小學(xué)生空間想象力的培養(yǎng)策略研究

于小卜

（渤海大學(xué) 遼寧 錦州 121000）

空間觀(guān)念是普遍公認(rèn)的心智技能之一，是數(shù)學(xué)素養(yǎng)的重要表現(xiàn)?！读x務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》指出，數(shù)學(xué)課程要重視學(xué)生的空間觀(guān)念和模型意識(shí)，即要根據(jù)物體特征抽象出幾何圖形，根據(jù)幾何圖形想象出所描述的實(shí)際物體；想象物體的方位和相互之間的位置關(guān)系；描述圖形的運(yùn)動(dòng)和變化；依據(jù)語(yǔ)言的描述畫(huà)出圖形。新課標(biāo)重視小學(xué)生的空間觀(guān)念和幾何直觀(guān)的培養(yǎng)，追其根本就是空間想象力的發(fā)展[1]。陸嘯云（2020）針對(duì)目前的幾何內(nèi)容的教學(xué)實(shí)施部分提出：要發(fā)展學(xué)生的空間觀(guān)念，就必須要讓學(xué)生在真實(shí)具體的情境中認(rèn)識(shí)圖形、描述物體的位置關(guān)系以及清楚圖形的轉(zhuǎn)換情況，從而培養(yǎng)學(xué)生的空間觀(guān)念[2]。立足于理論來(lái)看，空間想象力是空間能力的核心，空間想象能力的基礎(chǔ)是空間觀(guān)念，而空間觀(guān)念是基于我們現(xiàn)實(shí)世界的直接感知與認(rèn)識(shí)，是小學(xué)生的重要學(xué)習(xí)內(nèi)容[3]。新課改后，空間想象力逐漸被學(xué)者重視起來(lái)，成為學(xué)者研究的一個(gè)新方向。

1 研究現(xiàn)狀

1.1 感知情境較少，空間認(rèn)知不夠

以幾何概念的定義、性質(zhì)等內(nèi)容講授和習(xí)題訓(xùn)練為主的教學(xué)方法，使得學(xué)習(xí)過(guò)程缺乏對(duì)真實(shí)情境的感知與體驗(yàn)，難以喚起學(xué)生的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)[4]。在幼兒階段，學(xué)生通過(guò)教師的圖形辨析、識(shí)別與再認(rèn)，具備一定的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)和圖形想象力，但這一能力處于最基礎(chǔ)的初級(jí)階段。小學(xué)生關(guān)于圖形的認(rèn)知更多是聚焦于平面圖形，但對(duì)立體圖形所知甚少。為培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力，需要教師有目的、有意識(shí)地呈現(xiàn)立體模型，認(rèn)識(shí)不同的立體圖形，找到平面圖形和立體圖形之間的不同，發(fā)現(xiàn)二者的差異。但在實(shí)際的教學(xué)中，學(xué)生的空間想象力表現(xiàn)并不理想，小學(xué)生的空間感知培養(yǎng)存在有一定問(wèn)題，學(xué)生未能接觸足夠多的立體圖形或立體模型，導(dǎo)致空間認(rèn)知不夠。

1.2 圖形轉(zhuǎn)化困難，空間想象局限

空間想象力培育的第二個(gè)關(guān)鍵要素是實(shí)現(xiàn)平面圖形和立體圖形之間的轉(zhuǎn)化。即能認(rèn)知到平面圖形，可由立體圖形而來(lái)，立體圖形也會(huì)變成平面圖形，二者具有一定的內(nèi)在聯(lián)系。這便要求教師應(yīng)反復(fù)、動(dòng)態(tài)且清晰地展示二者之間的轉(zhuǎn)化過(guò)程，一步一動(dòng)式揭示二者的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，給予學(xué)生一定幫助。但實(shí)際教學(xué)中依舊存在不足，主要體現(xiàn)為，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中很難實(shí)現(xiàn)平面圖形和立體圖形的轉(zhuǎn)化。如A班級(jí)，課程教師呈現(xiàn)多種立體圖形，學(xué)生的情緒高昂，興趣濃厚，并能積極配合，與教師互動(dòng)。但當(dāng)課程講授到圖形轉(zhuǎn)化時(shí)，對(duì)立體圖形轉(zhuǎn)化不同平面圖形時(shí)，學(xué)生感覺(jué)吃力，課堂活躍度明顯降低。

1.3 動(dòng)手能力弱，空間理解不足

操作對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生空間想象力同樣發(fā)揮著重要作用。即能把立體圖形根據(jù)一定的裁剪思路，轉(zhuǎn)變成不同的平面圖形；能依據(jù)現(xiàn)有平面圖形，通過(guò)不同的折疊思路，轉(zhuǎn)化成立體圖形。在理解兩類(lèi)圖形轉(zhuǎn)換的邏輯后，通過(guò)動(dòng)手實(shí)操實(shí)現(xiàn)二者的有效重建或創(chuàng)新。但在當(dāng)前的教學(xué)中，小學(xué)生的動(dòng)手能力差，很難依據(jù)現(xiàn)有的圖紙，實(shí)現(xiàn)兩類(lèi)圖形的自由轉(zhuǎn)化或者完成模型組裝，學(xué)生的空間理解力明顯不足。

1.4 抽象思維能力不足，空間感偏差

空間想象力的培養(yǎng)還應(yīng)包括培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力。即要求學(xué)生能依據(jù)現(xiàn)有平面圖形的展開(kāi)圖，在腦海中想象出立體圖形的形狀，完成建模過(guò)程；能看到立體圖形時(shí)，腦海里想象出平面圖形的樣子。這是學(xué)生在建立理性認(rèn)知后，發(fā)展二者轉(zhuǎn)化的能力。例如，根據(jù)提供的物體特征準(zhǔn)確說(shuō)出對(duì)應(yīng)的幾何圖形，抽象概括圖形特征、性質(zhì)及其之間的相互關(guān)系，具有抽象概括性。但在這一階段，諸多班級(jí)都存在學(xué)生抽象思維能力不足、空間感偏差的問(wèn)題。

1.5 多媒體教學(xué)較少，空間訓(xùn)練缺乏

多媒體教學(xué)的開(kāi)展對(duì)于小學(xué)生形成良好的空間想象力、鍛煉卓越的空間想象技能具有至關(guān)重要的作用，這也是國(guó)家當(dāng)前大力推進(jìn)多媒體進(jìn)入課堂、鼓勵(lì)教師開(kāi)展多媒體教學(xué)的主要原因。多媒體可以呈現(xiàn)多種立體圖形，展現(xiàn)3D 圖形的直觀(guān)變化，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)立體圖形的特征。但在實(shí)際教學(xué)中，由于教師的教學(xué)手段單一化，導(dǎo)致學(xué)生缺乏這方面的訓(xùn)練。在D 班，教師講到圖形轉(zhuǎn)化時(shí)，側(cè)重于依靠直觀(guān)教學(xué)的方式，較少采用多媒體教學(xué)，學(xué)生明顯跟不上，具體表現(xiàn)為練習(xí)中錯(cuò)誤率高。

2 造成當(dāng)前小學(xué)生空間想象力弱的成因分析

2.1 圖形呈現(xiàn)不夠

培養(yǎng)學(xué)生空間想象力離不開(kāi)圖形的呈現(xiàn)，當(dāng)前學(xué)生空間認(rèn)知不夠的原因是現(xiàn)實(shí)的教學(xué)中教師不能為學(xué)生提供充分的立體模型、不能有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)身邊的立體實(shí)物，不注重學(xué)生發(fā)現(xiàn)幾何圖形間差異的培養(yǎng)，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)立體圖形的認(rèn)知處于一個(gè)模糊階段，從而影響后期學(xué)習(xí)。

2.2 圖形轉(zhuǎn)化教學(xué)缺乏

現(xiàn)實(shí)表明，大多數(shù)班級(jí)的小學(xué)生在涉及平面圖形和立體圖形之間的轉(zhuǎn)化中有諸多困難。分析表明，其根源在于教師在教學(xué)中對(duì)于圖形轉(zhuǎn)化過(guò)程和動(dòng)態(tài)教學(xué)的重要性認(rèn)識(shí)不夠，忽略了轉(zhuǎn)化這一步驟對(duì)于學(xué)生空間想象力培養(yǎng)的重要性，所以教師在教學(xué)中容易簡(jiǎn)略帶過(guò)，導(dǎo)致很多學(xué)生對(duì)二者是如何轉(zhuǎn)化的，為什么能夠轉(zhuǎn)化等問(wèn)題無(wú)法理解，阻礙了學(xué)生空間想象力的發(fā)展。

2.3 圖形操作機(jī)會(huì)不足

對(duì)于小學(xué)生來(lái)說(shuō)，“圖形與幾何”知識(shí)的學(xué)習(xí)本身就具有一定的難度，學(xué)生存有畏難心理，學(xué)習(xí)興趣和積極性偏低。這就需要教師充分調(diào)動(dòng)學(xué)生動(dòng)手操作的積極性，在自身的有效指示下完成動(dòng)手操作。但是在部分教學(xué)中，沒(méi)有充足的、豐富的游戲或者活動(dòng)呈現(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行模型組裝、拆分、重建等。如在C 班，到操作環(huán)節(jié)時(shí)，教師提前設(shè)計(jì)了很多游戲，學(xué)生能夠很快投入游戲中，玩積木，進(jìn)行模型構(gòu)建，學(xué)生反饋較好。但在D 班，教師則采用單一講授形式，學(xué)生難以理解。

2.4 抽象思維訓(xùn)練少

無(wú)實(shí)物的思考對(duì)于抽象邏輯思維能力尚處于形成期的小學(xué)生來(lái)說(shuō)，是一個(gè)極其困難的任務(wù)。要達(dá)到這一預(yù)期目標(biāo)，教師需要在學(xué)生前期學(xué)習(xí)打牢基礎(chǔ)的前提下，鍛煉授課技巧。教師可結(jié)合日常生活中的實(shí)例，如利用實(shí)際物體或者建筑舉例，給予學(xué)生充分的時(shí)間思考，并在生生之間相互啟發(fā)交流的情況下，充分鍛煉抽象邏輯思維能力。但在具體的教學(xué)中，教師的啟發(fā)性不足，導(dǎo)致學(xué)生抽象思維訓(xùn)練少，訓(xùn)練效果差，同時(shí)因?yàn)槌橄笏季S能力難以有效測(cè)量，教師的考核方式單一，難以實(shí)時(shí)監(jiān)控學(xué)生的掌握水平。

2.5 多媒體教學(xué)的重要性認(rèn)知不足

現(xiàn)有的教學(xué)中，因?yàn)榻處熭^少使用多媒體開(kāi)展教學(xué)或使用多媒體不當(dāng)，導(dǎo)致多媒體教學(xué)在發(fā)展學(xué)生空間想象力方面不能完全發(fā)揮作用。究其緣由，其一，教師欠缺采用現(xiàn)代化教學(xué)手段的意識(shí)，導(dǎo)致在教學(xué)中經(jīng)常忽略多媒體來(lái)發(fā)展學(xué)生空間想象力的思維。其二，教師在多媒體的使用上存在能力欠缺的情況，不能完全發(fā)揮多媒體教學(xué)對(duì)空間想象力培養(yǎng)的作用。

3 提升小學(xué)生空間想象力的策略

3.1 鼓勵(lì)學(xué)生多觀(guān)察多接觸，創(chuàng)造學(xué)生的空間感知情境

正確建立空間圖形觀(guān)念，離不開(kāi)日常的觀(guān)察，在熟悉的基礎(chǔ)下，形成事物的形狀。在日常生活中，與多種事物接觸后，感官就會(huì)對(duì)事物的表象留下印象。因此，教師應(yīng)在學(xué)生觀(guān)察的過(guò)程中，積極引導(dǎo)其在頭腦中形成基礎(chǔ)表象，這樣有利于學(xué)生養(yǎng)成能動(dòng)地感知直觀(guān)事物的好習(xí)慣。教師可借鑒如下方法：一是引導(dǎo)學(xué)生觀(guān)察日常中可以接觸到的建筑和實(shí)體，多方面地認(rèn)識(shí)立體實(shí)物，二是“送同類(lèi)回家”的游戲，學(xué)生分辨平面圖形與立體圖形之間的差異，進(jìn)行分類(lèi)，教師引導(dǎo)學(xué)生觀(guān)察二者的異同點(diǎn)，三是在授課時(shí)教師鼓勵(lì)學(xué)生把自己看到的畫(huà)面畫(huà)出來(lái)，通過(guò)學(xué)生喜聞樂(lè)見(jiàn)的形式發(fā)展空間觀(guān)念。

例如，在認(rèn)識(shí)圖形中，教師應(yīng)從生活中熟悉的事物出發(fā)，選取貼近生活的素材，在觀(guān)察后引出長(zhǎng)方體、正方體、圓等立體圖形的名稱(chēng)。并通過(guò)學(xué)生對(duì)具體事物的感知，來(lái)歸納出它們的特征，重視學(xué)生的畫(huà)圖訓(xùn)練。

3.2 強(qiáng)化學(xué)生圖形轉(zhuǎn)化練習(xí)，增強(qiáng)學(xué)生的空間轉(zhuǎn)化能力

小學(xué)階段離不開(kāi)平面圖形與立體圖形的轉(zhuǎn)化，強(qiáng)化學(xué)生圖形轉(zhuǎn)化練習(xí)，成為教師教學(xué)中需要特別關(guān)注的環(huán)節(jié)。一有意識(shí)地帶領(lǐng)學(xué)生在生活中認(rèn)識(shí)平面圖形和立體圖形，在講立體圖形的展開(kāi)圖時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生觀(guān)察熟悉的物品，帶領(lǐng)學(xué)生剪一剪，折一折，建立立體和平面的關(guān)系。二為學(xué)生創(chuàng)造手工制作的機(jī)會(huì)，將平面圖形以“圍”“疊”“立”等形式制作成立體圖形，這種動(dòng)手過(guò)程更有利于學(xué)生的思維發(fā)展。

3.3 培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際操作能力，幫助學(xué)生建立空間感

動(dòng)手操作是必不可少的環(huán)節(jié)，教師可以通過(guò)以下舉措來(lái)加強(qiáng)：一搭建活動(dòng)。七巧板對(duì)于低階段學(xué)生用處很大，教師選取能夠直接展示在學(xué)生面前的物體，讓學(xué)生進(jìn)行觀(guān)察，隨后令學(xué)生自行利用七巧板進(jìn)行抽象事物的拼接與組裝，為后期學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。二自主創(chuàng)作活動(dòng)。教師可以利用課余時(shí)間讓學(xué)生發(fā)揮想象自主創(chuàng)作圖形，并上臺(tái)進(jìn)行展示與說(shuō)明。三室外操作活動(dòng)。在教學(xué)過(guò)程中的動(dòng)手操作行為總是被局限于教室之中，一定程度上阻礙思維的發(fā)展。在“北師大版”小學(xué)數(shù)學(xué)一上“左右”中，教師可以將學(xué)生帶領(lǐng)到操場(chǎng)上通過(guò)指令性行為“向左轉(zhuǎn)”“向右轉(zhuǎn)”等行為動(dòng)詞，讓學(xué)生深刻體會(huì)左右的含義，這種實(shí)踐與思考相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力，帶動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。

3.4 鍛煉學(xué)生的抽象思維能力，建構(gòu)學(xué)生的空間感覺(jué)

良好的抽象思維能力有利于空間想象力的發(fā)展。因此，教師應(yīng)從以下幾方面入手：首先，學(xué)生在學(xué)習(xí)相關(guān)的空間幾何方面的數(shù)學(xué)知識(shí)時(shí)，不僅要重視幾何領(lǐng)域，還要放眼數(shù)形結(jié)合的內(nèi)容，在解決相關(guān)問(wèn)題時(shí)，思維上會(huì)有一種數(shù)形結(jié)合的解決思路，由此可以在復(fù)雜的問(wèn)題中找到熟悉的解決方法，這樣激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)還鍛煉抽象思維。在推測(cè)物體的形狀，特征、占地面積等方面，可借助邏輯推理能力。其次，開(kāi)展一些空間游戲，如閉眼想象游戲，要求學(xué)生從教室的某一個(gè)位置出發(fā)，到達(dá)講臺(tái)拿到黑板擦，這時(shí)候?qū)W生就需要在大腦中還原教室的環(huán)境位置、物體間的距離及物品擺放位置。

3.5 完善多媒體的優(yōu)化使用，增強(qiáng)學(xué)生的空間訓(xùn)練

幾何圖形的教學(xué)不是在靜態(tài)中憑空想象的，圖形不動(dòng)，學(xué)生很難僅憑頭腦想象，學(xué)生面對(duì)圖形時(shí)的具體感知到在腦海中進(jìn)行抽象概括的整個(gè)思維過(guò)程，需要現(xiàn)代化的多媒體教學(xué)手段，讓圖形動(dòng)起來(lái)。因此，教師應(yīng)優(yōu)化多媒體的使用，加強(qiáng)學(xué)生的空間訓(xùn)練。如“圓柱體的體積”，教師應(yīng)給學(xué)生時(shí)間進(jìn)行思考，切割之后會(huì)得到什么樣的形體，這個(gè)圖形與原圖形之間的關(guān)系是什么，并讓學(xué)生將結(jié)果寫(xiě)下來(lái)，之后進(jìn)行多媒體演示，這個(gè)過(guò)程既能促進(jìn)學(xué)生思維上的轉(zhuǎn)化，也能培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力。

4 結(jié)語(yǔ)

希望小學(xué)教師可以更加重視小學(xué)生的想象力，保護(hù)小學(xué)生的好奇心，通過(guò)多種策略，提高教育質(zhì)量，發(fā)展小學(xué)生的空間想象能力，培養(yǎng)良好的數(shù)學(xué)素養(yǎng)，達(dá)到素質(zhì)教育的目的。