小學數學中培養學生空間觀念的策略

山東省棗莊市薛城區興仁街道泰山路小學 王為平

空間觀念是指由物體特征抽象出集合圖形。教師在設計學生空間觀念應對策略時，需要從多角度、多層面來進行探究：創設圖形情境、實驗情境，以啟動空間意識；創新實地觀察、實踐操控，以構建空間經緯；創造推理機制、延伸機制，以拓寬空間思維。課堂教學有多重追求，培養學生的空間觀念屬于其中重要的教學目標之一，故教師教學設計要圍繞以上應對策略展開，促使學科教學趨于空間化。

一、創設生活情境，啟動學生空間意識

創設生活化情境，教師利用圖形、實驗等載體展開教學設計，將教學內容與學生生活實踐充分對接，能夠順利啟動學生空間意識。

（一）圖形情境

圖形情境是最為常見的教法應用，教師借助線段、簡筆畫、圖片、照片、圖表等圖形信息展開教學設計，能夠為學生帶來更直觀的學習體驗。學生很容易接受圖形等直觀信息，教師要抓住這一重要教學契機來精準設計課堂流程與方法，以提升教學適合性。數形結合是重要數學思想，教師利用圖形進行課堂授課，符合學科教學基本規律，自然會有更豐富的教學效果。

對接學生生活實際，結合學生熟悉的生活事物構建圖形情境，要契合小學生的心理特點和認知特點，幫助學生順利完成圖形知識的遷移學習。例如，青島版小學一年級數學上冊“認識位置”小節學習中，課堂教學的重點內容是讓學生能夠正確分辨上下、前后、左右等位置關系，教師從學生日常生活入手，通過呈現一些構圖元素較為單一的生活場景圖片，引導學生認識和理解這些位置關系，并鼓勵學生積極表述圖片中事物之間的位置關系。用具備真實性和直觀性的圖片情境，幫助學生完成數學新知的準確建構，在表達活動中，不斷強化這些認知理解，樹立學生學習信心。隨著課堂教學的深入，教師適當進行拓展延伸，引入一些構圖較為復雜的生活圖片，組織學生結合所學知識，從圖中找出體現上下、前后、左右位置關系的不同事物，加深學生數學課堂學習印象，鍛煉學生抽象思維能力，培養學生空間觀念。

（二）實驗情境

教師利用數學實驗進行情境創設，能夠對學生形成思維沖擊。數學實驗大多屬于空間操作活動，往往需要借助生活條件進行實踐操作，其空間感也變得更為突出。擺一擺、拼一拼、畫一畫、猜一猜等，都是最為簡單的基本操作活動，如果教師能夠以數學實驗形式進行教學調度，自然會產生良好的助學效果。學生對數學實驗興趣頗高，教師在此基礎上針對性地做好布設，學生空間觀念的培養也就是水到渠成的事情了。

小學生對參與數學實驗活動有著天然的學習熱情，教師需要著重關注數學實驗情境的任務設定，用清晰、明確的實驗學習主線，緊緊抓住學生課堂學習注意力。教授青島版一年級下冊“認識圖形”的相關知識時，該章節涉及的圖形知識主要是各類基礎的平面圖形，教師圍繞圖形的辨識與分類來設計實驗情境。課堂一開始，教師向學生展示由不同數量的長方形、正方形、三角形、平行四邊形和圓等平面圖形組成的圖片素材，用豐富多彩的作品展示激發學生數學學習興趣，接著向各小組發放硬紙板裁剪出的各種平面圖形，要求學生小組內交流討論，各自講一講這些圖形有什么特點，把特點相同的圖形歸為一類。操作結束后，教師組織小組開始課堂展示，聆聽各個小組進行圖形分類的依據，并對學生進行必要的思維指導，切入各類平面圖形的系統講解，使學生正確認識這些平面圖形的主要特點，構建平面圖形與立體圖形的有效聯系。

二、創新觀察活動，構建學生空間經緯

創新觀察活動，教師引導學生進行實地觀察、實踐操控等實踐操作，能夠成功構建學生的空間域度，使學生獲得更鮮活的學科認知。

（一）實地觀察

學生對實地觀察活動普遍比較感興趣，教師先引導學生對教學內容進行梳理，找到實地觀察的切入點，這樣在進入觀察環節時，能夠有更為清晰的操作路線。實地觀察可以獲得最為真實、鮮活的數學信息，如果能夠深化到實際制作環節，學生形成的知識架構會更牢固。測量、估猜等活動都應該屬于實地觀察的范疇，教師針對教學內容實際做出相應的教學設計，其調度作用會更為顯著。

小學數學教師要大膽打破室內教學的空間限制，在特定的章節內容教學中，帶領學生走出教室，把所學的數學知識應用到實際生活中，切身感受數學知識的應用價值。學習了《我們身上的“小尺子”》的相關知識后，學生能夠了解到一拃、一庹、一腳、一步等“小尺子”的具體長度和測量方法，但這種認知是較為淺層次的，需要必要的實踐學習進行強化。教師組織學生走出教室，到學校操場上親自測量單杠、沙坑、籃球架、跑道等物品的長度，要求學生自由選擇測量物品，根據測量物品的長度差異，自主選擇使用哪一種“小尺子”，并做好測量結果的記錄。這樣的戶外教學活動設計兼具開放性與趣味性，學生的參與熱情高漲，不僅鞏固了課堂知識，還鍛煉了學生運用數學知識解決問題的靈活度，使學生對長度概念的認識更為深入。

（二）實踐操控

教師引導學生進入數學操作環節，讓學生展開具體的觀察、測量、對比、歸結等實踐性學習，能夠從實踐體驗中建立有形的學習認知。如剪紙操作，教師從折疊到裁剪，從設計到觀察，都能夠給學生帶來空間感。數學與學生生活實踐有太多切合性，教師要從學生生活實際出發，啟發學生在實踐操作中形成空間觀念。

值得注意的是，教師必須把握好實踐操作活動的投放時機，操作活動應在教師必要的演示示范或全面講解之后進行，以提高學生數學思維的指向性，保障學生實踐學習的實效性。如在“平面圖形的拼組”課時教學中，教師做好操作活動的示范講解，用2 個正方形、4 個三角形等不同數目、不同類型的平面圖形進行操作演示，讓學生觀察平面圖形靈活拼組后得到的新圖形，感受平面圖形拼接的數學魅力。在此基礎上，教師組織學生運用“七巧板”學具展開實踐活動，要求他們分別嘗試用其中2 個、3 個、4 個……圖形進行拼組操作，并將自己的學習成果展示給小組的其他成員，比較誰拼出的圖形更多、更有創意。教師以示范性的操作作為活動教學的切入點，循序漸進地觸發學生深度學習，增強學生課堂活動學習體驗，塑造學生空間觀念。

三、創造聯想動機，拓寬學生空間思維

創造聯想動機，教師要從學生空間思維構建角度進行設計和組織。教師在數學推理、延伸訓練設計時，利用數學問題進行引入，能夠催發學生空間意識的覺醒。

（一）推理機制

學生有豐富想象力，教師對此需要有正確認知。在數學學習過程中，教師要利用思考問題設計、數學實驗引導、概念推理投放等形式，引導學生展開關聯性思考，以拓寬學生思維空間。數學問題本身帶有思考性，如果教師能夠從空間角度展開具體引導和組織，學生便能夠主動展開拓展性思考，在聯想想象中建立空間認知。

展開空間推理需要學生建立在一定的幾何知識理解和空間思維能力的基礎上，教師要深耕教材內容，在中、高學段數學課堂中適當展開空間推理教學。例如，在“圓柱體的側面展開圖”相關知識教學中，學生原本已經掌握了正方體、長方體等立體圖形的展開方式，教師啟發學生根據之前學習的內容，思考如何展開圓柱體的側面圖形，鼓勵學生大膽做出自己的猜想。有了之前的知識基礎，學生猜想圓柱體的側面展開圖時會更具方向性，積極進行思考，做出平行四邊形、長方形、正方形等猜想。教師組織學生展開數學說理，鼓勵學生一一說明自己做出這些猜想的依據，盡管這些猜想和說理的內容可能會存在一些錯誤，但都是學生探究學習的寶貴財富，對學生空間思維能力鍛煉和空間觀念塑造都有著積極意義。

（二）延伸機制

設計數學訓練題目時，教師要借助直觀手段進行具體組織，讓學生自然進入數學空間的思維狀態之中。數形結合、數學實驗、實地測量、手工制作等，都屬于數學訓練范疇，教師要根據學生學力基礎實際做出匹配性設計，促使學生在生活操作中建立空間觀念。延伸數學訓練設計維度，能夠幫助學生形成更多元的空間思維條件，這就要求教師要做好教學調查，增強訓練設計的適合性。

數學延伸教學設計需緊密結合小學生的學習能力，控制好拓展教學的思維難度，讓學生能夠切實得到應用能力的強化和空間意識的訓練。例如，教會學生“平移”“旋轉”等數學概念后，教師創新課下作業設計，要求學生課下從生活中收集具備平移、旋轉圖形變化特點的具體事物，用手機攝像功能，記錄下這些圖形變化過程，并發送到班級微信群中。相比于書面作業，這種嶄新的作業形式令人耳目一新，顯然也更受學生歡迎。學生課下認真觀察、積極探索，拍攝下觀光電梯平移、挪動水杯平移、摩天輪旋轉、汽車車輪旋轉等生活場景，有利于進一步深化學生對“平移”“旋轉”兩個數學概念的理解，養成用數學知識、數學思想看待生活現象的良好學習習慣。

培養學生空間觀念是一個漸進的過程，教師在情境設計、活動安排、思維調度等角度展開積極探索，能夠順利啟動學生空間思維引擎。圖片、實驗、問題、實物、概念、推理等，都屬于數學教學可以借鑒的載體，對拓寬學生空間維度有重要促進作用。教師同時也要做好匹配設計，以有效提升學生學習動機，自然構建空間觀念認知基礎。