试论小学数学教学中空间观念的培养策略

刘 丽

（陇南市武都区汉王中心小学 甘肃 陇南 746041）

空间观念是指大脑中能够形成关于物体或几何图形的位置、形状、大小、变化等特征的直觉，在生活中需要通过空间描述来达到沟通交流的目的。小学数学关于空间观念的教学目标提出，能够在实物与几何图形之间自由转换，并且能够进行展开图与三视图的空间思维；能够根据几何特征描述想象具体形状并进行绘画制作；能够将简单的几何图形进行组合，也能将复杂的几何图形进行拆分；能够描述空间运用、物体位置关系等等，因此，小学数学教学中要重视对小学生空间观念的培养。

1.联系生活实际培养空间思维

我们每个人都生活在宏观的大空间中，其中存在很多人、事、物，这些都是立体的存在。小学生在空间思维不断发展的过程中，最初接触的就是生活中实实在在的人、事、物，数学的学习也应从生活实际入手，将数学空间观念的培养与生活中的实际事物结合起来，充分挖掘生活中立体空间结构的丰富原型促进学生空间思维的构建。例如，人教版数学教材中，从一年级到六年级会涉及到多个几何图形的学习，比如长方形、正方形、三角形、圆形等，不同年级的小学生生活经验不同，教师在将空间观念与生活实际结合教学时，要注重结合小学生的生活实际。三年级上册学习“长方形与正方形”时，教师可以通过生活实际场景引入启发学生的思考，一是可以运用多媒体播放视频让学生找出其中长方形与正方形的元素，比如家庭环境中有很多的电器、家具、设备等等，教师可以运用3D技术展示家庭生活环境，让学生从中找出长方形与正方形的物体，并让学生通过回忆谈一谈自己家中哪些事物是长方形的、哪些事物是正方形的，由此激发学生的空间思维；二是带领学生实地观察，观察需掌握正确的顺序、方法与目的。小学生通过观察能够初步掌握图形的几何特征，打牢空间观念学习的基础，教师可以带领学生到操场上观察随风飘扬的国旗，既能激发学生的爱国情怀，同时也让学生在自己熟悉的场景中认识了长方形。观察是空间观念培养必不可少的步骤，例如，人教版在学习圆柱的体积时，教师事先准备好圆柱体的容器，将其中盛满水，将一个能够沉入容器底部的物体放入容器中，容器中的水的空间就会被物体占据从而溢出容器，通过这个实验让学生对物体的体积形成了空间观念。

2.加强实际操作塑造空间观念

空间观念的培养并不是光靠观察想象就能够完全获得，还需要教师在教学中加强实际操作训练，让学生动手做、动手画、动手实验，不断刺激学生的视觉等感官，让空间观念能够得到巩固。小学生普遍对于做手工比较感兴趣，数学教师也可以运用小学生的这一特征，在教学中引入动手制作简单的几何图形的活动，寓教于乐，让学生手脑并用，真正通过手的运动、手的触摸，在脑海中形成根深蒂固的空间观念。例如，人教版中学习“圆锥体”时，由于生活中常见的圆锥体的实物较少，此时教师可以带领学生一起制作一个圆锥体，首先教师让学生思考制作一个圆锥体需要哪些基础几何图形，为了便于学生能够发现圆锥的奥秘，教师可以将事先准备好的一个圆锥现场进行拆分，通过观察拆分后的圆锥部件，学生们恍然大悟，原来圆锥是由一个扇形与一个圆形组合而成；而且教师可以反复进行圆锥体的合并与拆分，在反复演示的过程中，学生会发现圆锥扇形的弧长与圆形的周长是重合的，也就是扇形圆弧的长度等于底部圆形的周长；发现这个奥秘后，有利于学生制作自己喜欢的圆锥体，教师鼓励学生选取自己喜欢的颜色或材质的纸，确定圆锥的尺寸后裁剪下扇形与圆形，并通双面胶相其粘贴组成；为了增加课堂的趣味性，教师可以鼓励学生在圆锥上画出生活中圆锥形状的事物，比如冰淇淋、金字塔等等，增加学生空间思维的积极性。其次，教师还可以放手让学生自主探究实验，例如人教版中学习“轴对称”图形时，教师可以让学生探索用一张纸、一把剪刀如何快速地获得一个轴对称图形，刚开始小学生可能直接尝试用剪刀剪出一个轴对称图形，但是在尝试过几次后，发现剪出的图形对折后无法完全重合；此时，教师引导学生逆向思考，竟然轴对称图形的几何特征是对折后完全重合，那是否可以先将纸张对折试试看呢。此时，学生的空间思维得到的启发，他们对折后裁剪发现剪出的图形都是轴对称图形，通过让学生自主探究，有利他们空间观念的自我培养，培养学生的数学思维。

3.激发想象力应用空间观念

空间观念的培养离不开对小学生想象力的激发，想象力能够突破思维定势，实现知识的融会贯通，有时候丰富的想象力与渊博的知识更重要。在小学生数学教学中，教师也要为学生插上想象的翅膀，助力学生在空间思维中发挥想象力，实现无限创造可能。例如，人教版中学习“观察物体”时，教师可以通过多媒体展示一个由线条简单勾勒的几何外观，让学生发挥想象力，通过空间构造将线条转化为面、将面转化为立体图形，创造与生活实际紧密联系的立体图像。学生在创作分析过程中，通过不断想象扩展，将更多的元素填充到线条中，创作出属于他们自己的独一无二的作品，既是对学生艺术灵感的激发，更是培养了学生的空间观念。又比如，在学习人教版的三视图时，如果没有足够的想象力，学生无法通过平面图形想象出立体构图，从而也不利于空间观念的培养。在现实教学中，教师要鼓励学生大胆想象、努力求证，让想象力能够落到实处。例如，在学习人教版的三角形面积计算时，让学生先猜一猜，三角形的面积公式与平行四边形的面积公式有什么关系，学生通过拆一拆、比一比、对一对等操作，自然会猜出三角形的面积是平形四边形的一半，为了进一步求证，教师可以通过动态视频进行数据验证，让学生的想象得到证实，培养学生敢于想象的空间观念。数学学习的最终目的是能够应用于实际生活，想象再丰富也不能脱离实际，教师在教学过程中要鼓励学生不断发扬空间观念，在实际生活中遇到实际问题时，能够将空间观念运用自如，例如人教版中在学习位置的描述时，教师应鼓励学生在实际生活场景中多运用空间观念，比如与家人谈一谈自己教室座位前后左右同学的特征、出去游玩时能够正确说出景点的方向位置等等，提高空间观念的实际应用能力。

4.构建教学情境激发学习热情

小学数学课堂教学需改变传统的教师讲、学生听的教学模式，加强师生互动，通过构建教学情境，让学生共同参与到课堂教学环境的营造中，激发学生的学习热情。在空间观念培养中，教师也可以借助多种实物、多种教学设备进行空间环境构建。例如，人教版中一年级上册中关于“位置”的教学，其中涉及到上下右左前后等方向，对于刚升入一年级的小朋友还处于学习探索的初级阶段，为了便于一年级学生理解位置的概念，教师可以编制朗朗上口、通俗易懂的“方位歌”加强一年级学生方向位置空间观念的培养；同时，小学一年级学生的形象思维发育较好，教师可以借助多媒体，为编制的儿歌配上精美的画面和音效，例如，结合童话故事中关于“三只小猪”的形象，使编制的顺口溜中包含上下左右前后等方位关键词，并使学生读了顺口溜能想象故事的具体画面，结合多媒体展示，形成对位置的空间观念。通过这样的情境创建让小学数学课堂更加生动活泼，也让小学生在自己熟悉的领域中促进空间观念的培养，一举多得。

5.遵循小学生认知规律培养空间观念

空间观念一般由形状知觉、大小知觉、深度知觉、方位知觉构成，小学生在这些方面的发展程度不同于成年人，其有自身的成长规律。形状知觉是小学阶段发展最快的部分，他们能够将几何图形与实际事物自然联系起来，例如方格子代表正方形、红领巾代表三角形、太阳代表圆形等等。在大小知觉方面，儿童在后期的不断比较练习掌握，对于规则图形较容易比较大小，对于不规则图形的大小比较需要更多培养，而且随着事物远近的不同，儿童的大小直觉有时会出现偏差。深度知觉是对距离的感知，儿童具有先天性。而方位知觉是对物体相对位置的比较，需要引导学生正确掌握上、下、左、右、前、后等方向概念。小学生空间观念形成具有一定的心理特征，包括直观性、描述性、渐进性等，小学数学教师在空间观念培养过程中要充分遵循小学生的心理特征规律，突出教学重点，抓住关于空间得重要知识点，促进空间观念教学的体系化、结构化。例如，小学生对于空间的认识是从二维逐渐过渡到三维，过渡的过程时间长、困难较多，因为三维图形相比于二维图形对空间想象能力的要求更高，此时教师应根据学生的认识特征合理进行教学设计。人教版小学数学教材编制上也遵循了小学生从二维到三维的认知过程，先学习平面几何图形，如长方形、正方形、三角形、圆形；再学习立体几何图形，如圆柱、圆锥体、长方体、正方体。教师在整个数学教学过程中要注重几何图形的前后关联教学，通过思维导图为学生构建几何空间框架，让学生能够顺利实现从二维空间向三维空间的过渡。

结束语

综上所述，在生产生活的各个领域都需要运用到空间观念，小学阶段的小学数学教学中加强空间观念的培养有助于学生想象力的激发，为今后学习更高阶的数学知识打下基础，让学生联系实际自由探索数学空间，使学生形成正确的数学思维。教师需结合小学生的身心特征，不断创新教学方法，树立正确的空间教学观，让学生形成丰富的大小知觉、形状知觉、方位知觉、深度知觉，形成全面立体的空间观念，促进小学生智力发展。