基于空间观念培养的小学数学图形与几何教学策略

【摘要】《义务教育数学课程标准（2022年版）》中强调了空间观念是小学数学核心素养的主要表现之一，是学生形成空间想象力的基础，其主要是借助数学中的图形与几何教学实现.在此背景下，小学数学图形与几何教学面临更高的要求，教师需要重新审视当前教学过程，创新教学理念与方法，将空间观念培养目标贯穿于图形与几何教学的全过程.基于此，文章通过分析当前小学数学图形与几何教学存在的问题，从整合教学资源、创设探究情境、借助图形演示、组织实践操作、设置拓展练习、创新多元评价等方面针对性地探究了空间观念培养的策略，旨在构建强调空间观念培养的图形与几何课堂，以期为小学数学教学的改革创新提供启示，以适应新课改的教育挑战.

【关键词】小学数学；空间观念；图形与几何；教学策略

图形与几何作为义务教育阶段数学课程的四大领域之一，在教学中一直占据着重要地位.小学数学阶段的图形与几何课程内容主要包括“图形的认识与测量”“图形的位置与运动”两方面，为学生提供了认知和探索空间的机会.通过图形的认识与测量，学生可以逐渐建立起对各种形状的直观认知，并培养其对形状大小、相对关系的敏感性.同时，在图形的位置与运动领域，学生能够体验到物体在空间中的相对位置和运动规律，从而形成更立体的空间观念.因此，教师要充分挖掘图形与几何教学的优势与潜力，全面培养学生的空间观念，为他们未来的学业发展与生活实践奠定坚实的基础.

一、基于空间观念培养的小学数学图形与几何教学存在的问题

（一）教学内容脱离认知，学生缺乏学习兴趣

当前小学数学图形与几何教学中，教学内容往往过于抽象，未能贴近学生实际生活，导致学生难以建立起来对图形与几何的认知.缺乏趣味性和实用性的教学方法使学生对课堂产生抵触情绪，进而影响他们主动学习的积极性.这种脱离认知的状态阻碍了学生空间观念的形成，亟待寻求创新的教学策略来激发学生学习的兴趣与动力.

（二）教学形式注重技巧，缺乏空间观念引导

传统的教学形式存在偏向机械性的图形绘制和几何计算，而未能有效引导学生深入理解形状的空间属性的问题.学生过度专注于技巧性的操作，而对于图形背后的空间关系缺乏敏感性.这种教学倾向使得学生容易陷入死记硬背和机械运算，而难以培养出对图形与几何的整体性、立体性认知.

（三）教学结构侧重讲授，学生缺少实践机会

在当前的教学实践中，一些教师过于注重知识传递，而较少提供具体的实际操作和体验活动，使得学生难以将理论知识与实际空间联系起来.学生在被动听讲的状态下，缺乏对图形与几何概念的深刻理解.

（四）评价练习单调统一，思维观念强调不足

传统的教学评价与练习往往过于单调和统一，强调对具体计算和图形绘制的考查，而忽略了对学生思维观念的全面评价.这种评价模式更侧重结果而非思维过程，使得学生在追求答案的同时，忽略了形成空间观念所需的思考和探索，严重阻碍了学生独立思考和解决问题能力的培养.

二、基于空间观念培养的小学数学图形与几何教学策略

（一）整合教学资源，丰富教学内容

教学内容对学生学习兴趣和实效产生着深远的影响.丰富、引人入胜的内容设计能够激发学生对数学学习的浓厚兴趣，使他们更愿意主动参与到学习过程.因此，教师应整合教学资源，丰富教学内容，增强课堂吸引力.一方面，教材作为教学的基础，包含了丰富的数学知识和图形与几何的相关概念.通过深入分析教材，教师可以有针对性地选取与空间观念培养相关的案例、例题，确保内容既符合学科知识体系，又具备启发性和实践性.在整合教材时，教师可以强调与学生日常生活和实际环境相关的内容，以增强他们对空间观念的感知和理解.另一方面，教师可以利用多媒体技术，包括图形软件、视频资料等，展示具体的实例和形象的图形模型，以直观呈现抽象概念.通过这些多媒体资源，学生能够更直观地感知空间关系，促使他们在学习中形成更为鲜明的认知.此外，教师也可以引入实物模型和教学工具，如几何模型、立体图形拼装玩具等，帮助学生在实际操作中体验和理解空间概念.这样的实物模型不仅可以在教学过程中展示具体的图形特征，还能够激发学生的好奇心和实践兴趣，使他们更深入地理解空间概念.

（二）创设探究情境，促进空间感知

图形与几何教学常显得相对抽象，学生往往面临难以理解的挑战.为解决这一问题，教师可以通过创设具体生动的情境，将抽象的概念引入实际生活中.为了促进学生对空间的感知，教师可以巧妙地利用多媒体技术，通过引入丰富的图形和几何元素，如虚拟建筑场景、三维动画模型等，创设出一个富有想象力的学习环境.通过这种创设，学生将更直观地感知空间关系.

以人教版三年级上册“长方形与正方形”的教学为例，教师可以利用信息技术巧妙创设有趣的虚拟情境.在虚拟情境中，教师可以展示各种建筑物的平面图和立体图，让学生在视觉上感受长方形和正方形的不同特征.通过旋转、放大、缩小的虚拟体验，学生可以直观地了解这些图形的空间关系，加深对形状特性的认知.同时，通过三维动画模型，教师可以展示长方形和正方形的变化过程，比如改变边长时形状的变化，以及如何计算周长等.这样的动态演示可以生动地呈现抽象概念，激发学生的学习兴趣，促进他们在动态、互动的学习环境中感知空间.

（三）借助图形演示，助力空间想象

在小学数学图形与几何教学中，学生常常面临对抽象概念的难以想象和理解.为了解决这一问题，教师可以借助图形演示，通过生动形象的示例和图形呈现，为学生创造直观的视觉体验.

1.图形教具演示

教学中的实体教具扮演着不可或缺的角色，它们不仅是观察和感知的工具，更是激发学生空间想象力的媒介.在教学实践中，教师可以选择具有多样性形状和结构的图形教具，向学生展示这些实物，可以生动直观地演示不同角度和位置的空间关系，帮助学生建立起对图形的观察和辨识能力.此外，教师也可以引导学生亲自操作图形教具，通过观察旋转、平移、翻转等操作，培养学生的空间想象能力.

以人教版四年级上册“平行四边形和梯形”的教学为例，教师可以使用拉伸缩放平行四边形教具，展示平行四边形的特点.通过演示拉伸或缩放梯形，学生可以直观地观察到边长和角度的变化，理解形状在空间中的变换.这样的实物演示有助于学生更深刻地理解平行四边形和梯形的性质.教师也可以使用角尺工具等教具演示平行与垂直的空间构建，通过这些操作，学生能够更具体地感受图形在空间中的运动和变化，逐渐形成空间想象能力.

2.信息技术建模

信息技术建模是一项有力的教学工具，教师可以借助互动教学设备，如电子白板或计算机，展示各种图形的动态建模过程.通过信息技术建模，教师能够在互动屏幕上生动呈现复杂的图形旋转、平移等运动，使学生能够在虚拟环境中观察图形的各个角度和变化过程.这样的视觉呈现不仅使图形更具立体感，也激发了学生对于空间关系的直观认知.这样的互动体验能够促进学生积极参与，加深他们对图形的空间想象和认知.

以人教版四年级上册“平行四边形与梯形”的教学为例，课上教学“平行与垂直”知识时，教师可以利用互动屏幕上的虚拟工具展示两条平行线之间的垂直线，并通过实时演示调整线的位置，使学生直观地感知垂直关系.通过这样的互动展示，学生能够更容易理解垂直平行线的性质，同时在虚拟环境中观察图形的多个角度.同时，教师可以引导学生亲自操作，通过亲自拖拽虚拟点，改变线的相对位置，观察垂线的垂足如何随之变化.这样的实际互动体验使学习过程更富有趣味性，有助于学生更深入地理解和运用数学知识.

（四）组织实践操作，推动空间观念发展

组织实践操作是促使学生空间观念发展的有效手段.通过亲身参与实际操作，学生能够更直接地感知和理解图形与几何的空间关系，从而深化对数学概念的认知.这种实践性学习不仅激发了学生的学习兴趣，同时推动了他们在空间思维方面的发展.

1.画图增加理解

在教学实践中，教师可以设计一些涉及多个图形组合的绘图任务，如图形的相交、包含关系等，让学生通过绘制来展现图形之间的空间交互.这样的实践操作有助于学生理解图形之间的相互关系，培养他们整体性的空间观念.同时，教师可以在实践操作中注重学生对图形性质的发现与总结，引导他们通过画图来验证和探索数学规律.这种参与性强的实践操作不仅促进了学生主动学习的态度，同时激发了他们对数学图形与几何的深刻兴趣.

以人教版四年级上册“观察物体（二）”的教学为例，教师可以提供一个简单的物体，让学生观察一个三维物体，如长方体与正方体的组合立方体，并从前面、上面、左面画出相应的视图.随后，教师可以逐步引导学生完成绘图任务.通过向学生提问，促使他们思考如何在二维平面上准确表达三维物体.比如，从上面看时，哪些边是可见的，如何表示各个部分的位置关系等.接下来，让学生亲自动手进行绘图.通过实践操作，学生能够更深刻地理解视图绘制的方法，他们观察物体、转化为平面图的能力也得到了培养.通过这样的绘图操作策略，学生在观察物体的过程中，不仅空间观察和表达能力得到了培养，也通过实际操作理解了组合立方体的不同视图，深入理解了空间关系.

2.探究深化观念

为进一步推动学生空间观念的发展，教师可以设计具有实际生活联系的项目，让学生在课上参与探究，引导学生运用图形与几何知识解决实际问题，如设计和建造简易模型、规划城市布局等.这样的实践操作使学生将所学的理论知识应用到具体场景中，培养他们在实际生活中运用空间观念的能力.在项目探究的过程中，学生有机会合作、讨论，并从彼此的经验中汲取空间观念的启示.教师可以引导学生通过小组合作解决问题，促使他们在交流中深化对图形与几何的理解，形成更为综合的空间观念.

以人教版四年级上册“三角形”的教学为例，教师可以提出一个项目任务，如让学生设计并建造一个简易的三角形房屋模型.在设计过程中，学生需要考虑房屋的结构，选择合适的角度和边长，以确保模型稳定.随后，学生分组合作，使用纸板等材料开始设计和建造模型.在这个过程中，学生需要运用三角形的知识，如了解三角形的内角和，边长的关系等.通过实际操作，学生在设计和建造中深化对三角形特性的理解.项目完成后，每个小组有机会向全班展示他们的房屋模型，并分享设计过程中的体会.在展示的过程中，学生有机会阐述他们对三角形特性的理解，形成更为综合的空间观念.

（五）设置拓展练习，巩固空间观念

传统的练习往往缺乏针对性和实践性，限制了学生对数学图形与几何的深入理解.因此，教师有必要创新练习，通过设计更具针对性和实践性的题目，激发学生更深层次的学习动机和理解.在课堂上，教师可以设计涉及图形的变式和迁移练习，要求学生通过不同角度和位置观察，推理图形的性质.通过调整图形的形状、大小、位置等要素，引导学生从不同角度思考和解决问题.这样的设计能够培养学生灵活运用空间观念的能力，使他们能够在各种情境下应用所学的知识.

以人教版五年级上册“多边形的面积”的教学为例，教师可以设计一个涉及平行四边形、三角形、梯形的变式和迁移练习，引导学生通过不同角度和位置观察、推理图形的面积性质.比如下面这道题：

小张用一张卡纸剪出一个大写英文字母“A”，问它的面积是多少？

这道题中将“A”划分了梯形与三角形，学生在实践中体验如何将一个复杂形状划分为简单的几何图形，空间分析和划分的能力得到了培养.学生可以整体计算梯形面积，再计算小三角形与小梯形面积，然后相减得出字母“A”的面积.然后，教师可以再在此基础上进行变式，如计算字母“E”的面积等，教师通过调整字母“A”的形状，让学生观察不同部分的面积变化，从而培养了学生的空间观念.

（六）创新多元评价，引导思维发展

传统的单一评价方式难以捕捉到学生在空间观念培养中的多样性学习表现.因此，教师可以引入不同形式的评价，更准确地体现学生的独立思考、创造性思维以及实际应用能力.首先，教师可以采用开放性问题作为评价工具.这种评价方式鼓励学生在解答问题时展示独立思考和创造性的能力.通过提出能够引导学生深入思考的问题，教师能够更准确地捕捉到学生对空间观念的理解深度.其次，教师也可以引入探究性学习和项目作业作为评价手段，能够更贴近实际应用情境，促使学生将所学的知识融入解决实际问题的过程.通过观察学生在实际任务中的表现，教师能够全面评估他们对空间观念的应用能力.例如，设计一个实际测量图形的项目，学生需要运用所学的图形与几何知识进行测量和计算，从而反映他们对空间关系的深刻理解.此外，同伴互评和自评机制是创新多元评价的重要组成部分.学生通过参与评价过程，不仅能够提高对自己学习的认知水平，还能够培养对他人思维的审辨能力.通过同伴讨论和分享，学生能够互相启发，拓展自己的思维模式，从而促进自身思维的全面发展.

结 语

综上所述，在基于空间观念培养的小学数学图形与几何教学中，教师应创新多维度的教学方法为学生提供更加灵活与有趣的学习体验，促进学生的空间观念的发展和实际应用能力的培养.未来，广大教师还应不断优化与实践这些策略，更加重视学生空间观念的培养，为其未来学习和生活打下坚实基础.

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