試論小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中空間觀念的培養(yǎng)策略

劉 麗

（隴南市武都區(qū)漢王中心小學(xué) 甘肅 隴南 746041）

空間觀念是指大腦中能夠形成關(guān)于物體或幾何圖形的位置、形狀、大小、變化等特征的直覺，在生活中需要通過空間描述來達(dá)到溝通交流的目的。小學(xué)數(shù)學(xué)關(guān)于空間觀念的教學(xué)目標(biāo)提出，能夠在實(shí)物與幾何圖形之間自由轉(zhuǎn)換，并且能夠進(jìn)行展開圖與三視圖的空間思維；能夠根據(jù)幾何特征描述想象具體形狀并進(jìn)行繪畫制作；能夠?qū)⒑唵蔚膸缀螆D形進(jìn)行組合，也能將復(fù)雜的幾何圖形進(jìn)行拆分；能夠描述空間運(yùn)用、物體位置關(guān)系等等，因此，小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中要重視對(duì)小學(xué)生空間觀念的培養(yǎng)。

1.聯(lián)系生活實(shí)際培養(yǎng)空間思維

我們每個(gè)人都生活在宏觀的大空間中，其中存在很多人、事、物，這些都是立體的存在。小學(xué)生在空間思維不斷發(fā)展的過程中，最初接觸的就是生活中實(shí)實(shí)在在的人、事、物，數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)也應(yīng)從生活實(shí)際入手，將數(shù)學(xué)空間觀念的培養(yǎng)與生活中的實(shí)際事物結(jié)合起來，充分挖掘生活中立體空間結(jié)構(gòu)的豐富原型促進(jìn)學(xué)生空間思維的構(gòu)建。例如，人教版數(shù)學(xué)教材中，從一年級(jí)到六年級(jí)會(huì)涉及到多個(gè)幾何圖形的學(xué)習(xí)，比如長方形、正方形、三角形、圓形等，不同年級(jí)的小學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)不同，教師在將空間觀念與生活實(shí)際結(jié)合教學(xué)時(shí)，要注重結(jié)合小學(xué)生的生活實(shí)際。三年級(jí)上冊學(xué)習(xí)“長方形與正方形”時(shí)，教師可以通過生活實(shí)際場景引入啟發(fā)學(xué)生的思考，一是可以運(yùn)用多媒體播放視頻讓學(xué)生找出其中長方形與正方形的元素，比如家庭環(huán)境中有很多的電器、家具、設(shè)備等等，教師可以運(yùn)用3D技術(shù)展示家庭生活環(huán)境，讓學(xué)生從中找出長方形與正方形的物體，并讓學(xué)生通過回憶談一談自己家中哪些事物是長方形的、哪些事物是正方形的，由此激發(fā)學(xué)生的空間思維；二是帶領(lǐng)學(xué)生實(shí)地觀察，觀察需掌握正確的順序、方法與目的。小學(xué)生通過觀察能夠初步掌握圖形的幾何特征，打牢空間觀念學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生到操場上觀察隨風(fēng)飄揚(yáng)的國旗，既能激發(fā)學(xué)生的愛國情懷，同時(shí)也讓學(xué)生在自己熟悉的場景中認(rèn)識(shí)了長方形。觀察是空間觀念培養(yǎng)必不可少的步驟，例如，人教版在學(xué)習(xí)圓柱的體積時(shí)，教師事先準(zhǔn)備好圓柱體的容器，將其中盛滿水，將一個(gè)能夠沉入容器底部的物體放入容器中，容器中的水的空間就會(huì)被物體占據(jù)從而溢出容器，通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生對(duì)物體的體積形成了空間觀念。

2.加強(qiáng)實(shí)際操作塑造空間觀念

空間觀念的培養(yǎng)并不是光靠觀察想象就能夠完全獲得，還需要教師在教學(xué)中加強(qiáng)實(shí)際操作訓(xùn)練，讓學(xué)生動(dòng)手做、動(dòng)手畫、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，不斷刺激學(xué)生的視覺等感官，讓空間觀念能夠得到鞏固。小學(xué)生普遍對(duì)于做手工比較感興趣，數(shù)學(xué)教師也可以運(yùn)用小學(xué)生的這一特征，在教學(xué)中引入動(dòng)手制作簡單的幾何圖形的活動(dòng)，寓教于樂，讓學(xué)生手腦并用，真正通過手的運(yùn)動(dòng)、手的觸摸，在腦海中形成根深蒂固的空間觀念。例如，人教版中學(xué)習(xí)“圓錐體”時(shí)，由于生活中常見的圓錐體的實(shí)物較少，此時(shí)教師可以帶領(lǐng)學(xué)生一起制作一個(gè)圓錐體，首先教師讓學(xué)生思考制作一個(gè)圓錐體需要哪些基礎(chǔ)幾何圖形，為了便于學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)圓錐的奧秘，教師可以將事先準(zhǔn)備好的一個(gè)圓錐現(xiàn)場進(jìn)行拆分，通過觀察拆分后的圓錐部件，學(xué)生們恍然大悟，原來圓錐是由一個(gè)扇形與一個(gè)圓形組合而成；而且教師可以反復(fù)進(jìn)行圓錐體的合并與拆分，在反復(fù)演示的過程中，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)圓錐扇形的弧長與圓形的周長是重合的，也就是扇形圓弧的長度等于底部圓形的周長；發(fā)現(xiàn)這個(gè)奧秘后，有利于學(xué)生制作自己喜歡的圓錐體，教師鼓勵(lì)學(xué)生選取自己喜歡的顏色或材質(zhì)的紙，確定圓錐的尺寸后裁剪下扇形與圓形，并通雙面膠相其粘貼組成；為了增加課堂的趣味性，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生在圓錐上畫出生活中圓錐形狀的事物，比如冰淇淋、金字塔等等，增加學(xué)生空間思維的積極性。其次，教師還可以放手讓學(xué)生自主探究實(shí)驗(yàn)，例如人教版中學(xué)習(xí)“軸對(duì)稱”圖形時(shí)，教師可以讓學(xué)生探索用一張紙、一把剪刀如何快速地獲得一個(gè)軸對(duì)稱圖形，剛開始小學(xué)生可能直接嘗試用剪刀剪出一個(gè)軸對(duì)稱圖形，但是在嘗試過幾次后，發(fā)現(xiàn)剪出的圖形對(duì)折后無法完全重合；此時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生逆向思考，竟然軸對(duì)稱圖形的幾何特征是對(duì)折后完全重合，那是否可以先將紙張對(duì)折試試看呢。此時(shí)，學(xué)生的空間思維得到的啟發(fā)，他們對(duì)折后裁剪發(fā)現(xiàn)剪出的圖形都是軸對(duì)稱圖形，通過讓學(xué)生自主探究，有利他們空間觀念的自我培養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維。

3.激發(fā)想象力應(yīng)用空間觀念

空間觀念的培養(yǎng)離不開對(duì)小學(xué)生想象力的激發(fā)，想象力能夠突破思維定勢，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的融會(huì)貫通，有時(shí)候豐富的想象力與淵博的知識(shí)更重要。在小學(xué)生數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師也要為學(xué)生插上想象的翅膀，助力學(xué)生在空間思維中發(fā)揮想象力，實(shí)現(xiàn)無限創(chuàng)造可能。例如，人教版中學(xué)習(xí)“觀察物體”時(shí)，教師可以通過多媒體展示一個(gè)由線條簡單勾勒的幾何外觀，讓學(xué)生發(fā)揮想象力，通過空間構(gòu)造將線條轉(zhuǎn)化為面、將面轉(zhuǎn)化為立體圖形，創(chuàng)造與生活實(shí)際緊密聯(lián)系的立體圖像。學(xué)生在創(chuàng)作分析過程中，通過不斷想象擴(kuò)展，將更多的元素填充到線條中，創(chuàng)作出屬于他們自己的獨(dú)一無二的作品，既是對(duì)學(xué)生藝術(shù)靈感的激發(fā)，更是培養(yǎng)了學(xué)生的空間觀念。又比如，在學(xué)習(xí)人教版的三視圖時(shí)，如果沒有足夠的想象力，學(xué)生無法通過平面圖形想象出立體構(gòu)圖，從而也不利于空間觀念的培養(yǎng)。在現(xiàn)實(shí)教學(xué)中，教師要鼓勵(lì)學(xué)生大膽想象、努力求證，讓想象力能夠落到實(shí)處。例如，在學(xué)習(xí)人教版的三角形面積計(jì)算時(shí)，讓學(xué)生先猜一猜，三角形的面積公式與平行四邊形的面積公式有什么關(guān)系，學(xué)生通過拆一拆、比一比、對(duì)一對(duì)等操作，自然會(huì)猜出三角形的面積是平形四邊形的一半，為了進(jìn)一步求證，教師可以通過動(dòng)態(tài)視頻進(jìn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證，讓學(xué)生的想象得到證實(shí)，培養(yǎng)學(xué)生敢于想象的空間觀念。數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的最終目的是能夠應(yīng)用于實(shí)際生活，想象再豐富也不能脫離實(shí)際，教師在教學(xué)過程中要鼓勵(lì)學(xué)生不斷發(fā)揚(yáng)空間觀念，在實(shí)際生活中遇到實(shí)際問題時(shí)，能夠?qū)⒖臻g觀念運(yùn)用自如，例如人教版中在學(xué)習(xí)位置的描述時(shí)，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)際生活場景中多運(yùn)用空間觀念，比如與家人談一談自己教室座位前后左右同學(xué)的特征、出去游玩時(shí)能夠正確說出景點(diǎn)的方向位置等等，提高空間觀念的實(shí)際應(yīng)用能力。

4.構(gòu)建教學(xué)情境激發(fā)學(xué)習(xí)熱情

小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)需改變傳統(tǒng)的教師講、學(xué)生聽的教學(xué)模式，加強(qiáng)師生互動(dòng)，通過構(gòu)建教學(xué)情境，讓學(xué)生共同參與到課堂教學(xué)環(huán)境的營造中，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。在空間觀念培養(yǎng)中，教師也可以借助多種實(shí)物、多種教學(xué)設(shè)備進(jìn)行空間環(huán)境構(gòu)建。例如，人教版中一年級(jí)上冊中關(guān)于“位置”的教學(xué)，其中涉及到上下右左前后等方向，對(duì)于剛升入一年級(jí)的小朋友還處于學(xué)習(xí)探索的初級(jí)階段，為了便于一年級(jí)學(xué)生理解位置的概念，教師可以編制朗朗上口、通俗易懂的“方位歌”加強(qiáng)一年級(jí)學(xué)生方向位置空間觀念的培養(yǎng)；同時(shí)，小學(xué)一年級(jí)學(xué)生的形象思維發(fā)育較好，教師可以借助多媒體，為編制的兒歌配上精美的畫面和音效，例如，結(jié)合童話故事中關(guān)于“三只小豬”的形象，使編制的順口溜中包含上下左右前后等方位關(guān)鍵詞，并使學(xué)生讀了順口溜能想象故事的具體畫面，結(jié)合多媒體展示，形成對(duì)位置的空間觀念。通過這樣的情境創(chuàng)建讓小學(xué)數(shù)學(xué)課堂更加生動(dòng)活潑，也讓小學(xué)生在自己熟悉的領(lǐng)域中促進(jìn)空間觀念的培養(yǎng)，一舉多得。

5.遵循小學(xué)生認(rèn)知規(guī)律培養(yǎng)空間觀念

空間觀念一般由形狀知覺、大小知覺、深度知覺、方位知覺構(gòu)成，小學(xué)生在這些方面的發(fā)展程度不同于成年人，其有自身的成長規(guī)律。形狀知覺是小學(xué)階段發(fā)展最快的部分，他們能夠?qū)缀螆D形與實(shí)際事物自然聯(lián)系起來，例如方格子代表正方形、紅領(lǐng)巾代表三角形、太陽代表圓形等等。在大小知覺方面，兒童在后期的不斷比較練習(xí)掌握，對(duì)于規(guī)則圖形較容易比較大小，對(duì)于不規(guī)則圖形的大小比較需要更多培養(yǎng)，而且隨著事物遠(yuǎn)近的不同，兒童的大小直覺有時(shí)會(huì)出現(xiàn)偏差。深度知覺是對(duì)距離的感知，兒童具有先天性。而方位知覺是對(duì)物體相對(duì)位置的比較，需要引導(dǎo)學(xué)生正確掌握上、下、左、右、前、后等方向概念。小學(xué)生空間觀念形成具有一定的心理特征，包括直觀性、描述性、漸進(jìn)性等，小學(xué)數(shù)學(xué)教師在空間觀念培養(yǎng)過程中要充分遵循小學(xué)生的心理特征規(guī)律，突出教學(xué)重點(diǎn)，抓住關(guān)于空間得重要知識(shí)點(diǎn)，促進(jìn)空間觀念教學(xué)的體系化、結(jié)構(gòu)化。例如，小學(xué)生對(duì)于空間的認(rèn)識(shí)是從二維逐漸過渡到三維，過渡的過程時(shí)間長、困難較多，因?yàn)槿S圖形相比于二維圖形對(duì)空間想象能力的要求更高，此時(shí)教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的認(rèn)識(shí)特征合理進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。人教版小學(xué)數(shù)學(xué)教材編制上也遵循了小學(xué)生從二維到三維的認(rèn)知過程，先學(xué)習(xí)平面幾何圖形，如長方形、正方形、三角形、圓形；再學(xué)習(xí)立體幾何圖形，如圓柱、圓錐體、長方體、正方體。教師在整個(gè)數(shù)學(xué)教學(xué)過程中要注重幾何圖形的前后關(guān)聯(lián)教學(xué)，通過思維導(dǎo)圖為學(xué)生構(gòu)建幾何空間框架，讓學(xué)生能夠順利實(shí)現(xiàn)從二維空間向三維空間的過渡。

結(jié)束語

綜上所述，在生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域都需要運(yùn)用到空間觀念，小學(xué)階段的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中加強(qiáng)空間觀念的培養(yǎng)有助于學(xué)生想象力的激發(fā)，為今后學(xué)習(xí)更高階的數(shù)學(xué)知識(shí)打下基礎(chǔ)，讓學(xué)生聯(lián)系實(shí)際自由探索數(shù)學(xué)空間，使學(xué)生形成正確的數(shù)學(xué)思維。教師需結(jié)合小學(xué)生的身心特征，不斷創(chuàng)新教學(xué)方法，樹立正確的空間教學(xué)觀，讓學(xué)生形成豐富的大小知覺、形狀知覺、方位知覺、深度知覺，形成全面立體的空間觀念，促進(jìn)小學(xué)生智力發(fā)展。