基于核心素養視角，培養空間思維能力

趙志華

摘 要：思維能力是小學生學習數學的關鍵，空間思維能力在小學生圖形與幾何知識的學習過程中必不可少，本文從以下三個方面――由表及里，觀察感知、想象猜測，形成表象、動手操作，獲得體驗論述如何在小學數學課堂上培養學生的空間思維能力。

關鍵詞：小學數學 空間思維 核心素養

【中圖分類號】G623.5 【文獻標識碼】A 【文章編號】1005-8877（2019）12-0140-01

小學生空間思維能力的培養需要由形象到抽象的過渡過程，因學生的想象力與理解力都處于表淺水平，筆者教學時按照觀察、想象、操作的順序使學生逐漸領悟到圖形與幾何的學習方法，從空間、方位和運動等方面建立起空間思維能力。

1.由表及里，觀察感知

觀察圖形是認識圖形的第一步，只有把圖形的特點充分理解清楚才能認識這一類圖形，我在教學時通過讓學生觀察大量的物體形狀，找出各種圖形的特點和共同點，由表及里地把同類圖形辨別清楚并說出名稱，初步培養空間思維能力。

例如我在教學“認識圖形（一）”時，這節內容要求學生認識簡單立體圖形的實物和圖形，學生在以前已經接觸過各種各樣形狀的玩具或物品，我在課堂上通過展示物品給學生開展教學。首先我拿出了足球、籃球和皮球放在講桌上，同學們都快速說出它們的名稱，我接著問：大家再仔細觀察，有沒有發現它們有什么相同的地方呢？學生普遍回答：它們都是圓的。我接著引導：大家看黑板，我們這節課要學習“認識圖形”，同學們想想它們有沒有一個共同的名字呢？這時一部分同學回答“圓”，還有一部分同學回答“圓球”，我繼續說道：這些玩具是不是圓滾滾的，都沒有一個平平的地方呢？它們都叫做“球”，同學們可以自己制作一個“圓”，然后快速將其繞圓心旋轉360°看看會發生什么？同學們在制作完成后會回答說“球”。同學們接受之后我又展示出積木中的圓柱體，同學們認真觀察后大部分只能說出“它們都有兩個圓形的面”、“它們可以像球一樣滾來滾去”、“它們也可以立在桌子上，有的高有的矮”這些特點，少數幾個同學能夠說出“圓柱體”這個名稱，我繼續幫助學生回想生活中見到的柱子的形狀，共同認識了圓柱體。

球和圓柱體的名稱相對來說比較陌生，我把教學重點放在這兩類圖形的認識上，正方體和長方體的認識我更多地強調學生觀察面的個數和形狀，然后通過多媒體放映長方形和圓旋轉360°的3D模型。使學生理解這些立體圖形與平面圖形最大的區別是它們都會占據一定的空間，在觀察與記憶中形成空間感。

2.想象猜測，形成表象

認識基本圖形之后學生需要在空間感的基礎上進一步培養方位感，我引導學生借助想象與猜測培養這部分的空間思維能力，從不同的方位角度觀察同一物體看到的圖像是不一樣的，這部分能力的培養可以鍛煉學生在不需要細致觀察的情況下想象出各個方位的圖像。

例如我在教學“觀察物體”時，首先給學生放映動畫“盲人摸象”，學生們在觀看動畫時覺得盲人們總是說不對大象的樣子，他們只摸到了大象的一小部分就說那是大象的樣子，這種做法是不正確的。看完短片后，我給同學們展示了一張小猴子正面的照片，學生一眼就認出照片上是一只猴子，隨后我又放映一張小猴子背面的照片，同學們認為兩張照片是同一只小猴子，這只是從前面、后面觀察的效果，當我展示從兩個側面拍攝的照片時，學生們就分辨不出到底是左側還是右側的圖像，這時我讓四位同學分成一組，分別用“F”“B”“L”“R”四個字母表示前、后、左、右四個方向，讓這四名同學分別代表“F”“B”“L”“R”四個字母，圍繞實物玩具猴站作十字架形狀分別從四個方向觀察，分別對應剛剛放映的四張照片來分辨左右側的圖像有何異同。學生們輪流觀察后，對側面的圖像基本可以分辨清楚，此時我讓學生嘗試做練習十五的3題，四人一組想象面前擺放著飛機模型，并選出自己所在位置觀察到的圖像，絕大部分學生都能想象出正確的圖像。

通過這節課的教學學生們認識到某個角度觀察到的物體只是它的一部分，并不能代表物體整體，而且在課堂上培養借助給出的平面圖形想象各個方位不同圖像的能力，進一步提升空間感并建立起方位感。

3.動手操作，獲得體驗

上述兩種能力都是在靜態下進行的，但我們日常生活中見到的絕大多數圖形都是經過一些特定變換的，在沒有系統學習之前學生憑借靜態想象理解圖形變換是很困難的，我教學時傾向于讓學生親自動手獲得相關知識的體驗，培養運動的空間思維能力。

例如我在教學“平移、旋轉和軸對稱”時，兩種圖形運動方式和軸對稱圖形的初步認識都需要學生親自動手體驗。我先列舉出一些生活現象：開關推拉門或推拉窗，升國旗等，利用這些現象向同學們解釋平移是物體沿著一條直線移動而旋轉則是圍繞一點或軸轉動，同學們想了想又提出鐘表、陀螺等常見的旋轉現象，為了加深印象我讓每位同學制作了長方形、圓、正方形等形狀，使其制作圖形平移5cm或任意距離、旋轉180°或360°、軸對稱后觀察是否存在變化。軸對稱圖形的認識關鍵是找到對稱軸，我讓學生準備正方形和長方形的卡紙，分別折疊使折疊后兩部分圖形完全重合，學生發現正方形有四種折法，也就是可以找到四條對稱軸；這時我問學生長方形會不會也有四條對稱軸呢？一部分學生認為有，我讓學生繼續對折長方形，看可以找到幾條對稱軸，學生們反復驗證后發現長方形雖然沿著對角線折疊后兩部分圖形相同但是不會重合，也就是只有兩條對稱軸。

在這部分教學中，同學們發現動手操作的作用，不僅加深了對旋轉和軸對稱圖形的理解，還糾正了長方形有四條對稱軸這一錯誤的觀念，在操作中對幾何圖形的運動認識更加深刻。

4.結語

總之，在核心素養視角下的空間思維能力的培養課堂中是需要一定順序與方法的，尤其是在低年級小學生的圖形與幾何教學中，只有充分進行觀察、想象與操作，才可能建立起完善的空間思維。