基本語詞，例如：上、下、左、右。 (2)衍生概念語詞：基本概念語詞加上動詞、介詞或名詞等而衍生出的空間概念，例如：上升，下降…等。 (3)複合概念語詞：由兩個或兩個以上的基本概念或衍生概念所組成的語詞：，例如：向上拉、摘下來、東北角。 (三)空間能力…等。 3.空間關係知覺力：有能力看出2-3個物體與自己的關係，或這些物體彼此間的關係。比如說，走在陌生的街道，可以指認便利商店是在自己所在位置的前方遠處，公車站牌的左後側，停車場收費亭的右前方。 二、空間的認知結構三、空間的綱要結構階段能力指標 第一階段能力指標 S-1-06 能描述物體的相對位置分年細目指標--第一階段(一、二、三年級) 1-s-05 能描述某物在觀察者的前後、左右、上下及兩個物體的遠近位置。 S-1-06 ● 相對位置描述詞在日常生活中很常用，因此應及早引入，並可與序詞的教學相結合，例：「最上面數下來第2個抽屜是我的。」、「小明右邊第3人是小麗。」「小華，請往前走2步。」、「左邊離我們比較遠的那個女生是小英。」 ● 由於人體大致上是左右對稱的，因此「左右」是這些詞組中較難的概念，在溝通上也要小心，學童必須能確定觀察者，才能