小学数学教学中学生空间观念的培养策略研究

戴春株

【摘要】空间观念是学生学习小学数学过程中必备的基础能力，也是数学核心素养中的重要组成部分，能助力学生更好地理解几何图形相关知识，丰富空间想象力.因此，在小学数学教学中，教师应重点培养学生的空间观念，以锻炼学生的思维能力，提高解题效率.文章简述了培养小学生空间观念的重要性，并从直观观察、联系生活、操作感知、创造想象机会、运用教具等多个维度探究在小学数学教学中培养学生空间观念的策略，以期提高数学教学效果.

【关键词】小学数学；空间观念；培养策略

空间观念在学生生活中应用范围较广，是一种实用性较强的能力，但是有一些学生缺乏正确的引导和系统的认知，没有形成科学的空间观念.对此，教师应采取有效的方式，通过情境创设、合作学习等指导学生展开探究、分析，循序渐进地帮助学生建立科学的空间观念，让学生的数学学习更加顺利.

一、培养学生空间观念的重要性

随着科学的不断进步，空间观念在日常生活中的重要性不断凸显，而小学生作为国家未来人才储备，其空间观念培养情况也逐渐受到社会各界的关注.空间观念指的是学生对空间感知、理解和应用的能力，是思维能力中的重要组成部分，也是智力开发中不可或缺的一个环节.在小学阶段培养学生的空间观念，对其未来学习和发展有着重要作用.具体作用如下：第一，有助于培养创新思维.空间观念是三维立体的，不仅涉及平面的概念，还涉及空间位置的变化，对学生的想象力有一定的要求，故培养学生的空间观念能有效激发其创造潜能，使其更好地发挥自身想象力、创造力.第二，助力学生科学素养形成.空间观念是学生思维能力的一部分，也是学习数学的重要素养.学生理解并应用空间概念不仅可以辅助理解数学知识，更能锻炼实践操作能力.第三，助力学生智力发展.良好的空间观念能让学生在解决问题时思路更加清晰，有条理地表达出自己的想法，并处理和解决问题，对学生的组织能力、统筹能力等有着重要作用.综上可见培养学生空间观念对学生成长的重要性.家长、教师、社会应给予足够的重视，支持学生空间观念的提升，让学生在多种活动中展开实践、体验，从而提高自身的空间感知能力.

二、在小学数学教学中培养学生空间观念的策略

（一）通过直观观察，激活学生空间意识

在小学阶段，学生已经开始接触平面图形和立体图形.为了降低学生学习难度，深化对几何图形的理解，教师应设计观察、对比、实践等活动，有效激活学生空间意识，为后续探索做好铺垫.在实际教学中，教师可以采取直观的方式，引导学生判断图形之间的异同，再设计具有实践性的活动或任务，让学生参与其中，并展开思考.值得注意的是，教师在活动中应加强对学生思维的启发，引导其归纳图形的异同点，激活其空间意识，从而提升学生的空间素养.

以北师大版小学数学四年级下册“认识三角形和四边形”的教学为例，教师应利用直观教学法培养学生的空间观念.首先，教师在课前可先组织学生复习学习过的图形，如长方形、正方形、三角形、圆形等，要求學生自行将其进行分类，并说明分类的依据，让学生从空间视角出发，对图形特点进行初步的判断.随后，教师向学生出示三角形、四边形教具，让学生直观观察二者的特点，再次提出问题：“三角形和四边形有哪些共同点和不同点？”学生在实践中认识到二者都由点和边组成，但四边形由四条边组成，容易变形，而三角形则由三条边组成，结构较为稳定，从而得出“三角形具有稳定性，四边形则不具有稳定性”的结论.最后，教师再次提出问题：“生活中很多事物都是四边形的，如何保证其稳固性呢？”学生经过讨论后认为可以作四边形的一条对角线.由此，通过直观教学和问题探究，学生可以感受到图形的变化以及其中蕴含的数学原理.

（二）结合生活实际，促进学生空间观念的建立

小学数学教学中，部分知识具有较强的抽象性和逻辑性，学生在学习中会遇到一些困难.因此，在培养学生空间观念时，教师应以课程标准为引导，结合教学主题联系生活实际，借助生活元素开展教学活动，通过合理的引导和启发，让学生透过事物表象抽象出本质.这样一来，学生熟悉的生活事物成为培养其空间观念的有效载体.教师顺势引出重难点知识，充分调动学生的学习积极性，吸引学生主动参与到课堂活动之中.

以北师大版小学数学五年级下册“长方体（一）”的教学为例，本单元要求学生通过学习掌握长方体和正方体的特征，以及立体图形的展开图，明确立体图与展开图之间的关系.首先，教师借助实物创设生活化情境，拿出准备好的魔方和文具盒，让学生说一说二者有什么异同.由于魔方和文具盒都是学生日常生活中熟悉的物品，故可以快速吸引学生的注意力，使其纷纷开动脑筋思考，由此得出“都是立体图形”“都有6个面”“它们的棱长不一样”等结论.教师可以设计如表1所示的表格，将学生提出的观点填入其中，并以表格启发学生进一步探究长方体与正方体在点、面、棱等方面的异同.随后，学生通过小组合作的方式对二者展开探究，以对立体图形有更全面的了解，而后教师讲解长方体和正方体的特点.最后，教师设计与生活相关的问题，引导学生利用本节课研究成果进行解决，凸显数学学习的价值.如某品牌饼干盒长20cm，宽15cm，高30cm，生产中需要在其四周贴上商标纸，请问：商标纸的面积是多少平方厘米？学生结合题目条件，可明确问题本质是求长方体前面、后面、左面、右面的面积，利用已知条件和长方形面积公式即可求解.基于此，学生在小组合作中可以深化对几何知识的理解，并在解决问题中更好地感知几何知识与生活的联系，助力空间观念的形成.

（三）强化操作感知，提高学生空间观念

人对事物的认知大多基于实践，学生学习数学知识的过程也不例外，合理的实践能深化学生对知识的印象.同时，《义务教育数学课程标准（2022年版）》明确指出，教师在教学中要注重培养学生的实践能力，引导其将所学知识应用在生活中.因此，教师在向学生传授理论知识的同时，还要设计实践活动，让学生在画一画、拼一拼等手段中有效完成实践活动，调动学生的多重感官，促进知识的内化和吸收，实现空间观念的提升.

以北师大版小学数学三年级下册“面积”的教学为例，教师在引导学生探索“面积单位”时，应先激发学生的学习兴趣，可在课堂中分两个步骤完成.首先，引导学生认识“面积”的概念.教师可以书本、课桌、作业本等常见的物品为素材，让学生用手去触摸物体表面，通过感知物体表面大小对面积形成初步认识.其次，教师鼓励学生自由绘制学习过的平面图形，并与同桌组成一个小组，对比两人绘制的图形，发现即便是相同的平面图形也存在面积大小不一的情况，由此指导学生结合感悟自行对面积进行定义.再次，在学生认识面积的基础上，启发和培养学生形成空间观念.教师先利用多媒体展示长方形和正方形，让学生观察二者的异同，并分析“谁的面积更大一些”.有的学生认为长方形面积更大，还有的学生认为正方形面积大，为了让学生观念实现统一，也为了检验学生猜测的准确性，教师可以鼓励学生动手剪出长方形和正方形，利用重叠对比的方式进行验证.最后，教师出示PPT课件，以方格图的方式展示长方形和正方形，要求学生数一数两个图形各占了多少个格子，通过数格子的方式让其认识到“所占格子数量越多，图形的面积就越大”.当学生形成这一认知后，教师引出面积单位概念，学生会更容易理解.

（四）创造想象机会，发展学生空间观念

教育实践证明，小学生正处于想象力最丰富的阶段，故教师在分析问题时可以利用学生丰富的想象力进行展开.为了充分发展学生的空间观念，教师应在课堂中充分尊重学生的主体地位，并发挥自身的引导作用，启发学生的思维，以达到发展学生空间观念的目的.具体来说，教师可以在教学中融入趣味性素材，以有效激发学生的好奇心，使学生在兴趣的驱动下发挥想象力，展开思考，从而完成图形的推导、分析和归纳.

以北师大版小学数学六年级下册“圆柱与圆锥”的教学为例，为了让学生掌握点与面、面与体之间的关系，教师应引导学生多角度探索圆柱和圆锥的特征，以发展其空间观念.首先，教师可与学生展开互动：“请大家发挥想象力，一个长方形绕着一条长边旋转一周后，形成了一个怎样的图形？”学生会在大脑中模拟“长方形旋转”的过程，发现会形成一个圆柱体.由此，学生可以了解圆柱体的形式.随后，教师继续通过互动启发学生思维：“若是一个直角三角形，绕着一直角边旋转一周后又会形成怎样的立体图形？”学生在问题的引导下再次展开想象，联系前一次的经验，很快想象出图形是圆锥.由此，学生可以在想象中强化对立体图形的感知，并形成深刻的印象.最后，教师利用多媒体展示圆柱和圆锥，并以动画的形式模拟长方形、三角形旋转的过程，通过动态的视频以及学生脑海中的模拟画面，在对比中强化学生的空间观念.

（五）综合运用教具，助力学生空间观念形成

小学数学几何部分知识抽象性较强，小学生若不具备良好的抽象思维和逻辑能力，在课堂学习中就会感到困难重重，不利于空间观念的形成.传统教学中，部分教师依赖“题海战术”，期望学生多看、多做，通过丰富的解题经验来解决抽象思维和逻辑思维不足的问题，但收效甚微.因此，教师在具体教学过程中应善于利用教学工具设计贴合学生思维发展的教学方案，助力学生将对数学知识的感性认识上升到理性认知，助力学生空间观念的提升.

以北师大版小学数学五年级上册“多边形的面积”的教学为例，教师在讲解平行四边形面积公式的推导过程时，应借助转化思维强化学生认知，降低学生的理解难度.首先，在课堂导入环节，教师可先利用多媒体展示亮亮和爷爷种花的情境图，并搭配适当的音频，为学生营造良好的学习氛围，再提出问题启发学生思维：“仔细观察情境图，说一说你发现了什么.”旨在引导学生通过观察了解亮亮和爷爷种花的花园是平行四边形，且爷爷的花园更大，也就是面积更大.这样不仅可以调动学生的情感，还能让学生对平行四边形面积形成初步的认识.其次，教师在正式讲解平行四边形面积公式前，应鼓励学生结合已掌握的知识大胆猜测平行四边形面积可能与什么相关，再指导学生以小组合作的方式动手实践进行验证，如部分学生认为平行四边形与长方形都是四边形，猜测二者存在一定的关联，故在小组合作探究中，学生会先绘制一个平行四边形，沿着它的高将其拆分为一个三角形和一个梯形，再利用图形的平移将三角形移到另一侧，拼成长方形，计算面积.最后，教师继续引导学生：“拼成的长方形与平行四边形有什么关系？”并给予学生充足的时间进行小组交流，结合长方形面积公式推导出平行四边形面积=底×高.基于此，教师转变教学思路，指导学生探索平行四边形与长方形之间的关系，推动其自行推导平行四边形的面积，在突出学生学习主动性的同时，培养了学生的空间观念.

结 语

总的来说，空间观念是核心素养中的重要组成部分，也是学生成长过程中必备的基础能力.空间观念的养成并非一蹴而就，它离不开教师的精心准备和学生的主动配合.在实际教学中，教师应根据学生的学情设计难度适宜的问题，引导学生在观察、分析和推导中形成空间意识，并随着学习经验的丰富发展为空间观念.同时，教师应积极创新教学方法，为学生提供想象的空间，使其在实践中促进思维的灵活发展，实现空间观念的形成與发展.

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