緊扣核心素養(yǎng) 深化空間觀念

在核心素養(yǎng)導向的教學改革背景下，數(shù)學課堂正經(jīng)歷從知識傳授向素養(yǎng)培育的范式轉型。筆者在執(zhí)教《長方體和正方體的認識》時，深刻體會到：當教學停留于知識表層傳遞時，即便教師講得透徹，學生仍可能陷入“操作機械化、表達碎片化、思維淺表化”的困境。本次磨課實踐以《義務教育數(shù)學課程標準（2022年版）》“三會”核心素養(yǎng)為綱領，依托具身認知理論與建構主義學習觀，構建“操作—表征—抽象”的認知進階路徑，現(xiàn)從理論觀照與實踐創(chuàng)新的雙重維度展開反思：

一、基于認知規(guī)律的實踐創(chuàng)新：核心素養(yǎng)的具象化建構

（1）具身操作：空間觀念的認知奠基。依據(jù)皮亞杰認知發(fā)展理論，小學生正處于前運算階段向具體運算階段過渡時期，對立體圖形的認知需通過動作表征實現(xiàn)內(nèi)化。課始設計了“三維瀏覽—多維操作”的認知啟動環(huán)節(jié)：讓學生通過觸摸實物表面建立面的直觀感知，拆解框架模型時經(jīng)歷“面—棱—頂點”的幾何要素生成過程，在還原模型中完成“二維平面—三維空間”的轉化訓練。這種“操作鏈”使學生從視覺辨認逐步發(fā)展至分析特征，尤其在測量棱長按“長、寬、高”分組時，通過“數(shù)據(jù)量化—空間定位”的雙維驗證，將“相對棱相等”的特征從表象認知升維為結構化理解。

（2）模型建構：推理意識的進階發(fā)展。教學中運用類比推理與歸納推理雙軌策略：從長方體到正方體的特征遷移，通過“屬概念—種概念”的認知同化，建立“正方體是特殊長方體”的類屬模型；而特征歸納環(huán)節(jié)采用“數(shù)據(jù)收集—規(guī)律抽象”的科學探究范式，學生基于拆解得到的12條棱長度數(shù)據(jù)，自主發(fā)現(xiàn)“棱可以分為3組，每組4條，相對的棱相等”的空間分布規(guī)律，這一過程實質(zhì)是從具體實例中提煉本質(zhì)屬性，實現(xiàn)從操作經(jīng)驗到數(shù)學概念的抽象跨越。

（3）跨學科實踐：綜合育人的生態(tài)建構。本課以新課標教育理念為指引，構建“數(shù)學探究+技術實踐+科學思維”的跨學科場域：魔術導入環(huán)節(jié)滲透空間變換的數(shù)學思想，學具制作融合勞動教育的技術要素，誤差分析對接科學探究的實證精神。這種設計呼應了新課標“學科實踐”的育人要求，使學生在“做中學”中體會數(shù)學作為科學語言的工具價值，尤其在處理“交接處厚度導致測量誤差”時，自然銜接體積與容積的本質(zhì)差異，體現(xiàn)知識建構的系統(tǒng)性與生長性。

二、教學策略的理論觀照：素養(yǎng)落地的機制分析

（1）問題驅(qū)動：高階思維的腳手架搭建。依據(jù)布魯納發(fā)現(xiàn)學習理論，設計“探究三問”的問題鏈：“研究對象的幾何要素是什么？、如何用數(shù)據(jù)驗證特征？、特殊模型的本質(zhì)關聯(lián)在哪？”這一序列問題將抽象目標分解為可操作的子任務，又通過“誤差分析”等生成性問題，引導學生從確定性認知走向批判性思維。當學生提出“用還原法驗證棱的分組”時，實質(zhì)是在踐行科學的思維方法。

（2）評價整合：教—學—評一致性的素養(yǎng)導向。課前制定的“三維評價單”直指核心素養(yǎng)：操作評價對應空間觀念的動作表征水平，語言評價關注數(shù)學抽象的符號轉化能力，關聯(lián)評價則指向模型意識的建構質(zhì)量。這種嵌入式評價機制，使學習過程始終圍繞\"三會\"目標展開，實現(xiàn)在理論指導下的個性化反饋。

三、素養(yǎng)培育的深層反思：從實踐困境到理論突破

（1）空間表征的維度轉換障礙與對策。部分學生在描述棱的方向時出現(xiàn)“上下左右”的方位混淆，本質(zhì)上是尚未建立穩(wěn)定的三維坐標系認知。改進策略基于空間知覺發(fā)展理論：可以在教室設置“三維坐標軸”，也可以借助身體方位建立具身參照，這樣“直觀性教學”的原則，通過多感官通道強化空間方位的神經(jīng)聯(lián)結。

（2）數(shù)學語言的結構化表達缺失與改進。學生表述特征時的模糊性，如“幾條棱一樣長”，反映出邏輯表達與幾何語言的斷層。依據(jù)數(shù)學語言習得理論，設計“方法—結論”的雙要素表達支架：“我通過______（測量/拆解/對比）發(fā)現(xiàn)，長方體的______（棱/面）具有______（數(shù)量/位置/大小）特征”。這種框架使思維過程可觀察、可優(yōu)化。

（3）現(xiàn)實聯(lián)結的應用遷移不足與拓展。盡管教學中列舉了生活實例，但應用層面仍停留在表象關聯(lián)。基于情境認知理論，可增設“生活中的長方體、正方體”項目任務：讓學生在說的過程中加強“數(shù)學建模—現(xiàn)實應用”的閉環(huán)設計，能有效發(fā)展學生的應用意識與創(chuàng)新精神。

本次教學實踐印證了一個重要論斷：空間觀念的發(fā)展不是幾何知識的簡單疊加，而是學生在操作中建構、在推理中抽象、在應用中深化的素養(yǎng)生長過程。未來教學需進一步依托\(zhòng)"認知科學理論—課程標準要求—教學實踐創(chuàng)新\"的三維框架，讓數(shù)學核心素養(yǎng)不僅停留于理論話語，更轉化為學生在真實問題解決中“會用數(shù)學的眼光觀察現(xiàn)實世界、會用數(shù)學的思維思考現(xiàn)實世界、會用數(shù)學的語言表達現(xiàn)實世界”的關鍵能力——這正是素養(yǎng)導向教學的本質(zhì)追求。