培养小学生的空间观念

张利

“空间与图形”是《数学课程标准》安排的四个学习领域之一，其核心目的是要发展学生的空间观念。所谓空间观念是对物体几何图形的形状、大小、位置关系交流的重要工具。《数学课程标准》指出：“空间观念主要表现在”能由实物的形状想象几何图形，由几何图形想象出实物的形状，进行几何体与其三视图、展开图之间的转化；能根据条件做出立体图形或画出图形；能从较复杂的图形中分解出基本的图形，并能分析其中的基本元素及其关系；能描述实物或几何图形的运动和变化；能采用适当的方式描述物体间的位置关系；能运用图形形象地描述问题，利用直观来进行思考。空间与人类的生存和居住紧密相关，培养学生的空间观念，能使孩子更好地生存、活动和成长。那么，怎样培养学生的空间观念呢？

一、联系实际，培养空间观念

学生在很小的时候就开始接触各种形状的物体，他们具有较多的关于形状的感知方面的早期经验，这些现实生活中丰富的原型是发展学生空间观念的宝贵资源。学生在学习几何知识时，首先是联系生活中熟悉的实际事物。例如，在学习“圆的认识”时，由于学生已经有了较丰富的生活经验，学生才能列举出钟面、方向盘、车轮、圆桌面、硬币面、碗口、太阳、纽扣等圆形物体，对他们认识圆有很大帮助。再如，学习“长方形和正方形的认识”时，上课伊始教师谈话：“同学们，我国射击运动员杜丽夺得了北京奥运会射击金牌，为祖国争得了荣誉，使得我们的五星红旗在赛场上空升起，你知道红旗是什么形状的吗？再看小朋友常用的手帕是什么形状？”（生回答师板书：长方形和正方形）教师接着提问：“联系实际，说说生活中你还见过哪些物体的面是长方形和正方形的？”通过谈话再现奥运赛场升国旗的场景，从学生熟悉的情境和已有的生活经验出发，揭示课题，初步感知长方形和正方形，进而激发学生从小努力学习、长大为国争光的思想感情。

二、引导学生观察，建立空间观念

观察是一种有目的、有顺序、持久的视觉活动，在几何知识学习中起到重要作用，是小学生获得初步空间观念的主要途径之一。在观察中，学生逐步获得有关几何形体的表象，建立正确的确几何概念，从而形成良好的空间观念。例如，在学习“面积和面积单位”时，要引导学生联系生活的实际，多举学生日常生活中熟悉的事物，要着重引导学生观察这些实物的面，如黑板面、课桌面、课本封面、文具盒的面、墙面、地面等。为了加深对“表面”的认识，还可以让学生亲自用刀剖开萝卜的纵面或横截面并摸一摸。通过多种感官的协同活动，使具体事物的形象在头脑中得到全面的反映。在此基础上再引入“物体的表面”的意义。这样，学生对“物体的表面“这个概念就能有比较正确和清晰的理解。 为进一步概括面积的意义打下了坚实的基础。再如，在学习“长方体和正方体的体积”时，教师设计如下实验，建立体积的概念；在一个底部留有一个小孔的铁盒中装满橡皮泥，再把一个长方体木块塞入橡皮泥中，盖紧盒盖，盒中的一些橡皮泥就从底部的小孔中挤出；在一个盛满水的容器中放入一个铁块，水就会溢出来。引导学生观察上述实验得出：物体占用空间。在此基础上引导学生观察橡皮、文具盒、书包，问哪一个物体所占空间大？进而得出：物体所占空间的大小叫做物体的体积。这样，学生通过观察、感知，不但理解了体积的概念，而且建立了初步的空间概念。

三、加强操作感知，获得空间观念

空间观念的形成，只靠观察是不够的，教师还应该引导学生进行操作活动，让他们自己去比一比、折一折、剪一剪刀、拼一拼、画一画、量一量，调动视觉、触觉、听觉等多种感官，空间观念便易于形成和巩固。例如，在学习“长方体和正方体认识”前，教师在课前给学生布置任务，每人设计一个长方体。全班学生回家后纷纷行动起来，用纸壳、图画纸、废烟盒等材料，仿照长方体制作起来，有不懂的地方家长辅助制作。学生在亲手制作的过程中，学到了很多知识。上课时非常投入，情绪高涨，思路开阔，原本感到很难理解的知识，学生却对答如流，还向老师提出许多超出本节内容且富有挑战性的问题，这样使学生在游泳中学会游泳，在做数学中学会数学。再如，学习“圆柱体的侧面积计算”时，教师让学生观察圆柱体的模型，先看整体，再分析圆柱体的各个组成部分，接着让学生动手操作，拿一张长方形的硬纸卷成桶，即为圆柱的侧面，再把侧面展开。这样反复两次，让学生在操作中观察、思考；展开的长方形的面积与圆柱体的侧面积有什么关系？长相当于圆柱体的什么？宽相当于圆柱体的什么？在学生有了丰富的感性认识的基础上，得出圆柱体的侧面积等于底面周长乘高就水到渠成，空间观念也得到了发展。又如，学习“长方体和正方体的认识”时，教师让每位学生准备一个马铃薯和一把小刀，先让学生在马铃薯旁边切上一刀，然后让学生摸摸切过的地方有什么感觉，学生回答是平的（叫面）。接着让学生把面朝下，在马铃薯旁边切上一刀，然后让学生摸两个面相交的地方有什么感觉，学生回答是一条线（叫棱）。然后教师继续让学生把切出的面朝下，依次切出两个面，再在马铃薯两端各切一刀，得出一条棱相交的一点叫顶点。这样一个完整的长方体就展现在学生面前，让学生观察有几个面、几条棱、几个顶点，再闭上眼睛想一想，使长方体6个面、12条棱、8个顶点的特征深深印在学生的头脑中，培养了学生的空间想象能力。

四、放飞想象，发展空间观念

空间想象能力是在丰富的空间感知基础上逐步形成的想象能力，是空间观念的进一步发展。空间想象依赖于空间感知，只有充分发挥学生的空间想象能力，学生的空间观念才会得到升华。例如在《观察物体》的最后，我设计了这样一个练习，先出示一张正面的踏步走动作，然后问学生：“这是大家最熟悉的踏步走动作，假如你到他的左面去看，看到的样子是怎样？如果到他的右面去看，看到的样子又是怎样的？”先给学生充分的想象空间，让他们根据已有的生活经验和这一堂课所学到的知识，进行充分地想象和思考。学生思考片刻后，出示三张不同样子的图，问学生：“你们有什么好办法可以选出来吗？”如果学生想不出，可以在小组里做一做，验证一下。通过这样开放的学生活动，给了学生较大的想象空间，也正是通过这种充分的想象，学生空间观念得到了发展。

可见，学生的想象是非常丰富的，有些是我们大人出乎意外的，可正是这些丰富的空间想象，使学生的空间观念的发展得到了突破，得到了升华。

五、重视实际应用，深化空间观念

几何形体的空间想象，深化学生的空间观念。例如，学习“平行线和垂线的认识”“三角形的认识”“梯形的认识”后教师应设计一些变式练习，让学生判别，从而突出图形的本质特征，帮助学生形成正确的空间观念。在运用中还要重视理论联系实际，引导学生用所学知识解决实际问题。例如，學习“长方体和正方体的表面积计算”出现一些实际中常遇到的情况，如计算做火柴盒、下水管、烟囱、大厅柱子要多少材料，使学生能够根据不同的情况确定实际需要计算几个面的面积，加强了与现实生活的联系，强化了学生的空间观念。又如，在高年级学生学习了“长方体和正方体的体积”后，可以让学生设计出他们的理想卧室，学生兴趣盎然，分组讨论设计方案。他们设计了门、窗、地面、天花板及四面墙的面积大小，设计了家具摆放的位置，设计了适合室内空间的地板砖颜色、型号，设计了粉刷墙壁和天花板的涂料，还设计了空调和供热设备等。他们设计好图纸后，有的去建材市场咨询地板砖和油漆价格，有的在网站查找空调的型号、功率、价格……活动的结果令人惊喜，深刻体现了老师与学生共同成长的新课改理念，大大地提高了学生解决问题的能力和创造力。