如何培養初中生的空間觀念

摘 要：空間觀念的培養是初中數學教學中的一個重要目標。本文結合蘇教版“走進圖形的世界”這一章節內容，提出在教學中要利用實物來講解知識；要給學生學生的動手實踐的機會；在教學過程中可穿插使用多媒體增加趣味性和理解度。同時在教學過程中要關注學生的差異性，教師在課余要提高自己的專業性。

關鍵詞：空間觀念；數學教學；策略

空間觀念是由義務教育《數學課程標準（2011年版）》所提出的十大核心概念之一，但是標準沒有具體給出其內涵，而是從空間觀念的幾個特征出發進行描述：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；描述物體的運動和變化；依據語言的描述畫出圖形等。它是一個包括觀察、想象、比較、綜合以及抽象分析的過程；是不斷由低到高向前發展的、對客觀事物的認識過程；是建立在對周圍的環境直接感知基礎上的、對平面和空間相互關系的理解及把握的過程。而培養初中生的空間觀念為發展初中生的空間想象能力，創新精神及實踐能力，學習之后的立體幾何、解析幾何、函數等知識打好基礎。現以蘇教版初中數學七年級上冊教材中“走進圖形的世界”這一章節內容為例來淺談如何培養初中生的空間觀念。

一、 初中生空間觀念培養的策略

（一） 基于實物進行教學

在平面幾何中，我們看到的圖形與研究對象是一致的，都是平面圖形，而立體幾何則不然，在平面上看到的雖然是平面圖形，但卻可以通過簡單地將某些實線變為虛線而想象成立體圖形，理解這種立體圖形需要經歷二維圖形與三維圖形之間的轉化，這種轉化能力在理解高中的立體幾何時是一種很重要的能力。在這一年齡階段的學生思維廣度和深度都有一定的局限性，對于一些平面圖形和立體圖形的轉化還需要借助實物來完成。所以在教學的時候可以通過實物來進行教學，慢慢培養學生的空間觀念。比如可以將地球儀、易拉罐、魔方等學生熟悉的實物帶入課堂，讓學生更直觀地認識立體圖形和其側面、曲面等概念；還可以用正方體小方塊搭出不規則的立體圖形，引導學生從三個角度觀察并畫出平面圖，讓學生初步感受圖形從三維到二維的轉化。從二維到三維的轉化，即通過三視圖想象立體圖，需要學生在頭腦中自行想象，建構立體圖形，對于學生來說難度加大。教師可先讓學生思考，當學生遇到瓶頸時，再讓學生利用正方體小方塊搭出符合要求的立體圖形，并進行適當地訓練，使得學生的空間觀念從初步感知發展為一種能力。

（二） 重視動手實踐

皮亞杰說：“空間觀念的形成不像拍照，要想建立空間觀念，必須有動手做的過程。”這個做的過程，不僅是一個實踐的過程，更是嘗試、想象、推理、驗證、思考的過程，只有在這樣的過程中，學生才能把握概念的本質，建立空間觀念。在教授“圖形的變化”這一小節內容時，可給予學生更多的動手和小組合作的機會，通過動手“移一移，轉一轉，拼一拼”，感受圖形的平移，旋轉，組合過程，體會圖形的變化和數學的趣味性。教授“展開與折疊”這一小節，教師可讓學生自己準備相關道具，通過自己的動手操作，觀察物體的展開與折疊后的形狀是否與自己想象的一致。在課堂上學生自己動手解決了這些問題，在相互交流中發現了其中的規律，就很容易轉化為自身的知識，不僅加速了學生的理解與記憶，而且活躍了課堂氛圍。學生直觀體驗到平面圖形與立體圖形之間相互轉換的過程，學會將自己擁有的具體圖形印象與抽象幾何之間進行轉換，提高了學生對于立體圖形的認知能力和空間想象能力。

（三） 利用多媒體課件

多媒體能夠為學生展示立體、生動、形象的數學模型，化抽象為具體，同時能調動學生的學習興趣更好地吸收知識，提高教學質量。運用多媒體技術可以對幾何圖形進行平移、旋轉、大小、位置等操作。例如在講解圖形的變化時，教師可利用幾何畫板展示常見的平面圖形繞軸旋轉所形成的對應的立體圖形，還可以利用幾何畫板演示不規則的平面圖形旋轉所形成的立體圖形，增加課堂的趣味性。做由三視圖畫立體圖形的練習題時，在學生思考過后，教師也可以運用多媒體展示所形成的立體圖形，驗證學生的答案。由于多媒體的運用使得學生對幾何圖形有了更直觀的感受，打破了學生抽象思維的局限性，加強了對知識難點和重點的理解。同時多媒體創設了一個生動新穎的環境，吸引學生的注意力，激發學生學習幾何的熱情。

二、 在培養初中生空間觀念的注意點

（一） 注重學生的個體差異

由于人身心發展的不平衡性和差異性，不同學生對于空間觀念的認知程度是不同的。有的學生對于二維的認知較好，而對于三維圖形的想象則較困難；有的學生在空間認知這方面有一定的優勢；教學過程中要充分認識到學生間的這種差異，對于空間觀念比較差的學生要多點耐心，多用模型、實物等進行引導或點撥，幫助學生克服對幾何學習的畏難情緒，強化空間觀念，盡量使每個學生的空間觀念發展都達到課標的要求。

（二） 注重教師的知識素養

教師是學生學習的組織者和引導者，學生對圖形的理解、解題方法的使用以及思維的方式都是由教師進行指引。而有研究發現，教師在對空間觀念的總體把握上是不足的，所以必然要加強教師自身知識的提高。教師在教學過程中要不斷提高自身空間觀念知識建構的能力，了解學生對空間觀念的把握情況，及時發現問題、解決問題并進行強化和鞏固。同時教師應該把培養學生的空間觀念作為長期的目標，注重教學的方式方法，進一步培養學生的空間想象能力。

總而言之，空間想象能力是中學生必須具備的一項重要能力，而空間觀念的發展是空間想象能力發展的基礎，所以教師要探討更多更有效的方法來培養學生的空間觀念，學生也要通過實際與平面的聯系有意識地培養自己的空間觀念。

參考文獻：

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作者簡介：

黃煒雯，江蘇省南京市，南京師范大學教師教育學院。