小学数学教学中培养学生空间观念的策略探究

【摘要】新课标指出小学数学教师应着重培养学生的核心素养，空间观念作为核心素养中的一大重要组成，能够有效提高小学生的空间想象能力.小学数学教师应该通过日常教学活动为学生渗透空间观念，充分完善学生的数学思维，强化学生的解题技能.文章首先分析了小学数学教学中培养学生空间观念的重要意义，其次阐述了当前小学数学教师渗透空间观念存在的问题，最终以北师大版小学数学教材为例，详细阐述了如何培养学生的空间观念，以期能够构建高效小学数学课堂.

【关键词】空间观念；核心素养；小学数学

引 言

小学数学教师应将培养学生空间观念作为一项重要的教学目标，通过理论联系实际的方式，引导学生在具体实践中形成空间想象力，进而构建完善的空间观念.空间观念是指学生运用空间想象能力，观察并分析生活中客观存在的物品.由于空间观念具有较高的抽象性，很多学生无法通过数学信息在脑海中构建现象事物，最终影响到解题技能的提升.因此，素质教育背景下小学数学教师需要重视培养学生的空间观念，引导学生进行创新思考，依托小学生的心理认知度以及知识吸收能力来设计教学方案.

一、小学数学教学中培养学生空间观念的重要意义

空间观念是小学数学教师开展几何教学活动时不容忽视的概念，其属于核心素养理念中的一个重要部分.《义务教育数学课程标准（2022版）》提到，空间观念是小学生对空间图形或物体的位置、大小及形状的认知.通常情况下，具有较强空间观念的小学生能够快速建立起实际生活中的物品与数学问题中的几何图形的联系，即能够依托生活实物而抽象、解析出几何图形.因此，培养学生空间观念主要具备两大教学意义，分别为：第一，能够为小学生后续开展几何学习打下坚实的基础.几何知识与空间观念具备紧密的联系，学生在学习几何内容前必然需要具备基本的空间观.此外，小学是学生学习知识、积累经验的最佳时期，也是学生形成数学思维以及学习习惯的重要阶段，数学教师需要充分利用这一学习阶段强化学生的空间观念，为其后续开展几何学习打下基础.第二，能够促进学生数学思维的发展.教师引导学生构建空间观念时，除了需要带领学生总结物体特征规律，据此抽象转换形成几何图形，还需要引导学生依托几何图形特征重构真实物品.因此，在上述环节中，小学生能够逐渐理解不同空间关系，并能够通过总结、对比、想象等方式实现思维的跃进.

二、小学数学教学中培养学生空间观念存在的问题

笔者通过对不同小学中的数学教师进行访谈与调研后了解到，当前很多数学教师在培养学生空间观念时存在几点问题，具体为：第一，教师对空间观念的认知不足；第二，教师未采取有效的空间教学方式；第三，教师对学生空间观念的评价不透彻.

（一）教师对空间观念的认知不足

很多数学教师并未仔细研读新课标中关于空间观念的具体指示，导致其对空间观念的认知不足，甚至一部分教师只是浅层了解过空间观念，并不熟悉相关教学理论，这导致其设计的教学方案无法与空间观念融合.例如，一些教师在为学生讲解体积公式时，并未详细为学生推导公式，进而无法根据体积公式延伸出空间观念.此外，教师缺乏空间观念的认知还会影响到整个课堂的呈现效果.由于数学教师不具备创新意识，导致其只是根据教材内容开展空间教学，没有针对班级学情整合科学的教学内容.例如，在教学“正方体与长方体”时，教师没有针对性调整教学内容，使得学生只能通过课堂学习建立浅层认知.

（二）教师未采取有效的空间教学方式

由于空间模块的知识点具有较高的逻辑性和抽象性，是大多数小学生面临的学习难点.授课教师虽然意识到提高学生空间观的重要意义，但由于其采用的教学方式不合理，最终加大了学生对该模块内容的理解难度.此外，一些数学教师盲目引入先进教学模式，使得课堂教学十分生硬、无趣，最终影响到整体教学效果.笔者在调研后还发现，数学教师在运用辅助教具时存在不足.信息技术时代下教师过度依赖现代化手段，从而忽视了对传统教具的使用.一些数学教师没有利用课前时间准备足够的辅助教具，且对学生在课堂中的操作表现不重视，具体表现为：第一，教师向学生展示辅助教具的使用，却未给学生提供操作学习的空间；第二，教师单纯使用信息技术设备来代替具体实践演示，直观的视频资源虽然能够加强学生对抽象知识的理解，但是却不利于学生的实践操作.综上所述，小学数学教师需要将相关教具准备充分，鼓励学生在课堂中动手实践，并根据学生学习表现进行教学调整.

（三）教师对学生空间观念的评价不透彻

当前授课教师对学生空间观念的评价方式十分单一，只是通过成绩来考量学生的空间想象能力.这样的评估方式难以客观反映一名学生的空间学习水平，亦无法展示出该学生在空间学习中存在的问题.调研发现，大多数教师只是通过课堂评价来考查学生的空间解题技能，却未构建系统化、全面化、精细化的空间评价体系，这不利于学生空间观念的培养.

三、小学数学教学中培养学生空间观念的策略

（一）通过直观观察活动，引导学生树立空间意识

纵观北师大版数学教材，其内部涉及的几何图形较多，且均具备明确的图形特征.为了能够强化学生对不同几何图形的理解，授课教师就需要安排丰富的实践型、讨论型、观察型课堂活动，有效激发小学生的数学空间意识，引导学生进行深度探究.在具体教学时，数学教师可以采用直观教学模式，具体为：第一，为学生讲解不同几何图形的基本辨别方式，让学生对几何图形的异同点有初步认知；第二，为学生展示不同几何图形的辅助教具，并鼓励学生进行动手演练，设计系列问题来强化思考.在该环节数学教师切不可直接说出答案，而是应鼓励学生根据所学内容进行自主分析.此外，教师还可通过小组学习模式引导学生进行互动交流，从而完善学生的几何认知，强化学生的空间素养.

例如，在“认识四边形与三角形”的教学中，数学教师就可在导入环节中带领学生共同回顾所学图形，并采用整合、归纳的形式引导学生总结数学规律；随后教师可向学生展示四边形与三角形的教具，鼓励学生在动手操作中思考问题.教师可在该环节中提出两个问题：三角形具备什么几何特征呢？四边形具备什么几何特征呢？在动手实践中，学生会发现三角形的教具结构十分稳定，而四边形的教具却会发生变形，进而总结出“四边形不稳定，三角形稳定”的规律.整个学习过程中，学生能够树立基本的空间意识.

（二）加强理论与实际的结合，引导学生初步构建空间观念

北师大版教材中部分知识具备较高的逻辑性与抽象性，很多小学生在听课中感到十分吃力.基于上述情况，授课教师能够将生活案例或学生熟悉的元素融入空间课堂中，从而大大降低学生学习空间知识的难度，并引导学生在分析实物的过程中抽象、解析出几何图形的特征.数学教师可以将学生日常生活中常见的建筑物、食物或文具等作为提高学生空间观念的学习载体，通过上述熟悉事物来导出本节内容，这不仅能够提升学生学习空间知识的积极性，更是能够引导学生主动投入探究活动中.

例如，在“长方体”的教学中，教师首先需明晰教学要求，具体为：第一，掌握正方体与长方体的图形特征；第二，明白两个立体图形展开后的图形效果；第三，能够理解正方体、长方体在内的多种立体图形折叠与展开的关系.基于上述目标，数学教师可在讲解前拿出文具盒、魔方等辅助教具，并让学生一边观察一边分析两个物品的异同之处.由于文具盒和魔方是小学生在生活中常使用的物品，因此可快速吸引他们的目光，并使其产生浓厚的探究欲.一名学生在思考后提出，两个物品都属于立体图形；另一名学生则指出，两个物品棱的长度不同.通过总结学生的答案，数学教师可以在黑板上逐步完善表1的信息，并鼓励学生以小组形式补充完成表1中的空缺内容.当学生对两个立体图形建立基本认知后，数学教师就可再引导学生进行深度思考，如何运用本节知识来解决实际问题，从而帮助学生了解数学知识的应用价值.

（三）积极开展实践活动，不断完善学生的空间观念

通过开展实践类活动，能够提高学生在数学课堂中的参与度，并有效调动学生的多种感官，加深学生对抽象知识的理解.研究发现，学生能够在动手操作中总结数学规律，明白几何图形的特征要素.因此，教师可依托教学内容安排相应的实践操作活动，鼓励学生发挥想象，在动手中感受图形的内涵，进而完善空间观念.

例如，在“轴对称与平移”的教学中，教师首先在多媒体软件中向学生展示精美的剪纸作品，并为学生提供剪纸需要的工具和材料；其次鼓励学生根据自己的想法动手设计剪纸图形.学生能够在实践中体验轴对称图形的制作过程，进而明白轴对称的图形特征.在实践活动完成后，教师可引导学生深度思考：这些剪纸属于轴对称图形吗？我们应用何种方式判断轴对称？一名学生指出，可以先观察该图形，若其能够均分为两部分就属于轴对称；另一名学生则指出，我们可以使用折叠的方式，看轴两侧的部分能否重合.随后教师可鼓励学生踊跃展示自己的剪纸作品，并在互动中验证自己的判断方式是否正确.上述活动能够极大发散学生的想象思维，并提升学生的动手能力.

（四）巧借多媒体手段，强化学生空间观念

新时代下小学数学教师可以积极借助多媒体设备，为学生筛选、整合丰富的网络学习资源，并为学生制作直观、形象的微视频内容，这不仅能够有效降低数学教师的课堂教学压力，更能够促进高效数学课堂的构建.对于空间课堂中的抽象知识，数学教师能够借助视频、音频或图片形式为学生营造更加真实、形象的学习情境，引导学生更好地投入互动交流中，从不同维度观察几何图形，进而对新课内容产生深刻认知.

例如，在“观察物体”的教学中，教师首先需明确本节教学目标，即：（1）学生通过基础学习，可以从不同角度辨认与观察复合型立体图，并绘制出三视图；（2）学生可根据三视图精准还原立体图，并分析得出该图形需要用到的小正方体数量.因此，数学教师首先可鼓励学生使用五个小正方体来进行堆放，从而得出不同形状的立体图形；其次要求学生从左面、正面以及上面观察这些图形，并绘制出这些角度看到的平面图形.由于该任务难度较高，数学教师首先可使用Flash动画进行演示，帮助学生理解任务内容，并明白如何绘制三视图；当学生完成独立思考后，教师同样可使用PPT展示三个平面图形，要求学生重构立体图形，并计算该图形需要用到的小正方体数量.实践表明，多媒体教学能够为教师节约更多的课堂时间，还能够深化学生的空间观念，确保空间教学的效果.

（五）创设空间想象的学习空间，充分延伸学生的空间观念

小学阶段是学生想象力发展的黄金时期，天马行空的想象力能够帮助学生从不同的角度思考数学问题，进而延伸学生的空间观念.数学教师需要在教学中明晰教学原则，始终将学生作为课堂学习的主体，鼓励学生自主投入空间问题的探究活动中，通过引进趣味性较高的素材来吸引学生注意力，促使学生在好奇心驱动下深度思考，发散思维.

例如，在“圆柱和圆锥”的教学中，由于本节内容中学生需要从宏观层面掌握“体、面、线、点”间的关系，教师就需要引导学生从不同维度思考圆柱与圆柱的图形特征，并自主推导出圆柱表面积公式.为了能够更好地发展学生的空间观念，数学教师可为其营造想象的空间，具体为：第一，教师先为学生营造想象情境（若将一个长方形沿着自己的某条边旋转一周会得到什么？），学生就会在脑中进行想象，并构造出一个立体图像.该环节中学生能够对圆柱体建立基本认知.第二，教师可鼓励学生深度思考，如果把长方形替换为一个三角形，还是按照上述要求进行旋转，能够产生什么图形呢？学生在跟着教师指示联想时，可以依托第一次情境的学习经验得出结论，即圆锥.如此看来，学生能够在自由的学习空间中总结学习经验，并充分延伸所学内容，形成系统的空间观念.

结 语

综上，小学数学教师需要树立正确的空间教育观，摆正教学态度，培养学生空间观念是一个漫长的教学过程，这需要教师与学生双方共同努力.在具体教学中，教师需要依托班级学情，积极开展观察活动、讨论活动、空间想象活动以及实践活动，引导学生初步构建空间想象的意识，并通过多元教学形式促进学生空间观念的发展.此外，教师还需在课堂中为学生预留足够的自主学习空间，让学生能够有机会展示自我，最终在实践与表达中激活空间思维，形成完善的空间观念.

【参考文献】

[1]李健.小学四年级学生数学空间观念测评工具的开发研究[J].数理化解题研究，2023（23）：90-92.

[2]刘歌.探究新问题走进新空间：小学数学空间思维能力培养措施[J].考试周刊，2023（29）：87-90.

[3]陈雅洁.指向空间观念培养的小学数学益智游戏教学资源开发[D].漳州：闽南师范大学，2023.

[4]刘佳莉.小学五年级学生数学空间观念培养的现状研究[D].银川：宁夏大学，2022.

[5]柳建华.小学数学空间与图形教学策略解析[J].基础教育论坛，2022（6）：81-82.

[6]崔玉兰.“读思达”导向下小学数学空间观念培养的有效途径[J].名师在线，2021（34）：69-70.