如何在初中數學教學中培養學生的空間觀念

曹曉燕

[摘 要] 幾何知識是初中數學學習的重要模塊，而學好幾何知識必須具備良好的空間觀念，學生在幾何知識的學習過程中要能通過觀察、想象等勾勒出實物的圖案，幫助學生更好地掌握所學知識. 本文旨在探討如何在初中數學教學中培養學生的空間觀念.

[關鍵詞] 初中數學；幾何學習；空間觀念

空間觀念主要是指能通過幾何圖形聯想出實物形狀，進行圖形之間的變換，以幫助學生更好地學習幾何知識，其也是近年來幾何課程改革提出的核心概念之一. 在初中數學教學過程中，教師要注意培養學生的空間觀念，發散學生的空間思維和空間想象力. 下面，筆者從具體四個方面闡述在初中數學教學中培養學生空間觀念的途徑.

情境教學中促進學生空間觀念的形成

初中生的觀察能力、想象能力和空間思維能力都處于發展的前始階段，其空間觀念要么不成形，要么十分薄弱. 為此，教師在實際教學過程中要注意對幾何知識學習過程構建教學情境. 首先，可為學生創設一個有助于學生空間觀念形成的學習氛圍，把學生引入良好的情境中一起探討幾何知識的學習，幫助學生一步步慢慢建立空間觀念，為今后進一步學習稍難的幾何知識做鋪墊.

例如，初一學生剛開始接觸幾何知識，即教師指導其學習“圖形的認識初步”這一內容時，要特別注意起始學習對學生今后學習幾何知識的深層影響，因此，教師應仔細審查本章的教學內容，可以以引導學生欣賞、觀察為基礎，幫助學生建立一定的空間觀念. 教師可先借用多媒體教學工具展示幾組多姿多彩的幾何建筑物圖形，然后讓學生觀察自己的課本、課桌、教室結構等，并表述自己對幾何圖形的見解和認識，實現從圖片到實物的過渡，因為這些實物都是學生身邊熟悉的事物，學生觀察學習的興趣自然會高漲. 同時，在這個過渡的過程中，教師可引導學生進行想象，播放的幾何圖片以學生周邊較為常見的建筑物為主，讓學生邊看邊回想自己在日常生活中所見到的物品，以此雙向對照學習、觀察. 如此一來，學生腦海中就會慢慢有空間觀念的基礎認知，并且教師幾乎會把整個課堂變成一個幾何圖形認知的平臺，讓學生置身于這一情境之中，對幾何圖形的認知更加深刻. 此后，教師還可以向學生講述幾何學的起源、悠久歷史，以吸引學生的注意力，進一步創設濃濃的幾何學氛圍，促進學生空間觀念的進一步形成.

教學設計中促使學生空間觀念發展

教學設計幾乎決定了整個課堂教學活動的進行. 所以，在初中幾何知識的教學過程中，教師要十分注意整個教學的設計，要敢于突破傳統教學設計中的局限，把更多的學習空間讓給學生自己，教師則以引導學生學習為主，讓學生自己思考，發揮自己的想象力，在腦海中完成幾何圖案的建構.

例如，初一學生學習“相交線與平行線”時，教師不能因為是關于線、角的學習與認知就忽視對學生空間觀念的培養與發展. 如果設計本章教學時，單純通過板書來進行教學，學生掌握知識、理解知識的程度都會比較低下. 所以本章知識學習的正確打開方式是：教師在最開始教學設計的過程中就設計能充分促使學生空間觀念發展的環節. 介紹完基礎知識之后，教師花5分鐘左右帶領學生觀察教室天花板的墻角線，讓學生觀察這三線相交的情形，并在下一個教學環節中為學生設置一個簡單的數學活動，即讓學生從筆盒中拿出兩支筆，把兩支筆交叉形成一定的角度，然后讓學生逐漸改變兩支筆相交的高度來改變夾角和對角的大小，讓學生自己觀察并總結其中的規律. 這樣的教學過程會讓學生對相交線與平行線、夾角與對角的認識不僅僅只局限于課本或教師的單純講授，而是有了自己的切身領悟. 這樣的設計不僅有效創新了課堂教學模式，活躍了課堂學習氛圍，還在無意間培養了學生的空間觀念，不斷促進了學生空間觀念的進一步發展.

實踐操作中構建學生的空間觀念

數學是一門實踐性較強的學科，特別是幾何學習這個模塊，而幾何學習中的空間觀念主要是攀附于實物才建立起來的，也就是說，教師在初中數學幾何章節的教學過程中，要給學生創造更多的動作實踐操作機會，通過學生自己動手對一些幾何圖形的形象加以建立，不斷加深腦海中的空間觀念，并把這種空間觀念方向運用于幾何數學問題的解決中.

例如，教師在教學“三視圖”時，有些學生的想象力不夠，對于教師給出的或課本例題上的幾何圖形，單憑觀察和思考，有些學生不能正確地選出或畫出三視圖，一般三視圖中的正視圖是學生比較容易觀察得出的，但側視圖和俯視圖就充分考查了學生的空間觀念. 因此，教學本節知識時，教師可以把班上的同學分為幾個學習小組，并在黑板上畫出一個幾何圖案，配以一定的文字說明，如這個幾何圖案全部由小正方體堆積而成，教師要求每個小組的同學一起合作，借用紙、筆、透明膠等工具制作出此幾何圖形的實物圖，并讓每個學習小組的同學展示自己制作的成品，還需向教師和其他組的同學講述制作思路與方法. 教師則可以科學有效地進行點評與指正. 這種實踐操作在學生動手制作的過程中就會動用空間觀念來嘗試還原這個實物圖，并在制作的過程中不斷改進，在向老師和其他同學講述他們制作實物圖的思路和方法時，又是一次對學生空間觀念的考查和驗證. 通過這種方式，學生在實踐操作過程中能不斷發揮自己的空間想象能力和觀察能力，培養自己的空間觀念，在圖形與實物之間不斷進行轉換，增強空間觀念的建立.

聯系生活以強化學生的空間觀念

我們都知道，數學與人們的生活存在著緊密的聯系，不僅如此，數學中的幾何知識更是建立在實際生活基礎上的. 因此，指導初中生學習幾何知識時，教師要注意聯系學生生活實際來進行教學，引導學生進行空間思考，這能很好地強化學生的空間觀念，使學生進一步探討更加深奧的幾何知識.

例如，初三學生學習“投影”知識時，教師不再只局限于課本知識、課堂學習，而是帶領學生走出課堂，來到學生周邊的生活中，激發學生的空間想象力，幫助學生樹立更加牢固完善的空間觀念. 如教師可以選擇一個太陽西斜的黃昏，把學生帶出教室，進行戶外實地教學. 教師可以把學生帶到學校某條路上，讓學生觀察路邊樹木、路燈桿在太陽光下的投影，借用學生生活中的實際事物來向學生講解本小節知識，并在這個過程中，鼓勵學生就自己觀察到的現象提出自己的看法. 與此同時，學完本小節的知識后，教師還可以引導學生平日多留心觀察自己周邊的事物，并盡可能地根據周邊事物的投影情況總結自己所得的規律. 這樣就能把數學幾何知識學習與學生生活實際聯系起來，讓學生在日常生活中也能培養空間觀念. 長此以往，學生的空間觀念會不斷增強，這會使他們在今后幾何知識的學習過程中更加輕松，占據更大的優勢.

總而言之，在初中數學幾何模塊的學習過程中，空間觀念是學生必須具備的一項基礎能力. 教師在實際教學過程中要注意采取適當的方式來培養學生的空間觀念. 本文細致闡述了四種培養學生空間觀念的具體教學指導方法，其在實踐運用中也取得了不錯的成效，但與此同時，也需要教師在教學過程中不斷探索，給學生提供更多的想象空間，不斷提高學生的空間想象能力.