試論小學數學教學中空間觀念的培養策略

劉 麗

（隴南市武都區漢王中心小學 甘肅 隴南 746041）

空間觀念是指大腦中能夠形成關于物體或幾何圖形的位置、形狀、大小、變化等特征的直覺，在生活中需要通過空間描述來達到溝通交流的目的。小學數學關于空間觀念的教學目標提出，能夠在實物與幾何圖形之間自由轉換，并且能夠進行展開圖與三視圖的空間思維；能夠根據幾何特征描述想象具體形狀并進行繪畫制作；能夠將簡單的幾何圖形進行組合，也能將復雜的幾何圖形進行拆分；能夠描述空間運用、物體位置關系等等，因此，小學數學教學中要重視對小學生空間觀念的培養。

1.聯系生活實際培養空間思維

我們每個人都生活在宏觀的大空間中，其中存在很多人、事、物，這些都是立體的存在。小學生在空間思維不斷發展的過程中，最初接觸的就是生活中實實在在的人、事、物，數學的學習也應從生活實際入手，將數學空間觀念的培養與生活中的實際事物結合起來，充分挖掘生活中立體空間結構的豐富原型促進學生空間思維的構建。例如，人教版數學教材中，從一年級到六年級會涉及到多個幾何圖形的學習，比如長方形、正方形、三角形、圓形等，不同年級的小學生生活經驗不同，教師在將空間觀念與生活實際結合教學時，要注重結合小學生的生活實際。三年級上冊學習“長方形與正方形”時，教師可以通過生活實際場景引入啟發學生的思考，一是可以運用多媒體播放視頻讓學生找出其中長方形與正方形的元素，比如家庭環境中有很多的電器、家具、設備等等，教師可以運用3D技術展示家庭生活環境，讓學生從中找出長方形與正方形的物體，并讓學生通過回憶談一談自己家中哪些事物是長方形的、哪些事物是正方形的，由此激發學生的空間思維；二是帶領學生實地觀察，觀察需掌握正確的順序、方法與目的。小學生通過觀察能夠初步掌握圖形的幾何特征，打牢空間觀念學習的基礎，教師可以帶領學生到操場上觀察隨風飄揚的國旗，既能激發學生的愛國情懷，同時也讓學生在自己熟悉的場景中認識了長方形。觀察是空間觀念培養必不可少的步驟，例如，人教版在學習圓柱的體積時，教師事先準備好圓柱體的容器，將其中盛滿水，將一個能夠沉入容器底部的物體放入容器中，容器中的水的空間就會被物體占據從而溢出容器，通過這個實驗讓學生對物體的體積形成了空間觀念。

2.加強實際操作塑造空間觀念

空間觀念的培養并不是光靠觀察想象就能夠完全獲得，還需要教師在教學中加強實際操作訓練，讓學生動手做、動手畫、動手實驗，不斷刺激學生的視覺等感官，讓空間觀念能夠得到鞏固。小學生普遍對于做手工比較感興趣，數學教師也可以運用小學生的這一特征，在教學中引入動手制作簡單的幾何圖形的活動，寓教于樂，讓學生手腦并用，真正通過手的運動、手的觸摸，在腦海中形成根深蒂固的空間觀念。例如，人教版中學習“圓錐體”時，由于生活中常見的圓錐體的實物較少，此時教師可以帶領學生一起制作一個圓錐體，首先教師讓學生思考制作一個圓錐體需要哪些基礎幾何圖形，為了便于學生能夠發現圓錐的奧秘，教師可以將事先準備好的一個圓錐現場進行拆分，通過觀察拆分后的圓錐部件，學生們恍然大悟，原來圓錐是由一個扇形與一個圓形組合而成；而且教師可以反復進行圓錐體的合并與拆分，在反復演示的過程中，學生會發現圓錐扇形的弧長與圓形的周長是重合的，也就是扇形圓弧的長度等于底部圓形的周長；發現這個奧秘后，有利于學生制作自己喜歡的圓錐體，教師鼓勵學生選取自己喜歡的顏色或材質的紙，確定圓錐的尺寸后裁剪下扇形與圓形，并通雙面膠相其粘貼組成；為了增加課堂的趣味性，教師可以鼓勵學生在圓錐上畫出生活中圓錐形狀的事物，比如冰淇淋、金字塔等等，增加學生空間思維的積極性。其次，教師還可以放手讓學生自主探究實驗，例如人教版中學習“軸對稱”圖形時，教師可以讓學生探索用一張紙、一把剪刀如何快速地獲得一個軸對稱圖形，剛開始小學生可能直接嘗試用剪刀剪出一個軸對稱圖形，但是在嘗試過幾次后，發現剪出的圖形對折后無法完全重合；此時，教師引導學生逆向思考，竟然軸對稱圖形的幾何特征是對折后完全重合，那是否可以先將紙張對折試試看呢。此時，學生的空間思維得到的啟發，他們對折后裁剪發現剪出的圖形都是軸對稱圖形，通過讓學生自主探究，有利他們空間觀念的自我培養，培養學生的數學思維。

3.激發想象力應用空間觀念

空間觀念的培養離不開對小學生想象力的激發，想象力能夠突破思維定勢，實現知識的融會貫通，有時候豐富的想象力與淵博的知識更重要。在小學生數學教學中，教師也要為學生插上想象的翅膀，助力學生在空間思維中發揮想象力，實現無限創造可能。例如，人教版中學習“觀察物體”時，教師可以通過多媒體展示一個由線條簡單勾勒的幾何外觀，讓學生發揮想象力，通過空間構造將線條轉化為面、將面轉化為立體圖形，創造與生活實際緊密聯系的立體圖像。學生在創作分析過程中，通過不斷想象擴展，將更多的元素填充到線條中，創作出屬于他們自己的獨一無二的作品，既是對學生藝術靈感的激發，更是培養了學生的空間觀念。又比如，在學習人教版的三視圖時，如果沒有足夠的想象力，學生無法通過平面圖形想象出立體構圖，從而也不利于空間觀念的培養。在現實教學中，教師要鼓勵學生大膽想象、努力求證，讓想象力能夠落到實處。例如，在學習人教版的三角形面積計算時，讓學生先猜一猜，三角形的面積公式與平行四邊形的面積公式有什么關系，學生通過拆一拆、比一比、對一對等操作，自然會猜出三角形的面積是平形四邊形的一半，為了進一步求證，教師可以通過動態視頻進行數據驗證，讓學生的想象得到證實，培養學生敢于想象的空間觀念。數學學習的最終目的是能夠應用于實際生活，想象再豐富也不能脫離實際，教師在教學過程中要鼓勵學生不斷發揚空間觀念，在實際生活中遇到實際問題時，能夠將空間觀念運用自如，例如人教版中在學習位置的描述時，教師應鼓勵學生在實際生活場景中多運用空間觀念，比如與家人談一談自己教室座位前后左右同學的特征、出去游玩時能夠正確說出景點的方向位置等等，提高空間觀念的實際應用能力。

4.構建教學情境激發學習熱情

小學數學課堂教學需改變傳統的教師講、學生聽的教學模式，加強師生互動，通過構建教學情境，讓學生共同參與到課堂教學環境的營造中，激發學生的學習熱情。在空間觀念培養中，教師也可以借助多種實物、多種教學設備進行空間環境構建。例如，人教版中一年級上冊中關于“位置”的教學，其中涉及到上下右左前后等方向，對于剛升入一年級的小朋友還處于學習探索的初級階段，為了便于一年級學生理解位置的概念，教師可以編制朗朗上口、通俗易懂的“方位歌”加強一年級學生方向位置空間觀念的培養；同時，小學一年級學生的形象思維發育較好，教師可以借助多媒體，為編制的兒歌配上精美的畫面和音效，例如，結合童話故事中關于“三只小豬”的形象，使編制的順口溜中包含上下左右前后等方位關鍵詞，并使學生讀了順口溜能想象故事的具體畫面，結合多媒體展示，形成對位置的空間觀念。通過這樣的情境創建讓小學數學課堂更加生動活潑，也讓小學生在自己熟悉的領域中促進空間觀念的培養，一舉多得。

5.遵循小學生認知規律培養空間觀念

空間觀念一般由形狀知覺、大小知覺、深度知覺、方位知覺構成，小學生在這些方面的發展程度不同于成年人，其有自身的成長規律。形狀知覺是小學階段發展最快的部分，他們能夠將幾何圖形與實際事物自然聯系起來，例如方格子代表正方形、紅領巾代表三角形、太陽代表圓形等等。在大小知覺方面，兒童在后期的不斷比較練習掌握，對于規則圖形較容易比較大小，對于不規則圖形的大小比較需要更多培養，而且隨著事物遠近的不同，兒童的大小直覺有時會出現偏差。深度知覺是對距離的感知，兒童具有先天性。而方位知覺是對物體相對位置的比較，需要引導學生正確掌握上、下、左、右、前、后等方向概念。小學生空間觀念形成具有一定的心理特征，包括直觀性、描述性、漸進性等，小學數學教師在空間觀念培養過程中要充分遵循小學生的心理特征規律，突出教學重點，抓住關于空間得重要知識點，促進空間觀念教學的體系化、結構化。例如，小學生對于空間的認識是從二維逐漸過渡到三維，過渡的過程時間長、困難較多，因為三維圖形相比于二維圖形對空間想象能力的要求更高，此時教師應根據學生的認識特征合理進行教學設計。人教版小學數學教材編制上也遵循了小學生從二維到三維的認知過程，先學習平面幾何圖形，如長方形、正方形、三角形、圓形；再學習立體幾何圖形，如圓柱、圓錐體、長方體、正方體。教師在整個數學教學過程中要注重幾何圖形的前后關聯教學，通過思維導圖為學生構建幾何空間框架，讓學生能夠順利實現從二維空間向三維空間的過渡。

結束語

綜上所述，在生產生活的各個領域都需要運用到空間觀念，小學階段的小學數學教學中加強空間觀念的培養有助于學生想象力的激發，為今后學習更高階的數學知識打下基礎，讓學生聯系實際自由探索數學空間，使學生形成正確的數學思維。教師需結合小學生的身心特征，不斷創新教學方法，樹立正確的空間教學觀，讓學生形成豐富的大小知覺、形狀知覺、方位知覺、深度知覺，形成全面立體的空間觀念，促進小學生智力發展。