基于核心素養(yǎng)的小學生數(shù)學空間觀念的有效培養(yǎng)

摘 要：隨著現(xiàn)代教育改革的持續(xù)推進，越來越多的新型教學理念被提出，其中一個教學理念就是核心素養(yǎng)。而空間觀念是數(shù)學核心素養(yǎng)中最基礎(chǔ)的一個內(nèi)容，被貫穿于小學數(shù)學整個教學過程中。先對數(shù)學空間觀念的內(nèi)涵進行了概述，然后在此基礎(chǔ)上，提出了三點培養(yǎng)策略，分別是通過特征觀察進行空間觀念的培養(yǎng)、利用活動進行空間觀念的培養(yǎng)、利用交流和想象進行空間觀念的培養(yǎng)，最后講解了一個教學實踐，以期給其他一線數(shù)學教師提供參考。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);小學生;數(shù)學空間觀念;培養(yǎng)措施

在新時期，課程改革持續(xù)深入的背景下，培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)成為各所學校的教學重點，同時各學科教師也在不斷努力，創(chuàng)新教學思路與教學方法，以有效提高學生的核心素養(yǎng)。空間觀念是核心素養(yǎng)的一個重要內(nèi)容，而小學數(shù)學知識的學習對培養(yǎng)學生空間觀念有至關(guān)重要的作用，小學生學習幾何與圖形相關(guān)知識形成良好的空間感受力，能為其未來的學習與工作提供支持。

一、數(shù)學空間觀念的內(nèi)涵概述

何為空間觀念？就是指對直觀感受，對物體形狀、大小，兩物體之間的距離、方向、位置關(guān)系的一種感受。在培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力與形象思維等素養(yǎng)的過程中，一個最基本的要素就是空間觀念，其通過觀察、分析、想象、比較，對客觀事物進行分析，找到事物的重要特征，直觀形象地感受物體的運動變化與物質(zhì)關(guān)系[1]。

在數(shù)學核心素養(yǎng)培養(yǎng)的過程中，最基礎(chǔ)的內(nèi)容就是空間觀念，其不僅是學生學好數(shù)學的基礎(chǔ)，還是學生實現(xiàn)個性發(fā)展的必備能力。因此，培養(yǎng)學生的數(shù)學空間觀念，不單單可以讓學生學會從數(shù)學與幾何的角度觀察和認識生活事物，根據(jù)物體特征想象、建立幾何模型解決相關(guān)問題;還可以讓學生通過空間觀念想象出兩物體之間的位置與方位，從而增強學生的空間方位感，提高其空間方位能力。此外，小學生在觀察生活空間、圖形以及事物的過程中，通過動手操作，可以積累大量與數(shù)學活動有關(guān)的生活經(jīng)驗，逐步培養(yǎng)并提高空間想象力，并在不斷描述的過程中增強語言表達能力。

二、基于核心素養(yǎng)下小學生數(shù)學空間觀念的培養(yǎng)措施

（一）通過特征觀察進行空間觀念的培養(yǎng)

在培養(yǎng)學生數(shù)學空間觀念的過程中，一個最關(guān)鍵的部分就是形體特征的建構(gòu)。小學教師在具體教學中，可以通過觀察方式，協(xié)助學生養(yǎng)成良好的空間模型意識。

1.觀察形體特征

對于基本圖形，小學生只有對其有一定的了解，才能更好地掌握其特征與性質(zhì)。而基本圖形需要通過觀察進行了解，經(jīng)過觀察以后，學生的腦海中會形成相關(guān)形狀;然后再對圖形的運動與變化進行觀察，從而了解其性質(zhì)。在經(jīng)過大量的實踐后發(fā)現(xiàn)，觀察與學生的認知能力和發(fā)展水平相符合，是學生了解世界的主要途徑[2]。因此，教師在對學生數(shù)學空間觀念進行培養(yǎng)的時候，可以采用觀察方式，讓小學生將物體的形狀以及特征構(gòu)建出來。在具體授課中，教師可以利用長方體模型，讓學生仔細觀察，并說說長方體有幾個面、幾條棱;之后再引導(dǎo)學生對面與棱之間的關(guān)系進行分析。另外，教師在講解的過程中，還可以有效應(yīng)用電子白板、多媒體等現(xiàn)代技術(shù)，讓學生更加直觀地觀察模型的運行過程。現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用可以將學生的數(shù)學興趣充分激發(fā)出來，使其緊隨教師的教學腳步，進行深入思考，從而有效達到數(shù)學教學目標。

2.有效應(yīng)用變式

幾何模塊中的圖形多是標準圖形所演變出來的。通過標準圖形，學生可以將其他形狀的圖形的特征提取出來，為“變式圖形”的分析奠定基礎(chǔ)。數(shù)學教師在對變式圖形進行講解的時候，可以采用兩種教學方法，一種是在基本圖形的基礎(chǔ)上讓學生觀察其特征，并將其熟練應(yīng)用到實踐中。之后再將變式圖形呈現(xiàn)在學生眼前，讓學生自主探究變式圖形所具有的特征;另一種方法是讓學生觀察特征相似的其他圖形，然后進行對比，找到這些變式圖形所具有的共同點，并將該類型圖形的特征與性質(zhì)總結(jié)出來。

（二）利用活動進行空間觀念的培養(yǎng)

在小學數(shù)學教學中，教師必須要對學生分析問題能力和解決問題能力進行有效培養(yǎng)，學生只有形成該能力，才能更好地學習相關(guān)知識，并形成完善的知識體系。因此，在具體教學中，教師要嚴格遵守學生的認識規(guī)律，然后采用活動構(gòu)建、實踐操作等方式，引導(dǎo)學生參與知識學習，使學生更加深刻地掌握知識;然后再讓學生進行總結(jié)和分析，徹底消化數(shù)學知識，并在生活中有效應(yīng)用幾何模型[3]。小學生年齡比較小，再加上學習能力較差，所以教師在講解知識的時候要盡可能選擇直觀的方式，如在對角的概念進行講解的時候，教材中的定義是“從一個端點來引出兩條射線，這兩條射線形成的圖形”，教師如果還是沿用以往的講解方式，在黑板上畫兩條線，那么學生是難以理解的。針對此，教師可以讓學生彎曲自己的手臂，然后根據(jù)其講解角的概念，這樣學生可以更深刻地理解該知識點，教學效果也比較理想。以下是具體的活動教學方式：

1.搭建活動

該方法多用于低年級的教學中，該階段的小學生對物體的了解比較少，因此，教師可以通過搭建活動讓學生認真觀察物體的形狀。而在高年級的教學中，教師也可以采用該方法，對學生的空間三維意識進行有效培養(yǎng)。教師可以將紙片、積木等物體呈現(xiàn)在學生眼前，讓學生搭建長方體。通過搭建活動，學生對長方體的形狀以及特征有了更多的了解[4]。

2.折疊、剪拼活動

這也是數(shù)學教學中較為常見的方法。通過該方法可以有效培養(yǎng)學生的推理能力，并讓學生在相關(guān)活動中獲取數(shù)學知識。如在教授平行四邊形面積、三角形面積等內(nèi)容的時候，教師可以采用折疊、剪拼活動，讓學生了解各個圖形之間的變換，并得到各種不同圖形面積的計算方式。

3.實踐操作活動

此活動方法又可以劃分為兩種，一種是實驗操作，另一種是實物演示操作。第一種方法主要就是通過實驗讓學生掌握幾何圖形;第二種方法就是通過實物或者模型讓學生掌握幾何圖形。如在教學“圓錐”的時候，教師可以采用實驗演示操作方法，將圓錐中的沙子倒入底和高相等的圓柱中，然后通過分析找到兩個物體之間的關(guān)系，從而得到圓錐體積的計算公式。

（三）利用交流和想象進行空間觀念的培養(yǎng)

著名物理學家愛因斯坦曾經(jīng)說過，知識不是最重要的，想象比其更重要，因為知識有限，想象無限，對世界的一切都可以想象。空間想象力是在空間感知的基礎(chǔ)上建立的，是空間觀念的深入發(fā)展。想象主要是學生根據(jù)大量的感知材料而開展了一個高級思維活動，在課堂具體教學中，教師要積極引導(dǎo)學生進行想象，讓學生在教學目的的基礎(chǔ)上有重點、有順序地進行觀察，然后開展豐富的想象活動。所以，想要提高學生的數(shù)學空間觀念，必須要發(fā)揮其想象力?？臻g觀念的培養(yǎng)目標就是讓學生通過觀察平面圖形在腦海中形成相應(yīng)的立體圖形。對于低年級小學生而言，空間觀念就是可以繪制出一些簡單的平面圖形，并將其構(gòu)成圖形描述出來;對于高年級學生而言，空間觀念就是通過已掌握的知識二次創(chuàng)作圖形，然后得到更加特殊的圖形[5-6]。

三、數(shù)學空間觀念培養(yǎng)的實踐

以“長方體”為例，詳細分析了學生數(shù)學空間觀念培養(yǎng)。

在該教學活動中，教師主要采用自主交流對話的方式，讓學生在體驗的過程中學習相關(guān)知識。同時，完成教學以后，還要組織開展多種活動，指導(dǎo)學生對所學知識進行復(fù)習。在具體教學中，為了提高學生的實際應(yīng)用能力，教師可以設(shè)置相關(guān)問題，在解決問題的時候，學生不可避免需要相互進行交流，這促進學生數(shù)學空間觀念和語言表達能力的進一步提高。

（一）創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學生認識長方體

教師可以先通過多媒體將一個長方體呈現(xiàn)在學生面前，讓學生說說長方體的特點，然后再設(shè)計一些問題，讓學生在回憶所學知識的同時了解本節(jié)課知識。

問題1：一個長方體，它最多有幾條棱相等？

問題2：一個長方體，它最多有幾個面相等？

問題3：將一個長方體分割為數(shù)個正方體，請問它的體積與之前相比是增加了還是變小了？

學生在解答完這些問題以后，教師可以給學生設(shè)計一個生活問題，如：現(xiàn)在要制作一個長為58cm、寬為22cm、高為30cm的魚缸，請問需要多少材料。

（二）交互體驗，指導(dǎo)學生掌握長方體

1.教師通過多媒體將長方體的展開圖呈現(xiàn)在學生面前，讓學生判斷該展開圖是否可以圍成一個長方體，然后讓學生談?wù)勛约旱乃悸贰?/p>

2.教師將多個長方體的展開圖呈現(xiàn)出來，然后讓學生選擇其中一個，并將其相對的面畫出來。通過這種交互體驗，學生可以更加深刻地理解和掌握幾何圖形。

（三）成果展示，小組合作開展探究活動

教師可以組織學生以小組為單位開展探究活動，用多個小正方體拼成一個長方體，然后讓學生探究隨著小正方體的增加，長方體露在外面的面發(fā)生了什么變化，有什么規(guī)律？

通過該教學實踐，課堂氛圍變得越來越活躍，學生的學習興趣也越來越高，課堂參與積極性也越來越強。另外，通過開展實踐活動，可以進一步提高學生的實踐能力與數(shù)學與思維，實現(xiàn)對學生數(shù)學空間觀念的有效培養(yǎng)。

綜上所述，數(shù)學空間觀念的培養(yǎng)需要較長的時間，而培養(yǎng)學生數(shù)學空間觀念不僅是教師的責任，還是教學任務(wù)。同時良好的空間觀念也是學生終身學習與適應(yīng)社會發(fā)展必備的重要能力，為此，在小學數(shù)學教學中，教師要以核心素養(yǎng)為目標，根據(jù)學生的生活經(jīng)驗、思維發(fā)展能力、個性特征開展教學活動，使學生形成良好的空間表象，建立抽象的空間觀念，促進學生的綜合發(fā)展。

參考文獻：

[1]樊咪.核心素養(yǎng)下小學數(shù)學“空間觀念”教學的供給側(cè)改革[J].數(shù)學教學通訊，2019，674（1）：23-25.

[2]楊杰軍.核心素養(yǎng)視角下小學生數(shù)學空間觀念的培育及評價[J].內(nèi)蒙古師范大學學報（教育科學版），2019，32（3）：84-87.

[3]包鳳花.培養(yǎng)空間觀念聚焦核心素養(yǎng)：芻議小學生空間觀念的培養(yǎng)策略[J].新課程研究（下旬刊），2017.

[4]鄭雪萍.數(shù)學教學中如何培養(yǎng)學生的空間觀念[J].小學教學參考（綜合版），2018（11）：36.

[5]顧靜芳.基于核心素養(yǎng)的小學數(shù)學高效課堂的教學研究[J].數(shù)學學習與研究，2018（16）：102.

[6]李娟.淺談小學數(shù)學核心素養(yǎng)下的空間觀念培養(yǎng)：以《圖形與幾何》為例[J].名師在線，2019（1）：24-25.

作者簡介：蘇楓芳（1976.10—），女，漢族，福建莆田，莆田市城廂區(qū)南門學校，小學數(shù)學一級教師，本科，研究方向：高效課堂教學模式。

編輯 杜元元