小學數(shù)學教學中學生空間觀念的培養(yǎng)策略研究

戴春株

【摘要】空間觀念是學生學習小學數(shù)學過程中必備的基礎能力，也是數(shù)學核心素養(yǎng)中的重要組成部分，能助力學生更好地理解幾何圖形相關知識，豐富空間想象力.因此，在小學數(shù)學教學中，教師應重點培養(yǎng)學生的空間觀念，以鍛煉學生的思維能力，提高解題效率.文章簡述了培養(yǎng)小學生空間觀念的重要性，并從直觀觀察、聯(lián)系生活、操作感知、創(chuàng)造想象機會、運用教具等多個維度探究在小學數(shù)學教學中培養(yǎng)學生空間觀念的策略，以期提高數(shù)學教學效果.

【關鍵詞】小學數(shù)學；空間觀念；培養(yǎng)策略

空間觀念在學生生活中應用范圍較廣，是一種實用性較強的能力，但是有一些學生缺乏正確的引導和系統(tǒng)的認知，沒有形成科學的空間觀念.對此，教師應采取有效的方式，通過情境創(chuàng)設、合作學習等指導學生展開探究、分析，循序漸進地幫助學生建立科學的空間觀念，讓學生的數(shù)學學習更加順利.

一、培養(yǎng)學生空間觀念的重要性

隨著科學的不斷進步，空間觀念在日常生活中的重要性不斷凸顯，而小學生作為國家未來人才儲備，其空間觀念培養(yǎng)情況也逐漸受到社會各界的關注.空間觀念指的是學生對空間感知、理解和應用的能力，是思維能力中的重要組成部分，也是智力開發(fā)中不可或缺的一個環(huán)節(jié).在小學階段培養(yǎng)學生的空間觀念，對其未來學習和發(fā)展有著重要作用.具體作用如下：第一，有助于培養(yǎng)創(chuàng)新思維.空間觀念是三維立體的，不僅涉及平面的概念，還涉及空間位置的變化，對學生的想象力有一定的要求，故培養(yǎng)學生的空間觀念能有效激發(fā)其創(chuàng)造潛能，使其更好地發(fā)揮自身想象力、創(chuàng)造力.第二，助力學生科學素養(yǎng)形成.空間觀念是學生思維能力的一部分，也是學習數(shù)學的重要素養(yǎng).學生理解并應用空間概念不僅可以輔助理解數(shù)學知識，更能鍛煉實踐操作能力.第三，助力學生智力發(fā)展.良好的空間觀念能讓學生在解決問題時思路更加清晰，有條理地表達出自己的想法，并處理和解決問題，對學生的組織能力、統(tǒng)籌能力等有著重要作用.綜上可見培養(yǎng)學生空間觀念對學生成長的重要性.家長、教師、社會應給予足夠的重視，支持學生空間觀念的提升，讓學生在多種活動中展開實踐、體驗，從而提高自身的空間感知能力.

二、在小學數(shù)學教學中培養(yǎng)學生空間觀念的策略

（一）通過直觀觀察，激活學生空間意識

在小學階段，學生已經(jīng)開始接觸平面圖形和立體圖形.為了降低學生學習難度，深化對幾何圖形的理解，教師應設計觀察、對比、實踐等活動，有效激活學生空間意識，為后續(xù)探索做好鋪墊.在實際教學中，教師可以采取直觀的方式，引導學生判斷圖形之間的異同，再設計具有實踐性的活動或任務，讓學生參與其中，并展開思考.值得注意的是，教師在活動中應加強對學生思維的啟發(fā)，引導其歸納圖形的異同點，激活其空間意識，從而提升學生的空間素養(yǎng).

以北師大版小學數(shù)學四年級下冊“認識三角形和四邊形”的教學為例，教師應利用直觀教學法培養(yǎng)學生的空間觀念.首先，教師在課前可先組織學生復習學習過的圖形，如長方形、正方形、三角形、圓形等，要求學生自行將其進行分類，并說明分類的依據(jù)，讓學生從空間視角出發(fā)，對圖形特點進行初步的判斷.隨后，教師向?qū)W生出示三角形、四邊形教具，讓學生直觀觀察二者的特點，再次提出問題：“三角形和四邊形有哪些共同點和不同點？”學生在實踐中認識到二者都由點和邊組成，但四邊形由四條邊組成，容易變形，而三角形則由三條邊組成，結構較為穩(wěn)定，從而得出“三角形具有穩(wěn)定性，四邊形則不具有穩(wěn)定性”的結論.最后，教師再次提出問題：“生活中很多事物都是四邊形的，如何保證其穩(wěn)固性呢？”學生經(jīng)過討論后認為可以作四邊形的一條對角線.由此，通過直觀教學和問題探究，學生可以感受到圖形的變化以及其中蘊含的數(shù)學原理.

（二）結合生活實際，促進學生空間觀念的建立

小學數(shù)學教學中，部分知識具有較強的抽象性和邏輯性，學生在學習中會遇到一些困難.因此，在培養(yǎng)學生空間觀念時，教師應以課程標準為引導，結合教學主題聯(lián)系生活實際，借助生活元素開展教學活動，通過合理的引導和啟發(fā)，讓學生透過事物表象抽象出本質(zhì).這樣一來，學生熟悉的生活事物成為培養(yǎng)其空間觀念的有效載體.教師順勢引出重難點知識，充分調(diào)動學生的學習積極性，吸引學生主動參與到課堂活動之中.

以北師大版小學數(shù)學五年級下冊“長方體（一）”的教學為例，本單元要求學生通過學習掌握長方體和正方體的特征，以及立體圖形的展開圖，明確立體圖與展開圖之間的關系.首先，教師借助實物創(chuàng)設生活化情境，拿出準備好的魔方和文具盒，讓學生說一說二者有什么異同.由于魔方和文具盒都是學生日常生活中熟悉的物品，故可以快速吸引學生的注意力，使其紛紛開動腦筋思考，由此得出“都是立體圖形”“都有6個面”“它們的棱長不一樣”等結論.教師可以設計如表1所示的表格，將學生提出的觀點填入其中，并以表格啟發(fā)學生進一步探究長方體與正方體在點、面、棱等方面的異同.隨后，學生通過小組合作的方式對二者展開探究，以對立體圖形有更全面的了解，而后教師講解長方體和正方體的特點.最后，教師設計與生活相關的問題，引導學生利用本節(jié)課研究成果進行解決，凸顯數(shù)學學習的價值.如某品牌餅干盒長20cm，寬15cm，高30cm，生產(chǎn)中需要在其四周貼上商標紙，請問：商標紙的面積是多少平方厘米？學生結合題目條件，可明確問題本質(zhì)是求長方體前面、后面、左面、右面的面積，利用已知條件和長方形面積公式即可求解.基于此，學生在小組合作中可以深化對幾何知識的理解，并在解決問題中更好地感知幾何知識與生活的聯(lián)系，助力空間觀念的形成.

（三）強化操作感知，提高學生空間觀念

人對事物的認知大多基于實踐，學生學習數(shù)學知識的過程也不例外，合理的實踐能深化學生對知識的印象.同時，《義務教育數(shù)學課程標準（2022年版）》明確指出，教師在教學中要注重培養(yǎng)學生的實踐能力，引導其將所學知識應用在生活中.因此，教師在向?qū)W生傳授理論知識的同時，還要設計實踐活動，讓學生在畫一畫、拼一拼等手段中有效完成實踐活動，調(diào)動學生的多重感官，促進知識的內(nèi)化和吸收，實現(xiàn)空間觀念的提升.

以北師大版小學數(shù)學三年級下冊“面積”的教學為例，教師在引導學生探索“面積單位”時，應先激發(fā)學生的學習興趣，可在課堂中分兩個步驟完成.首先，引導學生認識“面積”的概念.教師可以書本、課桌、作業(yè)本等常見的物品為素材，讓學生用手去觸摸物體表面，通過感知物體表面大小對面積形成初步認識.其次，教師鼓勵學生自由繪制學習過的平面圖形，并與同桌組成一個小組，對比兩人繪制的圖形，發(fā)現(xiàn)即便是相同的平面圖形也存在面積大小不一的情況，由此指導學生結合感悟自行對面積進行定義.再次，在學生認識面積的基礎上，啟發(fā)和培養(yǎng)學生形成空間觀念.教師先利用多媒體展示長方形和正方形，讓學生觀察二者的異同，并分析“誰的面積更大一些”.有的學生認為長方形面積更大，還有的學生認為正方形面積大，為了讓學生觀念實現(xiàn)統(tǒng)一，也為了檢驗學生猜測的準確性，教師可以鼓勵學生動手剪出長方形和正方形，利用重疊對比的方式進行驗證.最后，教師出示PPT課件，以方格圖的方式展示長方形和正方形，要求學生數(shù)一數(shù)兩個圖形各占了多少個格子，通過數(shù)格子的方式讓其認識到“所占格子數(shù)量越多，圖形的面積就越大”.當學生形成這一認知后，教師引出面積單位概念，學生會更容易理解.

（四）創(chuàng)造想象機會，發(fā)展學生空間觀念

教育實踐證明，小學生正處于想象力最豐富的階段，故教師在分析問題時可以利用學生豐富的想象力進行展開.為了充分發(fā)展學生的空間觀念，教師應在課堂中充分尊重學生的主體地位，并發(fā)揮自身的引導作用，啟發(fā)學生的思維，以達到發(fā)展學生空間觀念的目的.具體來說，教師可以在教學中融入趣味性素材，以有效激發(fā)學生的好奇心，使學生在興趣的驅(qū)動下發(fā)揮想象力，展開思考，從而完成圖形的推導、分析和歸納.

以北師大版小學數(shù)學六年級下冊“圓柱與圓錐”的教學為例，為了讓學生掌握點與面、面與體之間的關系，教師應引導學生多角度探索圓柱和圓錐的特征，以發(fā)展其空間觀念.首先，教師可與學生展開互動：“請大家發(fā)揮想象力，一個長方形繞著一條長邊旋轉(zhuǎn)一周后，形成了一個怎樣的圖形？”學生會在大腦中模擬“長方形旋轉(zhuǎn)”的過程，發(fā)現(xiàn)會形成一個圓柱體.由此，學生可以了解圓柱體的形式.隨后，教師繼續(xù)通過互動啟發(fā)學生思維：“若是一個直角三角形，繞著一直角邊旋轉(zhuǎn)一周后又會形成怎樣的立體圖形？”學生在問題的引導下再次展開想象，聯(lián)系前一次的經(jīng)驗，很快想象出圖形是圓錐.由此，學生可以在想象中強化對立體圖形的感知，并形成深刻的印象.最后，教師利用多媒體展示圓柱和圓錐，并以動畫的形式模擬長方形、三角形旋轉(zhuǎn)的過程，通過動態(tài)的視頻以及學生腦海中的模擬畫面，在對比中強化學生的空間觀念.

（五）綜合運用教具，助力學生空間觀念形成

小學數(shù)學幾何部分知識抽象性較強，小學生若不具備良好的抽象思維和邏輯能力，在課堂學習中就會感到困難重重，不利于空間觀念的形成.傳統(tǒng)教學中，部分教師依賴“題海戰(zhàn)術”，期望學生多看、多做，通過豐富的解題經(jīng)驗來解決抽象思維和邏輯思維不足的問題，但收效甚微.因此，教師在具體教學過程中應善于利用教學工具設計貼合學生思維發(fā)展的教學方案，助力學生將對數(shù)學知識的感性認識上升到理性認知，助力學生空間觀念的提升.

以北師大版小學數(shù)學五年級上冊“多邊形的面積”的教學為例，教師在講解平行四邊形面積公式的推導過程時，應借助轉(zhuǎn)化思維強化學生認知，降低學生的理解難度.首先，在課堂導入環(huán)節(jié)，教師可先利用多媒體展示亮亮和爺爺種花的情境圖，并搭配適當?shù)囊纛l，為學生營造良好的學習氛圍，再提出問題啟發(fā)學生思維：“仔細觀察情境圖，說一說你發(fā)現(xiàn)了什么.”旨在引導學生通過觀察了解亮亮和爺爺種花的花園是平行四邊形，且爺爺?shù)幕▓@更大，也就是面積更大.這樣不僅可以調(diào)動學生的情感，還能讓學生對平行四邊形面積形成初步的認識.其次，教師在正式講解平行四邊形面積公式前，應鼓勵學生結合已掌握的知識大膽猜測平行四邊形面積可能與什么相關，再指導學生以小組合作的方式動手實踐進行驗證，如部分學生認為平行四邊形與長方形都是四邊形，猜測二者存在一定的關聯(lián)，故在小組合作探究中，學生會先繪制一個平行四邊形，沿著它的高將其拆分為一個三角形和一個梯形，再利用圖形的平移將三角形移到另一側(cè)，拼成長方形，計算面積.最后，教師繼續(xù)引導學生：“拼成的長方形與平行四邊形有什么關系？”并給予學生充足的時間進行小組交流，結合長方形面積公式推導出平行四邊形面積=底×高.基于此，教師轉(zhuǎn)變教學思路，指導學生探索平行四邊形與長方形之間的關系，推動其自行推導平行四邊形的面積，在突出學生學習主動性的同時，培養(yǎng)了學生的空間觀念.

結 語

總的來說，空間觀念是核心素養(yǎng)中的重要組成部分，也是學生成長過程中必備的基礎能力.空間觀念的養(yǎng)成并非一蹴而就，它離不開教師的精心準備和學生的主動配合.在實際教學中，教師應根據(jù)學生的學情設計難度適宜的問題，引導學生在觀察、分析和推導中形成空間意識，并隨著學習經(jīng)驗的豐富發(fā)展為空間觀念.同時，教師應積極創(chuàng)新教學方法，為學生提供想象的空間，使其在實踐中促進思維的靈活發(fā)展，實現(xiàn)空間觀念的形成與發(fā)展.

【參考文獻】

[1]牛永剛.核心素養(yǎng)視角下小學數(shù)學空間觀念的培養(yǎng)途徑分析[J].求知導刊，2022（23）：77-79.

[2]張麗麗.核心素養(yǎng)視角下小學數(shù)學空間觀念的培養(yǎng)途徑分析[J].試題與研究，2022（24）：47-49.

[3]付林剛.小學數(shù)學教學發(fā)展空間觀念“三部曲”[J].數(shù)學大世界（中旬），2022（8）：32-34.

[4]王俊淵.如何在小學數(shù)學教學中培養(yǎng)學生的空間觀念[J].小學生（下旬刊），2022（7）：109-111.

[5]周潔.強化操作感知空間：小學數(shù)學教學中培養(yǎng)學生空間觀念的方法探索[J].求知導刊，2022（13）：50-52.

[6]余文琳.發(fā)展數(shù)學空間觀念提高思維能力[J].文理導航（下旬），2022（4）：10-12.