現代信息技術助力小學生空間觀念的形成

【內容摘要】圖形與幾何領域的內容是小學數學的重要組成部分之一，而學生在理解這部分知識時，又需要通過想象力、思維能力和培養空間觀念來實現。在數學課中，空間觀念的培養一直是一個讓數學老師頭疼的問題。傳統的教學手段比如掛圖、幻燈片等，呈現給學生的都只能是平面的表象；準備實物讓學生觀察，又由于條件的限制，個數畢竟非常有限，達不到很好的效果。而現代信息技術的普及使多媒體在課堂得以大量運用，為數學老師解決這一難題提供了最好的機會。

【關鍵詞】空間觀念 抽象 現代信息技術

《小學數學課程標準》（2011版）指出，空間觀念主要是指根據物體特征抽象出幾何圖形，根據幾何圖形想象出所描述的實際物體；想象出物體的方位和相互之間的位置關系；描述圖形的運動和變化；依據語言的描述畫出圖形等。空間觀念的培養和形成要經過一個反復的長期的過程，培養空間觀念需要大量的實踐活動，要從現實生活中積累的豐富幾何知識體驗出發，從經驗活動的過程中逐步建立起來的。

一、利用現代信息技術，促進學生的深度思考，感知空間觀念

數學深度思考一定離不開數學的本質化，信息技術的應用可以真正高效地把問題從抽象變為具體，也可以把具體地問題逐步演變和設計，讓其抽象化。利用信息技術構建從特殊到一般的過程，讓問題的層次性和探究性更為明顯，不斷地引領學生深入思考。借助信息技術幫助學生更好地理解數學，需要構建合理有效的認知途徑，這當然需要預知學生在不同階段的特征，通過信息技術的創新設計引發學生的深入思考，培養學生的空間觀念。

比如說我們在教學一年級認識立體圖形這一節課的時候，這是學習幾何圖形的起始課，是發展學生空間觀念、建立幾何直觀的一個重要基礎，那么老師就可以設計一個這樣的課件---變魔術。先出示一個紅色的圓柱體，然后問學生這是圓柱體嗎？學生可能就說這是一個紅色的圓柱體，再變化顏色（藍色、黃色），追問學生這還是圓柱體嗎？學生就會說當然是圓柱體，只是顏色變換了，讓學生都能夠確認這些是圓柱體，只是顏色的不同而已。這時候老師再進行變換，把圓柱體變細，變長，問學生這是圓柱體嗎？再把他變粗變短，這還是圓柱體嗎？在這個變變變的過程當中，讓學生感受著魔術蘊含的秘密，不斷地在腦海當中去除這些非本質的屬性，取其本質的屬性。這樣對于圓柱這種立體圖形，學生就有一個深刻的理解，更有效地培養學生的空間觀念。

再比如我們在教學二年級《角的初步認識》，包括直角的認識，我們也可以采取這樣的手段，我們不要總是把角放在水平位置，包括直角也不要總是水平位置，我們可以通過課件，讓這些靜態的角動起來，然后變換各種不同的角度，讓孩子知道判斷他是不是角，關鍵是看它本質特征，而不在于它的方位是否發生變化，它的邊變長變短了，它的顏色不一樣了，都不是角的本質特征，利用信息技術手段，來幫助孩子對一些概念的理解。

二、利用現代信息技術增強教學直觀效果，形成空間觀念

在圖形與幾何教學當中，教師經常會碰到一些抽象的、無法解決的教學難點，學生無法建立表象。而空間觀念的形成與發展離不開正確而豐富的表象積累。數學表象以感知為基礎，所以我們要拓寬渠道，強化感知，充分利用現代信息技術幫助學生建立表象。

例如：長方體的教學，讓學生通過看一看，摸一摸，數一數，比一比，想一想等活動，引導學生認識長方體的面、棱、頂點的特征后。這時教師運用多媒體演示，從實物圖中抽象分離出長方體的立體圖形，讓學生看清實物的長、寬、高與立體圖上的各條棱長之間的對應關系，認清實物的各個面與立體圖上各個面之間的對應關系，并進行比較，使學生建立起長方體特征的空間觀念。讓學生直觀、生動、形象地了解到這些知識，加深學生對這些知識的理解，提高學生的學習的興趣和積極性，以達到最佳的教學效果，培養空間觀念

再比如《直線》的教學，因為直線在生活中，學生找不到，所以直線向兩端無限延伸這個特點他很抽象，看不見摸不著，如果我們較好地使用課件，就可以突破這個教學難點，可以采用孫悟空耍金箍棒的情境，金箍棒可以向兩端無限延伸，就剛好是直線的這個特點，我們還可以把金箍棒把他變細，變成直線向兩端無限延伸，那么直線的這個概念就在這個直觀的這個課件中把他給抽象化，把他變成抽象問題把他形象化，就幫助學生建立了這個直線的概念。

三、利用信息技術讓學生經歷探索過，培養空間觀念

幾何圖形的學習中有許多公式的推導，如三角形、平行四邊形面積計算的公式推導，圓周長公式的推導等等。這些公式的得出都借助于圖形的拼擺，剪貼。如果僅僅只用到傳統的教學手段，無法讓學生生動直觀的看到這些過程。如果借助現代技術教育手段就可以收到非常好的效果。如在五年級教學三角形面積計算時我就制作了一系列的燈片。讓學生看到動態的三角形面積計算公式的推導過程。電腦課件的演示，既可以達到幫助學生理解知識的目的，也可以大大提高學生學習的積極性，同時還減輕了教師課堂上的工作量。把大量的時間留給了學生去思考；去討論；去發現問題；去解決問題，大大提高了課堂教學效率。

四、利用信息技術幫助學生構建知識網絡，提升空間觀念

比較是一切理解和和思維的基礎。幾何知識的概念比較多，學生也很容易混淆，這就勢必影響到空間觀念的培養。只有通過比較，才能把看似相同的知識區別出來，看似不同的知識溝通聯系起來，弄清知識之間的聯系與區別，構建知識網絡，鞏固空間觀念。

例如《長方體和正方體》的單元整理時，針對學生容易把棱長之和、表面積、體積、容積等概念混淆的情況，可以先把長方體和正方體的棱長之和（鐵絲圍框架）、表面積（包裝盒）、體積（盒子所占空間）、容積（盒子里裝滿東西）形象地用多媒體畫面演示出來，讓學生口述這四個概念，再利用課件演示它們的計算方法的推導過程，讓學生體會到它們之間的區別與聯系，幫助學生提升空間觀念。