基于核心素養(yǎng)視角，培養(yǎng)空間思維能力

趙志華

摘 要：思維能力是小學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的關(guān)鍵，空間思維能力在小學(xué)生圖形與幾何知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程中必不可少，本文從以下三個(gè)方面――由表及里，觀察感知、想象猜測(cè)，形成表象、動(dòng)手操作，獲得體驗(yàn)論述如何在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂上培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力。

關(guān)鍵詞：小學(xué)數(shù)學(xué) 空間思維 核心素養(yǎng)

【中圖分類號(hào)】G623.5 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1005-8877（2019）12-0140-01

小學(xué)生空間思維能力的培養(yǎng)需要由形象到抽象的過(guò)渡過(guò)程，因?qū)W生的想象力與理解力都處于表淺水平，筆者教學(xué)時(shí)按照觀察、想象、操作的順序使學(xué)生逐漸領(lǐng)悟到圖形與幾何的學(xué)習(xí)方法，從空間、方位和運(yùn)動(dòng)等方面建立起空間思維能力。

1.由表及里，觀察感知

觀察圖形是認(rèn)識(shí)圖形的第一步，只有把圖形的特點(diǎn)充分理解清楚才能認(rèn)識(shí)這一類圖形，我在教學(xué)時(shí)通過(guò)讓學(xué)生觀察大量的物體形狀，找出各種圖形的特點(diǎn)和共同點(diǎn)，由表及里地把同類圖形辨別清楚并說(shuō)出名稱，初步培養(yǎng)空間思維能力。

例如我在教學(xué)“認(rèn)識(shí)圖形（一）”時(shí)，這節(jié)內(nèi)容要求學(xué)生認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)單立體圖形的實(shí)物和圖形，學(xué)生在以前已經(jīng)接觸過(guò)各種各樣形狀的玩具或物品，我在課堂上通過(guò)展示物品給學(xué)生開(kāi)展教學(xué)。首先我拿出了足球、籃球和皮球放在講桌上，同學(xué)們都快速說(shuō)出它們的名稱，我接著問(wèn)：大家再仔細(xì)觀察，有沒(méi)有發(fā)現(xiàn)它們有什么相同的地方呢？學(xué)生普遍回答：它們都是圓的。我接著引導(dǎo)：大家看黑板，我們這節(jié)課要學(xué)習(xí)“認(rèn)識(shí)圖形”，同學(xué)們想想它們有沒(méi)有一個(gè)共同的名字呢？這時(shí)一部分同學(xué)回答“圓”，還有一部分同學(xué)回答“圓球”，我繼續(xù)說(shuō)道：這些玩具是不是圓滾滾的，都沒(méi)有一個(gè)平平的地方呢？它們都叫做“球”，同學(xué)們可以自己制作一個(gè)“圓”，然后快速將其繞圓心旋轉(zhuǎn)360°看看會(huì)發(fā)生什么？同學(xué)們?cè)谥谱魍瓿珊髸?huì)回答說(shuō)“球”。同學(xué)們接受之后我又展示出積木中的圓柱體，同學(xué)們認(rèn)真觀察后大部分只能說(shuō)出“它們都有兩個(gè)圓形的面”、“它們可以像球一樣滾來(lái)滾去”、“它們也可以立在桌子上，有的高有的矮”這些特點(diǎn)，少數(shù)幾個(gè)同學(xué)能夠說(shuō)出“圓柱體”這個(gè)名稱，我繼續(xù)幫助學(xué)生回想生活中見(jiàn)到的柱子的形狀，共同認(rèn)識(shí)了圓柱體。

球和圓柱體的名稱相對(duì)來(lái)說(shuō)比較陌生，我把教學(xué)重點(diǎn)放在這兩類圖形的認(rèn)識(shí)上，正方體和長(zhǎng)方體的認(rèn)識(shí)我更多地強(qiáng)調(diào)學(xué)生觀察面的個(gè)數(shù)和形狀，然后通過(guò)多媒體放映長(zhǎng)方形和圓旋轉(zhuǎn)360°的3D模型。使學(xué)生理解這些立體圖形與平面圖形最大的區(qū)別是它們都會(huì)占據(jù)一定的空間，在觀察與記憶中形成空間感。

2.想象猜測(cè)，形成表象

認(rèn)識(shí)基本圖形之后學(xué)生需要在空間感的基礎(chǔ)上進(jìn)一步培養(yǎng)方位感，我引導(dǎo)學(xué)生借助想象與猜測(cè)培養(yǎng)這部分的空間思維能力，從不同的方位角度觀察同一物體看到的圖像是不一樣的，這部分能力的培養(yǎng)可以鍛煉學(xué)生在不需要細(xì)致觀察的情況下想象出各個(gè)方位的圖像。

例如我在教學(xué)“觀察物體”時(shí)，首先給學(xué)生放映動(dòng)畫(huà)“盲人摸象”，學(xué)生們?cè)谟^看動(dòng)畫(huà)時(shí)覺(jué)得盲人們總是說(shuō)不對(duì)大象的樣子，他們只摸到了大象的一小部分就說(shuō)那是大象的樣子，這種做法是不正確的?？赐甓唐螅医o同學(xué)們展示了一張小猴子正面的照片，學(xué)生一眼就認(rèn)出照片上是一只猴子，隨后我又放映一張小猴子背面的照片，同學(xué)們認(rèn)為兩張照片是同一只小猴子，這只是從前面、后面觀察的效果，當(dāng)我展示從兩個(gè)側(cè)面拍攝的照片時(shí)，學(xué)生們就分辨不出到底是左側(cè)還是右側(cè)的圖像，這時(shí)我讓四位同學(xué)分成一組，分別用“F”“B”“L”“R”四個(gè)字母表示前、后、左、右四個(gè)方向，讓這四名同學(xué)分別代表“F”“B”“L”“R”四個(gè)字母，圍繞實(shí)物玩具猴站作十字架形狀分別從四個(gè)方向觀察，分別對(duì)應(yīng)剛剛放映的四張照片來(lái)分辨左右側(cè)的圖像有何異同。學(xué)生們輪流觀察后，對(duì)側(cè)面的圖像基本可以分辨清楚，此時(shí)我讓學(xué)生嘗試做練習(xí)十五的3題，四人一組想象面前擺放著飛機(jī)模型，并選出自己所在位置觀察到的圖像，絕大部分學(xué)生都能想象出正確的圖像。

通過(guò)這節(jié)課的教學(xué)學(xué)生們認(rèn)識(shí)到某個(gè)角度觀察到的物體只是它的一部分，并不能代表物體整體，而且在課堂上培養(yǎng)借助給出的平面圖形想象各個(gè)方位不同圖像的能力，進(jìn)一步提升空間感并建立起方位感。

3.動(dòng)手操作，獲得體驗(yàn)

上述兩種能力都是在靜態(tài)下進(jìn)行的，但我們?nèi)粘Ｉ钪幸?jiàn)到的絕大多數(shù)圖形都是經(jīng)過(guò)一些特定變換的，在沒(méi)有系統(tǒng)學(xué)習(xí)之前學(xué)生憑借靜態(tài)想象理解圖形變換是很困難的，我教學(xué)時(shí)傾向于讓學(xué)生親自動(dòng)手獲得相關(guān)知識(shí)的體驗(yàn)，培養(yǎng)運(yùn)動(dòng)的空間思維能力。

例如我在教學(xué)“平移、旋轉(zhuǎn)和軸對(duì)稱”時(shí)，兩種圖形運(yùn)動(dòng)方式和軸對(duì)稱圖形的初步認(rèn)識(shí)都需要學(xué)生親自動(dòng)手體驗(yàn)。我先列舉出一些生活現(xiàn)象：開(kāi)關(guān)推拉門(mén)或推拉窗，升國(guó)旗等，利用這些現(xiàn)象向同學(xué)們解釋平移是物體沿著一條直線移動(dòng)而旋轉(zhuǎn)則是圍繞一點(diǎn)或軸轉(zhuǎn)動(dòng)，同學(xué)們想了想又提出鐘表、陀螺等常見(jiàn)的旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象，為了加深印象我讓每位同學(xué)制作了長(zhǎng)方形、圓、正方形等形狀，使其制作圖形平移5cm或任意距離、旋轉(zhuǎn)180°或360°、軸對(duì)稱后觀察是否存在變化。軸對(duì)稱圖形的認(rèn)識(shí)關(guān)鍵是找到對(duì)稱軸，我讓學(xué)生準(zhǔn)備正方形和長(zhǎng)方形的卡紙，分別折疊使折疊后兩部分圖形完全重合，學(xué)生發(fā)現(xiàn)正方形有四種折法，也就是可以找到四條對(duì)稱軸；這時(shí)我問(wèn)學(xué)生長(zhǎng)方形會(huì)不會(huì)也有四條對(duì)稱軸呢？一部分學(xué)生認(rèn)為有，我讓學(xué)生繼續(xù)對(duì)折長(zhǎng)方形，看可以找到幾條對(duì)稱軸，學(xué)生們反復(fù)驗(yàn)證后發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)方形雖然沿著對(duì)角線折疊后兩部分圖形相同但是不會(huì)重合，也就是只有兩條對(duì)稱軸。

在這部分教學(xué)中，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)動(dòng)手操作的作用，不僅加深了對(duì)旋轉(zhuǎn)和軸對(duì)稱圖形的理解，還糾正了長(zhǎng)方形有四條對(duì)稱軸這一錯(cuò)誤的觀念，在操作中對(duì)幾何圖形的運(yùn)動(dòng)認(rèn)識(shí)更加深刻。

4.結(jié)語(yǔ)

總之，在核心素養(yǎng)視角下的空間思維能力的培養(yǎng)課堂中是需要一定順序與方法的，尤其是在低年級(jí)小學(xué)生的圖形與幾何教學(xué)中，只有充分進(jìn)行觀察、想象與操作，才可能建立起完善的空間思維。