小学生数学空间观念的培养策略

【摘要】作为一项重要的数学素养，空间观念的培养对于学生空间想象能力的发展、数学思维能力的提升等方面都具有重要作用。在具体的培养过程中，教师不仅要关注学生基础技能的掌握，还要通过多样化的实践活动，创设生活情境，鼓励学生大胆想象、大胆推理、大胆验证，进而快速走进空间思维的最近发展区，激发学生学习的内驱力，在潜移默化中提升学生的数学核心素养。

【关键词】小学数学；空间观念；空间想象能力

作者简介：石佳琪（1997—），女，江苏省如皋市石庄镇张黄小学。

小学数学空间观念的培养是帮助学生内化空间理解、认知与应用能力的重要过程，其涉及空间概念、方位、距离、位置等多方面的内容。作为教学实施的主导者，教师要引导学生主动思考、积极探索，借助情境化、生活化、创新性的多元活动，不断丰富学生的学习体验，让学生自觉在实践中感知空间，在形成直观空间印象的基础之上，在“做”与“思”中把握空间的基础要素，从而提高学生的空间想象能力和创造力。

一、空间观念的定义及其重要性

空间观念是学生在数学学习过程中逐渐形成的一种重要认知结构，其主要包括图形空间的表象认识、位置变换、感知深化、分析综合等多个方面，这些方面相互关联，共同构成了一个完整体系。大胆的观察、直观、想象、假设、验证等活动是培养学生空间观念的重要途径。可以说，空间观念是个体的空间知觉在经过一系列加工后所形成表象的具体化。

空间观念的培养旨在引导学生通过重现物体或图形的空间形象和特征，进一步对其进行深入的加工与组合。这一过程不仅有助于巩固和深化学生的空间观念，更能有效推动其空间想象能力的发展与提升，从而使学生能够更好地理解和表达周围的空间世界。在活动的亲身感知与体验中，学生不断积累、丰富空间经验，充实、完善空间观念，促进自身创新性空间思维的形成和发展，并进一步提升数学应用能力，为未来的学习和生活奠定坚实的基础。

在数学空间观念的构建与培养过程中，教师需精确了解小学阶段学生的思维特性，循序渐进地引导学生参与多元化的数学实践活动，鼓励他们动手操作、勤于动脑思考，让学生在空间的表象感知、经验积累、理解深化的整体过程中，产生真实立体的空间感受，以此获得更为深刻的空间知觉，推动学生空间观念的构建向纵深发展，进而提升其空间观念的深度与广度。

二、空间观念构建的原则

（一）直观性原则

学生空间观念的建构必须遵循直观性原则。教师在教学中可以适当地利用一些实物、模型等直观教具，引导学生进行一定的观察和操作，并适当使用数学语言进行信息、形象的描述［1］。在此基础之上，教师可以让学生借助自身所产生的直观感受，联系所学知识，结合现有的生活经验，从描述到总结、从具体到抽象，逐步形成对空间与几何的直观感知，为后期空间观念的构建奠定坚实的基础。

（二）实践性原则

实践是检验数学真理的重要手段和途径。对于空间观念的培养，教师不仅要注重其过程性，还要关注其实践性。教师可以通过一些图形拼接、搭积木、拼装模型等体验性的实践活动，调动学生空间探索的内驱力。与此同时，教师还可以寻找身边的数学空间活动，将数学空间信息抽象化，并有目的地设计数学问题，引导学生将数学空间知识应用到生活问题的解决中，让学生从不同的实践角度感受空间观念，增强空间应用能力，深化空间感知。

（三）创新性原则

空间观念的培养重视学生对于基础知识内核的把握，而且力求摆脱死记硬背、模棱两可等问题，从而帮助学生领会数学空间的真正奥秘。因此，教师在空间教学的整体设计中要把握好创新性原则，更新教学观念及手段，利用直观的教学工具，加深学生的空间理解。教师可以通过跨学科的学习方式，激发学生对空间概念的兴趣，鼓励学生根据给定的条件进行空间构思和设计。教师还可以让学生尝试用新的方法和角度来认识和理解空间，如通过探究答疑、实践合作等多样化的方式发现空间规律，在培养其空间观念的同时，锻炼他们的观察力、思考力、想象力。

三、空间观念构建的策略

（一）链接生活实际，激活空间表象

数学源于生活而又应用于生活。在日常的生活情景中，有很多和空间相关的物品，教师可以从学生熟悉的生活情境出发，将空间教学与生活结合起来，组织、指导学生通过对实物的观察，联系生活经验，激活空间表象，实现从物到形、再到物的灵活转换，进而有效地培养学生的空间观念［2］。

例如，在苏教版小学数学六年级下册第二章“圆柱和圆锥”的教学中，教师可以从学生的生活经验出发，找出圆柱、圆锥这些立体图形的生活原型，引导学生在观察、比较的基础之上进行思考与概括。教师可以事先准备好一些圆柱形、圆锥形的生活物体，进行课堂导入：“同学们，日常生活中有很多圆柱、圆锥形状的物体，如老师手上的茶叶盒和小积木。这个茶叶盒像我们在古建筑中经常看到的圆柱子，这个就是圆柱；而这个有一个尖尖角的积木就是圆锥。”在初步向学生介绍圆柱、圆锥的空间表征后，教师可以继续提问：“同学们，你还能想起来生活中有哪些物品也是类似的形状呢？”学生给出自己的答案，如“有圆柱形的玻璃杯”“还有一些装蚊香的盒子也是圆柱体，只不过它是扁扁的”“有些烟花的盒子会做成圆锥体，就和那个积木很像”“削好的铅笔下面是圆锥，上面也可以看作是一个圆柱”。在学生给出一系列生活例子之后，教师可以引导学生将圆柱和圆锥的大致形状画下来，并让学生借鉴正方体、长方体的空间学习思路进行小组讨论：圆柱体和圆锥体究竟有什么共同的空间特征呢？学生可以在茶叶盒上指出圆柱体的底面、侧面以及高度，初步感知圆柱体的空间表象特征。在教学的逐步推进中，教师可以进一步提问：“如果我也想做一个这样的茶叶盒，其侧面需要多少商标纸呢？”学生不禁产生疑问：“老师，我们之前学的长方体、正方体的表面积都是平的，而这个圆柱体的侧面是曲面的，应该怎么求解呢？”在学生提出疑问后，教师要给予其表扬，并适当提示：“如何把曲面变成平面呢？请大家动手把包装纸剪开。”在教师的引导之下，学生动手后很快会发现，剪开后的茶叶盒侧面是一个长方形。这样，学生就会在逐步的比对、推导中得出“圆柱的侧面面积等于底面周长乘以高”的结论。与此同时，教师还可以引导学生举一反三，探究圆锥的侧面是什么形状，进一步拓展空间思维。在生活经验与数学空间探究的巧妙融合之中，学生能够更好地把握空间表象特征及其规律，为空间想象力的提升奠定坚实基础。

总之，空间观念的建立离不开对于空间图形实质的把握与辨别。生活中蕴含着丰富的空间知识，教师要善于挖掘生活中的空间教学素材，引导学生将数学空间图形与生活原型联系起来，从具体到抽象，逐步激活学生的空间表象，助力学生形成积极的数学情感。

（二）借助信息技术，加深空间理解

在如今信息技术快速发展的时代背景下，学生拥有了更为多元化的学习资源及实践机遇。在小学数学课堂活动的设计和组织中，教师可以巧妙借助数字工具等信息技术，帮助学生从多维度认识、理解和把握各物体的空间属性，在拓宽其学习视野的同时，促进学生空间认知能力和理解能力的提升，进而提高学习效率［3］。

例如，在苏教版小学数学四年级上册第三章“观察物体”的教学中，为了帮助学生更好地建立空间意识，除了书本上平面图片的展示以及实物的观察，教师应该积极探索多元化的教学方法。比如，教师可以使用网络平台所提供的十一维度3D技术，将平面猜测和立体验证有机结合起来，为学生提供更为直观、生动的观察体验，逐步加深学生的空间理解。教师可以运用十一维度3D技术将立体化的C919飞机模型呈现在学生面前，让学生进行全方位的观察，从而帮助其更好地理解物体的空间结构。活动伊始，学生可能会因为立体模型的复杂而感到眼花缭乱，其空间观察活动容易呈现出一种无序、混乱的状态。此时，教师要有目的地引导学生按照一定的顺序进行观察，如先前后、后左右、再上下，尝试从正面、背面、侧面等多角度展开空间观察。在观察的过程中，教师还可以鼓励学生彼此分享空间感受，通过交流加深对物体空间关系的理解。期间可能会有学生对飞机模型的左侧面和右侧面成像有所混淆。这时候教师就需要引导学生仔细观察正面图中飞机的左右两翼所存在的差异性，并提醒学生在后期的物体空间侧面图的绘制中，注意侧面成像是否存在明显的差异性。当学生基本掌握从不同角度和不同位置观察同一种物体的方法后，教师还可以将语文和数学进行巧妙的融合，如通过引用苏轼《题西林壁》中“横看成岭侧成峰，远近高低各不同”这句古诗，进一步加深学生对于“物体空间观察角度不同，结果不同”这一数学结论的认识。这种多元化的教学方法不仅能够激发学生的空间学习兴趣和积极性，还能够提高他们的空间想象能力和解决问题的能力［4］。

总之，数学观念的建立和培养，是学生空间思维进一步发展的重要基石。在当前现代化的教育背景之下，教师要及时更新教学的观念及手段，在日常教学实践中有意识地运用信息技术，通过教学手段的创新，将抽象的空间图形概念进行逐步的拆分与讲解，进一步加深学生对空间的理解。

（三）开展实践操作，深化空间感知

空间观念作为一种实践能力和创新精神培养所必备的基本素养，对于处在小学阶段的学生而言至关重要。所谓空间观念更多侧重的是一种将平面图形转化为三维空间的能力，这就要求学生主动探究、动手实践，在把握数学知识的同时，深化空间感知，提高课堂学习效率。

以苏教版小学六年级上册第一章“长方体和正方体”的教学为例。除了带领学生开展实物观察类的空间规律的探究和总结活动，教师还可以为学生设计一些实践操作类的空间活动，让学生在动手操作中丰富个人的空间体验，进一步深化空间感知。在这一环节中，教师可以有针对性地为学生打造数学DIY的活动课程，引导学生在逐步的抽象和想象中深入研究正方形和长方形的面、棱及顶点。在开展教学之前，教师要先带领学生认识纸片积木这一数学工具，引导学生观察、对比、认识纸片积木和实物积木的差异性。学生会明显发现，对比实物以及平面的正方形，纸片积木看起来更加立体、直观、有层次，且空间占地小、操作简单、制作容易。为了让学生能够更好地使用纸片积木这一辅助工具，教师可以让学生在认识单个纸片积木的基础之上，想一想、拼一拼，尝试思考“面对面”“边对边”等多种拼接的方法。教师还可以进一步加大难度，让学生发挥空间想象，尝试运用最少或者最多的小正方体的纸片积木摆出从前面、右面、上面看到都是田字格的图形。在实践任务探索的过程中，学生边动手边思考，不断深化空间感知。此外，教师还可以指定学生摆出长方体、正方体等规则立体图形，并让学生数一数所用正方体的纸片积木的个数，为后期正方体、长方体体积公式的学习奠定理论基础，进一步拓宽学生的空间视野。纸片积木的引入，让学生逐步经历了从实物到图形、从立体到平面、从具体到抽象的空间思维过程，符合学生从三维到二维的整体认知，有利于后期图形抽象等空间思维的进一步延伸。

动手操作是学生直接获取空间经验、深化空间感知的最佳途径。实践操作不仅能激发学生对数学空间的兴趣和探索欲望，还能启发学生积极参与思考与探究，在实践中发现问题、解决问题并反思问题。在这个循环往复的过程中，学生不断强化空间感知能力，进一步促进空间思维的创新以及实际应用能力的

提升。

结语

数学主要是一门涉及数量与空间形态的抽象学科。在数学具体的教学过程中，空间观念的培养是学生空间想象能力发展的重要依据。作为学生空间观念形成的关键时期，小学阶段尤为重要。这就要求教师在日常的教学实践中及时更新教学观念，巧妙借用创新性的信息化教学辅助工具，让学生在激活空间表象的同时，积累空间经验，不断深化理解，增强空间感知，进而建立正确的空间思维模式，提升空间想象能力，促使学生朝着更全面的方向发展。

【参考文献】

［1］油鹏英.小学数学教学中空间观念培养途径探究［J］.小学教学研究，2024（12）：65-67.

［2］张萌萌.优化数学活动，发展空间观念：“观察物体（一）”教学反思［J］.小学教学研究，2023（31）：54-55，58.

［3］石艳丽.借力信息技术，培养空间观念：《观察物体（一）》的教学实践与思考［J］.安徽教育科研，2024（13）：76-78.

［4］雷石树.小学数学课堂实施跨学科融合教学的策略［J］.教育界，2024（12）：44-46.