運用數學與建筑的融合培養小學生的空間想象力
——以一年級《有趣的圖形》一課教學為例

康 黎

空間想象能力的培養對于小學生未來學好圖形與幾何的影響重大。愛因斯坦說過：“想象比知識更重要，因為知識是有限的，而想象要概括世界的一切。”學生空間觀念的形成是一個包括觀察、想象、比較、綜合、抽象分析，不斷向前發展的認識客觀事物的過程，是建立在對周圍環境直接感知的基礎上，對空間與平面相互關系的理解和把握的過程。因此，通過課堂教學來提升小學生的空間想象力是有一定難度的，特別是在低年段教學中，提升小學生的空間想象力要在設計上花費更多的心思，因為他們的理解能力相對弱一些。

《數學課程標準（2011 版）》指出：課程內容的選擇要貼近學生的實際，有利于學生體驗與理解、思考與探索。課程內容的組織要重視過程，處理好過程與結果的關系；要重視直觀，處理好直觀與抽象的關系；要重視直接經驗，處理好直接經驗與間接經驗的關系。為此，我在低年段教學“圖形與幾何”這一板塊的內容時，選擇了把“數學與建筑融合”進行教學的方式，力求在內容上能夠更貼近學生的生活實際，并把學習的發生放大到一個學生非常熟悉的場景中進行，進而為學生開始操作、體驗、思考創造了一個可能，讓學生在現實空間中逐漸過渡到想象空間。

一、在建筑空間里創設學習圖形的情境，連接現實與想象

現實是想象的基礎，因此設計情境最好的出發點就是力求把知識、能力點與現實很好地進行融合，建筑空間的介入直接拉近了現實與想象的距離。

師：看！老師給大家帶來了一座微縮平安大廈的模型。讓我們走進這座微型大廈的24 樓，看看里面是什么樣子。哦！原來這是一間員工活動室，活動室四周墻面上的裝飾畫面是會根據每次活動的主題而變化的，你們看，這幅裝飾畫全部都是用圖形拼接出來的。你能在里面找到哪些圖形呢？

生：三角形、正方形、圓形、長方形，這些圖形有大有小、顏色不同，排列的順序也不同，非常漂亮。

師：是啊！在數學課上學習的這些圖形通過我們創意排列就會形成非常美麗的畫面來裝飾建筑，讓房間看上去賞心悅目，帶給大家美的享受。大家想認識這些圖形的特點，給平安大廈活動室設計新的墻壁畫面嗎？

生：想！

……

在這個建筑模型中，無論是外觀還是內飾，都有不同的圖案裝飾，讓學生觀察現實生活中的裝修樣式，感受學習與現實之間的聯系，能夠更好地激發學生的學習欲望。更重要的是它使平面圖形在真實空間里立體了起來。圖形不僅僅是線條與形狀，它更是鮮活的存在，這對小學生未來發展空間想象是非常有益的。

二、在建筑的過程里體驗圖形在現實中的運用，讓想象力找到支點

阿基米德說：“給我一個支點，我可以撬動整個地球。”撬動數學空間想象力的支點在哪里呢？我認為是現實體驗，我們必須要為學生提供一個現實存在的物體，讓學生對真實空間有一個充分的感知，找到現實存在物，通過不斷地嘗試、體驗、領悟來慢慢開啟想象的大門。

師：這座平安大廈的墻面非常神奇，你所看到的墻壁上的所有圖片都是用磁鐵吸上去的，因此可以隨時拿下來后再貼上去。現在就請大家試試，把你喜歡的圖形取下來，摸一摸、看一看，觀察這些圖形都有什么樣的特點。

生：三角形有三條邊，我拿到的這個三條邊不一樣長，有三個尖尖的角。

生：我拿到的是長方形，它有四個尖尖的角和四條邊，而且這四條邊中相對著的兩條邊是一樣長的。

生：我拿到的是圓形，它很圓，很光滑。

生：我拿到的是正方形，也有四個角，四條邊是一樣長的。

……

師：大家觀察得很仔細，能夠很準確地說出這些圖形的基本特點。是的，就像大家說的那樣，每個圖形都有自己不同于其他圖形的特點。那么請你找一找，這面墻上的三角形、長方形、正方形、圓形各有幾個？它們之間又有什么不同？

生：三角形的圖片有9 個，它們有的大、有的小；有的三條邊的長度不同，有的三條邊的長度相同，有的其中兩條邊的長度相等。我發現三角形的樣子也有不同。

師：你的觀察很細致，其他同學也有這樣的發現嗎？

生：正方形的圖片有5 個，大小不一樣，但是每個圖形的四邊還是一樣長。

生：圓形也有大小的分別，形狀都一樣。

生：長方形有大有小，邊長也不同，但相對的邊都是相同的。

師：你們真的很棒，通過把這些圖片進行對比，發現了這些圖形最基本的特征。

……

通過師生對話我們不難發現，來自于現實生活中真實存在的圖形讓學生了解到了學習數學的意義，也激發了他們對手中真實圖片的觀察、觸摸、體驗與思考。借助現實圖形，我們成功找到了想象的原始支點，這讓想象力打開了一個窗口，使學生想要推開這扇窗戶，看到更為廣闊的想象世界。

三、在建筑創意中領悟現實空間與想象空間的聯系，走進了想象的世界

要真正創造新的世界靠的是基于現實思考的想象力，想象力會讓學生對未來世界充滿期待，更能夠激發學生對現實研究的興趣，我們作為教育者應該有意識地在設計中為學生設置創意環節。讓學生通過具體的創意任務進入到想象世界的深處。

師：現在，如果你是一位建筑裝飾設計師，你的手中有很多三角形、正方形、長方形和圓形，你愿意為平安大廈的四面墻壁設計新的畫面嗎？

生：愿意。

師：那我們就把全班同學分成八個小組，每兩個小組用手中的圖形來設計同一面墻壁，設計完成后分別向對方小組介紹一下自己設計的畫面主題和用到的圖形都是什么。最后，我們選擇一個小組展示你們的創意，注意：你們的設計要有創意哦！

學生匯報：

生：我們小組設計的是一朵盛開的花，用到了三角形、長方形、圓形、正方形。我們用長方形、正方形做花柄，用三角形做花瓣，用圓形做花蕊。

生：我們小組設計了一匹馬。用兩個三角形做馬耳朵，用八個長方形拼出了馬的身體，用正方形做馬的頭，用圓形做馬蹄。

生：我們拼出的是一個機器人。它是智能的，它身上的圓形眼睛可以發出不同的光線，所以，我們用了不同顏色的圓形圖片。

……

通過親自動手拼出不同創意的畫面，讓學生深深感受到圖形之美，且在創造的過程中讓學生主動聯想到身邊的很多知識，比如：美術作品、時尚元素、動物形象、自然萬物，這些就是想象世界與現實運用之間的連接，這在無形中提升了學生的空間想象力。

學生的空間想象來自豐富的現實原型，與生活聯系緊密，也是他們理解和發展空間觀念的寶貴資源。教師在教學中要善于收集和應用這些原型，激發學生探究身邊事物的興趣。筆者認為，建筑與數學在知識鏈條上是可以做到無縫銜接的，把小學數學的相關知識與技能的學習借助建筑的現實來展開，既是對深刻理解知識的需求，也是學以致用的完美呈現。當知識從根基一點點挺拔成一座大廈，建筑的美麗與偉大也在學生心中生根發芽。學習絕不是單一存在的，它就應該與現實生活緊密聯系，想象力的培養也不僅是課堂上只言片語的傳授就可以完成的，它還必須借助現實空間的觸摸與理解。