基于核心素養的小學生數學空間觀念的有效培養

摘 要：隨著現代教育改革的持續推進，越來越多的新型教學理念被提出，其中一個教學理念就是核心素養。而空間觀念是數學核心素養中最基礎的一個內容，被貫穿于小學數學整個教學過程中。先對數學空間觀念的內涵進行了概述，然后在此基礎上，提出了三點培養策略，分別是通過特征觀察進行空間觀念的培養、利用活動進行空間觀念的培養、利用交流和想象進行空間觀念的培養，最后講解了一個教學實踐，以期給其他一線數學教師提供參考。

關鍵詞：核心素養;小學生;數學空間觀念;培養措施

在新時期，課程改革持續深入的背景下，培養學生核心素養成為各所學校的教學重點，同時各學科教師也在不斷努力，創新教學思路與教學方法，以有效提高學生的核心素養?？臻g觀念是核心素養的一個重要內容，而小學數學知識的學習對培養學生空間觀念有至關重要的作用，小學生學習幾何與圖形相關知識形成良好的空間感受力，能為其未來的學習與工作提供支持。

一、數學空間觀念的內涵概述

何為空間觀念？就是指對直觀感受，對物體形狀、大小，兩物體之間的距離、方向、位置關系的一種感受。在培養學生創新能力與形象思維等素養的過程中，一個最基本的要素就是空間觀念，其通過觀察、分析、想象、比較，對客觀事物進行分析，找到事物的重要特征，直觀形象地感受物體的運動變化與物質關系[1]。

在數學核心素養培養的過程中，最基礎的內容就是空間觀念，其不僅是學生學好數學的基礎，還是學生實現個性發展的必備能力。因此，培養學生的數學空間觀念，不單單可以讓學生學會從數學與幾何的角度觀察和認識生活事物，根據物體特征想象、建立幾何模型解決相關問題;還可以讓學生通過空間觀念想象出兩物體之間的位置與方位，從而增強學生的空間方位感，提高其空間方位能力。此外，小學生在觀察生活空間、圖形以及事物的過程中，通過動手操作，可以積累大量與數學活動有關的生活經驗，逐步培養并提高空間想象力，并在不斷描述的過程中增強語言表達能力。

二、基于核心素養下小學生數學空間觀念的培養措施

（一）通過特征觀察進行空間觀念的培養

在培養學生數學空間觀念的過程中，一個最關鍵的部分就是形體特征的建構。小學教師在具體教學中，可以通過觀察方式，協助學生養成良好的空間模型意識。

1.觀察形體特征

對于基本圖形，小學生只有對其有一定的了解，才能更好地掌握其特征與性質。而基本圖形需要通過觀察進行了解，經過觀察以后，學生的腦海中會形成相關形狀;然后再對圖形的運動與變化進行觀察，從而了解其性質。在經過大量的實踐后發現，觀察與學生的認知能力和發展水平相符合，是學生了解世界的主要途徑[2]。因此，教師在對學生數學空間觀念進行培養的時候，可以采用觀察方式，讓小學生將物體的形狀以及特征構建出來。在具體授課中，教師可以利用長方體模型，讓學生仔細觀察，并說說長方體有幾個面、幾條棱;之后再引導學生對面與棱之間的關系進行分析。另外，教師在講解的過程中，還可以有效應用電子白板、多媒體等現代技術，讓學生更加直觀地觀察模型的運行過程?，F代信息技術的應用可以將學生的數學興趣充分激發出來，使其緊隨教師的教學腳步，進行深入思考，從而有效達到數學教學目標。

2.有效應用變式

幾何模塊中的圖形多是標準圖形所演變出來的。通過標準圖形，學生可以將其他形狀的圖形的特征提取出來，為“變式圖形”的分析奠定基礎。數學教師在對變式圖形進行講解的時候，可以采用兩種教學方法，一種是在基本圖形的基礎上讓學生觀察其特征，并將其熟練應用到實踐中。之后再將變式圖形呈現在學生眼前，讓學生自主探究變式圖形所具有的特征;另一種方法是讓學生觀察特征相似的其他圖形，然后進行對比，找到這些變式圖形所具有的共同點，并將該類型圖形的特征與性質總結出來。

（二）利用活動進行空間觀念的培養

在小學數學教學中，教師必須要對學生分析問題能力和解決問題能力進行有效培養，學生只有形成該能力，才能更好地學習相關知識，并形成完善的知識體系。因此，在具體教學中，教師要嚴格遵守學生的認識規律，然后采用活動構建、實踐操作等方式，引導學生參與知識學習，使學生更加深刻地掌握知識;然后再讓學生進行總結和分析，徹底消化數學知識，并在生活中有效應用幾何模型[3]。小學生年齡比較小，再加上學習能力較差，所以教師在講解知識的時候要盡可能選擇直觀的方式，如在對角的概念進行講解的時候，教材中的定義是“從一個端點來引出兩條射線，這兩條射線形成的圖形”，教師如果還是沿用以往的講解方式，在黑板上畫兩條線，那么學生是難以理解的。針對此，教師可以讓學生彎曲自己的手臂，然后根據其講解角的概念，這樣學生可以更深刻地理解該知識點，教學效果也比較理想。以下是具體的活動教學方式：

1.搭建活動

該方法多用于低年級的教學中，該階段的小學生對物體的了解比較少，因此，教師可以通過搭建活動讓學生認真觀察物體的形狀。而在高年級的教學中，教師也可以采用該方法，對學生的空間三維意識進行有效培養。教師可以將紙片、積木等物體呈現在學生眼前，讓學生搭建長方體。通過搭建活動，學生對長方體的形狀以及特征有了更多的了解[4]。

2.折疊、剪拼活動

這也是數學教學中較為常見的方法。通過該方法可以有效培養學生的推理能力，并讓學生在相關活動中獲取數學知識。如在教授平行四邊形面積、三角形面積等內容的時候，教師可以采用折疊、剪拼活動，讓學生了解各個圖形之間的變換，并得到各種不同圖形面積的計算方式。

3.實踐操作活動

此活動方法又可以劃分為兩種，一種是實驗操作，另一種是實物演示操作。第一種方法主要就是通過實驗讓學生掌握幾何圖形;第二種方法就是通過實物或者模型讓學生掌握幾何圖形。如在教學“圓錐”的時候，教師可以采用實驗演示操作方法，將圓錐中的沙子倒入底和高相等的圓柱中，然后通過分析找到兩個物體之間的關系，從而得到圓錐體積的計算公式。

（三）利用交流和想象進行空間觀念的培養

著名物理學家愛因斯坦曾經說過，知識不是最重要的，想象比其更重要，因為知識有限，想象無限，對世界的一切都可以想象?？臻g想象力是在空間感知的基礎上建立的，是空間觀念的深入發展。想象主要是學生根據大量的感知材料而開展了一個高級思維活動，在課堂具體教學中，教師要積極引導學生進行想象，讓學生在教學目的的基礎上有重點、有順序地進行觀察，然后開展豐富的想象活動。所以，想要提高學生的數學空間觀念，必須要發揮其想象力?？臻g觀念的培養目標就是讓學生通過觀察平面圖形在腦海中形成相應的立體圖形。對于低年級小學生而言，空間觀念就是可以繪制出一些簡單的平面圖形，并將其構成圖形描述出來;對于高年級學生而言，空間觀念就是通過已掌握的知識二次創作圖形，然后得到更加特殊的圖形[5-6]。

三、數學空間觀念培養的實踐

以“長方體”為例，詳細分析了學生數學空間觀念培養。

在該教學活動中，教師主要采用自主交流對話的方式，讓學生在體驗的過程中學習相關知識。同時，完成教學以后，還要組織開展多種活動，指導學生對所學知識進行復習。在具體教學中，為了提高學生的實際應用能力，教師可以設置相關問題，在解決問題的時候，學生不可避免需要相互進行交流，這促進學生數學空間觀念和語言表達能力的進一步提高。

（一）創設情境，引導學生認識長方體

教師可以先通過多媒體將一個長方體呈現在學生面前，讓學生說說長方體的特點，然后再設計一些問題，讓學生在回憶所學知識的同時了解本節課知識。

問題1：一個長方體，它最多有幾條棱相等？

問題2：一個長方體，它最多有幾個面相等？

問題3：將一個長方體分割為數個正方體，請問它的體積與之前相比是增加了還是變小了？

學生在解答完這些問題以后，教師可以給學生設計一個生活問題，如：現在要制作一個長為58cm、寬為22cm、高為30cm的魚缸，請問需要多少材料。

（二）交互體驗，指導學生掌握長方體

1.教師通過多媒體將長方體的展開圖呈現在學生面前，讓學生判斷該展開圖是否可以圍成一個長方體，然后讓學生談談自己的思路。

2.教師將多個長方體的展開圖呈現出來，然后讓學生選擇其中一個，并將其相對的面畫出來。通過這種交互體驗，學生可以更加深刻地理解和掌握幾何圖形。

（三）成果展示，小組合作開展探究活動

教師可以組織學生以小組為單位開展探究活動，用多個小正方體拼成一個長方體，然后讓學生探究隨著小正方體的增加，長方體露在外面的面發生了什么變化，有什么規律？

通過該教學實踐，課堂氛圍變得越來越活躍，學生的學習興趣也越來越高，課堂參與積極性也越來越強。另外，通過開展實踐活動，可以進一步提高學生的實踐能力與數學與思維，實現對學生數學空間觀念的有效培養。

綜上所述，數學空間觀念的培養需要較長的時間，而培養學生數學空間觀念不僅是教師的責任，還是教學任務。同時良好的空間觀念也是學生終身學習與適應社會發展必備的重要能力，為此，在小學數學教學中，教師要以核心素養為目標，根據學生的生活經驗、思維發展能力、個性特征開展教學活動，使學生形成良好的空間表象，建立抽象的空間觀念，促進學生的綜合發展。

參考文獻：

[1]樊咪.核心素養下小學數學“空間觀念”教學的供給側改革[J].數學教學通訊，2019，674（1）：23-25.

[2]楊杰軍.核心素養視角下小學生數學空間觀念的培育及評價[J].內蒙古師范大學學報（教育科學版），2019，32（3）：84-87.

[3]包鳳花.培養空間觀念聚焦核心素養：芻議小學生空間觀念的培養策略[J].新課程研究（下旬刊），2017.

[4]鄭雪萍.數學教學中如何培養學生的空間觀念[J].小學教學參考（綜合版），2018（11）：36.

[5]顧靜芳.基于核心素養的小學數學高效課堂的教學研究[J].數學學習與研究，2018（16）：102.

[6]李娟.淺談小學數學核心素養下的空間觀念培養：以《圖形與幾何》為例[J].名師在線，2019（1）：24-25.

作者簡介：蘇楓芳（1976.10—），女，漢族，福建莆田，莆田市城廂區南門學校，小學數學一級教師，本科，研究方向：高效課堂教學模式。

編輯 杜元元