小學(xué)數(shù)學(xué)課堂中空間想象力的培養(yǎng)

摘 要：小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，空間想象力的培養(yǎng)是幾何教學(xué)的重要目標(biāo)之一.教師在軸對稱教學(xué)中通過創(chuàng)設(shè)情境、提供具體操作機會和引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中的軸對稱現(xiàn)象等方式，不但給學(xué)生提供了參與數(shù)學(xué)活動的機會，還讓學(xué)生在知識儲備和心理方面得到發(fā)展，使學(xué)生的空間想象力得到提升.因此，小學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)該重視具體操作，加強生活聯(lián)系，創(chuàng)新教學(xué)方法，通過多樣化的教學(xué)活動培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力.

關(guān)鍵詞：空間想象力；“軸對稱”；幾何直觀

空間想象力是學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的重要能力之一，對學(xué)生掌握幾何概念、理解空間關(guān)系具有重要意義.小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)要重視培養(yǎng)學(xué)生的空間觀念和幾何直觀能力.軸對稱作為小學(xué)數(shù)學(xué)中重要的幾何內(nèi)容，其教學(xué)過程蘊含著豐富的空間想象力培養(yǎng)契機.然而，當(dāng)前小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中普遍存在重概念輕體驗、重結(jié)論輕過程等問題，不利于學(xué)生空間想象力的發(fā)展.本文主要探索在軸對稱教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生空間想象力的有效策略.

1 培養(yǎng)小學(xué)生空間想象力的必要性

在數(shù)學(xué)學(xué)科中，空間想象力是一種用于圖象處理與視覺感知的思維能力，對小學(xué)生的幾何認(rèn)知和數(shù)學(xué)思維發(fā)展起著決定性作用.^［1］在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力不僅能提高學(xué)生的幾何思維水平，更能促進學(xué)生核心素養(yǎng)的全面發(fā)展.通過系統(tǒng)化地培養(yǎng)空間想象力，學(xué)生能夠建立起對數(shù)學(xué)概念的直觀認(rèn)識，形成良好的空間觀念，為今后的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ).

1.1 促進幾何概念的深入理解

幾何概念的形成過程需要以空間想象力為支撐.在軸對稱教學(xué)中，學(xué)生需要通過想象將平面圖形進行折疊、旋轉(zhuǎn)等，這種空間想象力的運用有助于學(xué)生理解對稱軸、對稱點等抽象概念.^［2］當(dāng)學(xué)生觀察到蝴蝶翅膀的對稱性時，通過空間想象，能夠?qū)⒕唧w的視覺形象轉(zhuǎn)化為抽象的數(shù)學(xué)概念，理解軸對稱圖形的特征.這種從具象到抽象的轉(zhuǎn)化過程，不僅加深了學(xué)生對軸對稱概念的理解，還幫助學(xué)生建立起清晰的幾何直觀.通過對稱性的探索和發(fā)現(xiàn)，學(xué)生能夠準(zhǔn)確把握圖形的位置關(guān)系、形狀特征，進而構(gòu)建完整的幾何認(rèn)知體系.

1.2 發(fā)展數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)

空間想象力的培養(yǎng)與數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展密不可分.在軸對稱的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生通過觀察、操作和思考，不斷發(fā)展空間觀念，提升幾何直觀能力.^［3］當(dāng)學(xué)生嘗試將一張紙對折并剪出對稱圖案時，需要運用空間想象力預(yù)測剪切后的效果，這種預(yù)測和驗證的過程培養(yǎng)了學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象能力和邏輯推理能力.同時，在探索軸對稱圖形的過程中，學(xué)生需要運用數(shù)學(xué)思維分析圖形特征，建立空間關(guān)系，這種思維過程有效促進了數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)中推理能力和空間觀念的形成.

1.3 提升解決實際問題的能力

空間想象力的培養(yǎng)直接影響了學(xué)生解決實際問題的能力.在日常生活中，諸多現(xiàn)象和問題都與軸對稱密切相關(guān)，如建筑設(shè)計、藝術(shù)創(chuàng)作等.通過空間想象力的培養(yǎng)，學(xué)生能夠?qū)?shù)學(xué)知識與現(xiàn)實生活緊密聯(lián)系，當(dāng)觀察到建筑物的對稱美時，能運用軸對稱知識分析其結(jié)構(gòu)特點；在進行美術(shù)創(chuàng)作時，能運用對稱原理設(shè)計圖案.^［4］這種將數(shù)學(xué)知識遷移到實際情境中的能力，不僅體現(xiàn)了學(xué)生對軸對稱概念的深刻理解，更展現(xiàn)了解決實際問題的綜合能力.通過不斷強化空間想象力，學(xué)生的實踐應(yīng)用能力得到顯著提升.

2 軸對稱教學(xué)中空間想象力培養(yǎng)存在的問題

在當(dāng)前小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，空間想象力培養(yǎng)存在著教學(xué)過于抽象、實踐機會不足、生活聯(lián)系缺乏等問題.這些問題制約了學(xué)生空間想象力的發(fā)展，影響了軸對稱知識的有效掌握，亟須在教學(xué)實踐中加以改進和突破.

2.1 教學(xué)過程過于抽象化

軸對稱教學(xué)中普遍存在著過度強調(diào)概念定義和性質(zhì)總結(jié)的現(xiàn)象.教師往往直接向?qū)W生灌輸“對稱軸”“對稱點”等抽象概念，急于引導(dǎo)學(xué)生歸納、總結(jié)軸對稱圖形的特征.在教學(xué)實踐中，教師更傾向于采用講解和板書的方式呈現(xiàn)知識點，而忽視了學(xué)生對軸對稱概念形成的認(rèn)知過程.這種抽象化的教學(xué)方式使學(xué)生難以將幾何圖形與實際物體建立聯(lián)系，無法通過具體形象建立起對軸對稱的直觀認(rèn)識.當(dāng)學(xué)生面對需要想象和推理的軸對稱問題時，往往表現(xiàn)出理解困難、思維受限的狀況，嚴(yán)重影響空間想象力的培養(yǎng).

2.2 實踐操作機會不足

在軸對稱教學(xué)過程中，學(xué)生缺乏足夠的動手操作和實踐探索機會.教師過分注重知識的傳授，而輕視了學(xué)生通過折紙、剪紙等具體操作活動來感知和理解軸對稱的重要性.課堂教學(xué)中，即便安排了動手操作環(huán)節(jié)，也往往流于形式，時間短暫，缺乏深入的探究和體驗.這種情況導(dǎo)致學(xué)生無法通過親身實踐建立起對軸對稱的空間感知，也失去了通過操作驗證判斷的機會.當(dāng)學(xué)生需要想象圖形經(jīng)過對折后的效果時，由于缺乏實踐經(jīng)驗的支撐，往往表現(xiàn)出空間想象力不足.

2.3 生活聯(lián)系不夠緊密

軸對稱教學(xué)與學(xué)生的生活經(jīng)驗嚴(yán)重脫節(jié).教師在教學(xué)中較少引導(dǎo)學(xué)生觀察和發(fā)現(xiàn)生活中的對稱現(xiàn)象，如蝴蝶的翅膀、建筑物的造型等.課堂上使用的例題和練習(xí)題多局限于教材中的抽象圖形，未能充分利用學(xué)生熟悉的生活素材.這種脫離生活實際的教學(xué)方式使學(xué)生難以理解軸對稱的實際應(yīng)用價值，也無法將課堂所學(xué)知識遷移到現(xiàn)實生活中.當(dāng)學(xué)生遇到需要運用軸對稱知識解決實際問題時，往往表現(xiàn)出知識運用能力不足，難以將數(shù)學(xué)知識與生活實踐有效結(jié)合.

3 基于軸對稱教學(xué)的空間想象力培養(yǎng)模式探究

培養(yǎng)空間想象力需要采用多元化的教學(xué)模式，通過創(chuàng)設(shè)情境、實踐操作和聯(lián)系生活等方式，引導(dǎo)學(xué)生主動探索、深入體驗、靈活運用軸對稱知識，從而實現(xiàn)空間想象力的有效提升.^［5］

3.1 創(chuàng)設(shè)具體情境，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

以蘇教版《義務(wù)教育教科書數(shù)學(xué)三年級上冊》中“軸對稱”知識點的教學(xué)為例，教材精心設(shè)計了導(dǎo)入環(huán)節(jié)，通過展示三個典型實物圖片引導(dǎo)學(xué)生觀察.教師通過“這些圖形有什么共同特征”的提問，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注圖形的特點.當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)這些圖形都可以分成相同的兩部分時，教師及時引導(dǎo)將實物圖片轉(zhuǎn)化為平面圖形，幫助學(xué)生建立從具象到抽象的認(rèn)知過程.隨后，教師系統(tǒng)設(shè)計了判斷對稱性的練習(xí)活動，引導(dǎo)學(xué)生觀察各種圖案和英文字母中的對稱特征.教師注重培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，引導(dǎo)其發(fā)現(xiàn)字母H、O等典型軸對稱圖形的特點.在這個過程中，教師適時設(shè)置“身邊還有哪些對稱的物體”等開放性問題，引導(dǎo)學(xué)生將課堂知識與生活經(jīng)驗相聯(lián)系.通過觀察判斷、比較分析等活動，學(xué)生逐步形成了對軸對稱的初步認(rèn)識.教師特別關(guān)注學(xué)生的思維過程，及時總結(jié)和點撥，幫助學(xué)生建立清晰的認(rèn)知框架.這種由實到虛、由具體到抽象的教學(xué)設(shè)計，既符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，又能充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，為深入理解軸對稱概念奠定了堅實的基礎(chǔ).

3.2 提供操作機會，強化空間體驗

以蘇教版《義務(wù)教育教科書數(shù)學(xué)三年級上冊》中“軸對稱”知識點的教學(xué)為例，教材設(shè)計了一系列動手操作活動.教師首先引導(dǎo)學(xué)生開展對折實驗，并提問“把這個圖形對折，仔細(xì)觀察會發(fā)生什么”.學(xué)生發(fā)現(xiàn)對折后兩邊完全重合.通過這樣的具體操作，學(xué)生直觀理解了軸對稱圖形的特點.在掌握基本概念后，教師展示正方形紙張，準(zhǔn)備開展創(chuàng)作性實踐.教師提醒學(xué)生注意“在剪之前，要仔細(xì)想想，剪完后圖形會是什么樣子”.這樣的提醒幫助學(xué)生在動手前進行“如果沿著這里剪一刀，會出現(xiàn)什么圖案呢”等想象.教師巡視指導(dǎo)，及時發(fā)現(xiàn)典型作品并邀請學(xué)生分享自己的想法.課堂最后，師生共同將作品布置在教室里，開展“軸對稱作品展”.通過一系列動手實踐活動，學(xué)生在操作中形成了對軸對稱的深刻認(rèn)識，其空間想象力得到了顯著提升.

4 結(jié)語

在小學(xué)數(shù)學(xué)軸對稱教學(xué)中，通過創(chuàng)設(shè)具體情境、提供操作機會和聯(lián)系生活實際等策略，能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力.這種教學(xué)模式不僅幫助學(xué)生更好地理解軸對稱概念，還培養(yǎng)了學(xué)生的空間觀念和幾何直觀能力，為學(xué)生今后的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)奠定了良好基礎(chǔ).在教學(xué)實踐中，教師應(yīng)重視學(xué)生動手實踐的機會，加強數(shù)學(xué)與生活的聯(lián)系，促進學(xué)生空間想象力的全面發(fā)展.

參考文獻(xiàn)

［1］束佩芳，徐蕾.談小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力［J］.智力，2024（13）：135-138.

［2］莊召懷.談小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力［J］.考試與評價，2021（2）：147.

［3］呂世勤.以“疑”為引，構(gòu)建小學(xué)數(shù)學(xué)有效性課堂——以“軸對稱圖形”的教學(xué)為例［J］.數(shù)學(xué)教學(xué)通訊，2022（25）：18-19.

［4］黃碧峰.多維體驗：小學(xué)數(shù)學(xué)空間想象力培養(yǎng)的策略探索［J］.教育家，2024（19）：62-64.

［5］張玲燕.如何培養(yǎng)小學(xué)生的數(shù)學(xué)空間想象力［J］.小學(xué)生（中旬刊），2023（5）：136-138.