借力信息技術促進學生空間想象力發展

翁月蘭

隨著教育信息化手段的不斷發展和豐富，在小學數學教學中越來越多的信息化教學軟件被應用于空間圖形教學，這些信息化教學軟件不但能提高數學課堂教學成效，而且有利于提高學生對數學空間圖形的描述分析能力，因此教師要注重利用信息技術軟件開展空間圖形知識教學，以達到提高教學成效和發展學生空間想象力的雙重目的。

一、信息技術對發展學生空間想象力的重要作用

將信息技術用于小學生數學空間想象力的培養，對提高培養效果和空間圖形知識的教學成效具有多方面的重要作用。

一是信息技術能夠形象地展示抽象的空間圖形，將復雜的、難以理解的空間圖形以直觀的方式展示給學生，促進學生建立幾何直觀，有利于增強學生對空間圖形的感知能力，使學生對空間圖形獲得豐富的感性認識，為發展學生空間想象力奠定基礎。

二是信息技術能夠展示空間圖形的變化過程，促進學生想象力的發展。許多空間立體圖形是由平面圖形平移和旋轉形成，利用信息技術手段能夠直觀地演示空間立體圖形的形成過程和變化軌跡，有利于培養學生對空間圖形變化的想象力。

三是信息技術能夠展示空間圖形的位置關系，促進學生形成空間思維。利用信息技術手段，能夠為學生直觀講解和展示圖形中點、線、面的空間位置關系，幫助學生更好地理解空間圖形的特點與性質，促進學生形成空間思維。

二、小學生數學空間想象力發展的基本規律與要求

要想發展小學生的數學空間想象力，需要教師全面掌握小學生的空間想象力發展的基本規律與要求，運用這些規律和要求指導數學課堂教學活動，提高學生空間想象力培養效果。

（一）直觀感知階段

直觀感知是發展小學生數學空間想象力的第一階段，主要任務是在低年級數學教學中，讓學生對空間幾何圖形的特點進行充分感知，初步感受空間圖形的運動與變換，掌握空間圖形與實物的對應關系，能進行簡單測量或畫圖，通過這些活動積累空間想象力的感性認知，為空間想象力的發展奠定基礎。此階段空間想象力的發展具有直觀性、基礎性、整體性等基本特征。

在此階段教學中，要求教師全面兼顧空間想象力發展的多方面任務，既要從宏觀上讓學生整體感知空間圖形，也要從微觀上重點感知，要立足于學生空間圖形的已有經驗開展教學，重點通過游戲活動讓學生在動手操作中感知空間圖形，并注重將觀察和總結融入感知過程。

（二）簡單描述與分析階段

空間想象力發展的第二階段是對空間圖形進行簡單描述與分析，主要針對中年級的學生，此階段的主要任務是實現實物與空間圖形之間的相互轉化，掌握空間圖形的簡單運動與變換、空間圖形的位置關系，能夠根據要求作圖。此階段的空間想象力的發展具有描述性、轉換性、過渡性等主要特征。

在此階段中，要求學生積累空間圖形學習的基本經驗，注重在實踐活動中感知、認識和描述空間圖形，將動手操作、觀察、圖形變換與描述以及分析相整合開展教學，目的是深化學生對空間圖形的認識。

（三）復雜抽象階段

高年級學生已經初步形成空間思維能力，該階段的主要任務是進行實物與空間圖形的相互轉換，掌握復雜圖形的組合、分解及其包含的基本元素，能夠完成圖形或實物的運動與變換，描述圖形或實物的位置關系，根據要求作圖。此階段的空間想象力發展具有抽象性、概括性、綜合性等主要特征。

在此階段教學中，要求教師注重創設相關的教學情境，幫助學生經歷空間圖形的抽象與概括過程，注重為學生創造動手和思考的機會，培養學生空間思維能力，全面發展學生的空間想象力。

三、借助信息技術發展學生空間想象力的教學策略

（一）借助信息技術展示空間圖形，為發展空間想象力積累感性認識

小學生空間想象力的發展建立在對空間圖形豐富的感性認識基礎上，要想發展學生的空間想象力，需要教師注重利用信息技術展示空間圖形，讓學生從多個視角、多個方面進行觀察，在觀察中感受空間圖形的特點，構建各種圖形的空間信息和形象，增強學生對空間圖形的感性認識，引導學生建立對抽象的空間圖形的直觀認識，從空間圖形中把握數學知識，為發展學生的空間想象力奠定良好基礎。

例如，在低年級“認識圖形”教學中，教師運用多媒體手段，通過動畫從不同角度為學生直觀地展示立方體圖形，讓學生從前、后、左、右、上、下充分感受立方體圖形的形狀與特點，同時還可以將立體分解成平面、直線等基本圖形，幫助學生建立對立方體圖形的感性認識；再如，在學習“角”的相關知識時，如果教師只是根據教材講解“角”的特點，學生很難對“角”建立豐富的感性認識，但如果利用多媒體手段為學生展示各種實物中存在的大小不同的“角”，就能輕松地幫助學生建立起對“角”的感性認識。

（二）借助信息技術軟件開展教學，提高學生分析空間圖形的能力

借助信息技術軟件開展教學，可有效提高學生分析空間圖形的能力。例如，著名的Geogebra數學教學軟件將幾何與代數知識融為一體，方便快捷、功能非常多，能進行平面幾何圖形、立體幾何圖形、數學計算等多方面的畫圖或計算操作，簡單易學。利用該數學軟件開展空間圖形教學，既能增強學生對空間圖形的感性認識，又能提高學生對空間圖形的描述與分析能力。在教學蘇教版五年級上冊“梯形的面積公式”時，教師就可以讓學生借助Geogebra數學軟件自主探究梯形面積計算公式，如可以將梯形分解成一個平行四邊形和一個三角形，也可以分解成一個長方形和兩個三角形，還可以將兩個相同的梯形倒置組合成一個大的平行四邊形等。學生親自動手操作，能夠提高對“梯形”這個多邊形特點的描述與分析能力，而且通過進行梯形的多種分解，既能輕松總結出梯形面積計算公式，又能豐富學生對空間圖形的想象力。

（三）借助信息技術開展游戲教學，激發小學生空間想象與探究興趣

要想培養小學生的數學空間想象能力，需要以激發學生的空間想象與探究興趣為前提，有了濃厚的想象興趣，才能激發小學生對數學空間圖形的想象動力。利用信息技術手段對空間圖形開展游戲化探究學習，應遵循以下基本流程。

第一，創設情境。用信息化教學游戲為學生創設問題情境，讓學生進行體驗，激發探究動力。第二，認知沖突。結合游戲情境設置引發學生認知沖突的任務。第三，問題探究。讓學生通過觀察、比較、想象來解決問題或得出自己的結論。第四，抽象概括。學生結合已有的知識經驗，通過分析、概括和反思形成新的空間知識。第五，實踐應用。將學生獲得的空間知識或觀念再應用到游戲活動或實際問題解決中，提高學生解決空間問題的能力，從而促進學生數學空間知識的形成。

例如，在學習“觀察物體”時，首先，教師可以利用“Minecraft”教育游戲軟件創設教學情境，為學生演示觀察物體和利用方塊進行各種構建活動的方法，以激發學生對空間物體或圖形的探究興趣。其次，教師提出探究問題和任務：用若干個方塊擺出立體圖形，并從不同角度進行觀察，發現空間圖形的基本規律，以小組為單位，利用該游戲構建一座小房子的圖案。通過對該任務的探究，充分發展了學生的空間想象力。

（四）借助微課輔助空間圖形教學，提高學生空間圖形的自主想象力

微課是信息化教學的重要手段，教師將微課用于小學數學空間圖形輔助教學中，針對教學重難點進行講解，能夠有效突破學生在空間圖形知識學習中的困難。微課課件以視頻教學為主，將抽象的空間圖形知識用微課視頻或動畫進行演示，可以有效消除學生對空間圖形知識的思維障礙，有利于促進學生數學空間想象力的發展。不同能力層次的學生可以反復觀看微課課件，直到真正學會，有利于較好地實現因材施教，提高小學數學空間圖形教學成效的同時，有效提高學生對空間圖形的自主想象能力和自主學習能力。

例如，在“多邊形的面積”教學中，學生已經掌握了常用的基本圖形的面積計算公式和方法，具備了自主計算多邊形面積的初步能力。教師可以針對教學重難點制作微課課件，讓學生開展對多邊形面積的自主探究學習。以“平行四邊形面積”的教學為例，教師可以為學生創設長方形和平行四邊形面積是否相同的問題情境，激發學生的探究欲望，然后錄制平行四邊形分割并組合成長方形的動畫演示微課，使學生直觀看到平行四邊形轉化成長方形的過程，從而解決平行四邊形面積計算的難點。在此基礎上，教師可以讓學生運用同樣的方法探究梯形面積公式，提高學生對空間圖形的想象能力。

（宋行軍）