利用信息技術(shù)發(fā)展小學(xué)生空間觀念的策略

吳淑萍

【摘要】在教育體制改革深化和學(xué)科核心素養(yǎng)理念及綜合素質(zhì)全面提升理念的大力推行下，小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)要不斷轉(zhuǎn)變教學(xué)理念和嘗試新教學(xué)方法，同時(shí)要更加注重對(duì)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)和各項(xiàng)綜合能力的提高.空間觀念作為小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分，需要教師以學(xué)生為主體，運(yùn)用多種方法培養(yǎng)學(xué)生的空間觀念，尤其要能夠借助信息技術(shù)，從視覺上直觀展現(xiàn)數(shù)學(xué)幾何與圖形知識(shí)，使學(xué)生快速理解和掌握空間概念.為此，文章針對(duì)如何靈活運(yùn)用信息技術(shù)來培養(yǎng)學(xué)生空間觀念做出簡(jiǎn)要的討論.

【關(guān)鍵詞】小學(xué)數(shù)學(xué)；信息技術(shù)；空間觀念

引 言

《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中對(duì)空間觀念的解釋可以明確空間觀念主要表現(xiàn)為“對(duì)空間物體或圖形的形狀、大小及位置關(guān)系的認(rèn)識(shí).能夠根據(jù)物體特征抽象出幾何圖形，根據(jù)幾何圖形想象出所描述的實(shí)際物體；想象并表達(dá)物體的空間方位和相互之間的位置關(guān)系；感知并描述圖形的運(yùn)動(dòng)和變化規(guī)律.空間觀念有助于理解現(xiàn)實(shí)生活中空間物體的形態(tài)與結(jié)構(gòu)，是形成空間想象力的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)”.目前，新課程改革標(biāo)準(zhǔn)中將培養(yǎng)學(xué)生具備初步的空間觀念作為重要的核心教學(xué)目標(biāo)，對(duì)此，教師需要幫助并指導(dǎo)學(xué)生重新進(jìn)行幾何與圖形關(guān)系的審視和理解，并積極探索如何有效培養(yǎng)學(xué)生空間觀念的策略，在提升其空間想象力的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)空間觀念的形成.

一、創(chuàng)設(shè)教學(xué)環(huán)境，初現(xiàn)空間觀念

在教育信息化2.0要求下，各地區(qū)學(xué)校的信息化教學(xué)設(shè)施建設(shè)得到了很大的完善，這也使得信息技術(shù)在課堂教學(xué)中的應(yīng)用有了較好的基礎(chǔ).尤其是現(xiàn)代信息技術(shù)中多媒體技術(shù)能夠?qū)⒙曇簟⑸省嬅妗D形與趣味性集為一體，借助豐富的色彩和生動(dòng)的畫面及愉悅的聲音創(chuàng)設(shè)出獨(dú)屬于數(shù)學(xué)知識(shí)內(nèi)容的教學(xué)情境，將學(xué)生的思維和感官引入其中，憑借其境、其景、其物、其情，讓學(xué)生產(chǎn)生身臨其境之感，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以及對(duì)數(shù)學(xué)幾何圖形知識(shí)的探究欲望，讓學(xué)生體驗(yàn)到一個(gè)輕松愉悅、生動(dòng)有趣的學(xué)習(xí)過程，使其掌握更加有效的探究與學(xué)習(xí)方法.

比如，在“元、角、分”的相關(guān)知識(shí)講授中，教師可以利用信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)虛擬的商場(chǎng)情景，讓學(xué)生作為消費(fèi)者或服務(wù)員模擬購(gòu)物的過程，以實(shí)際的應(yīng)用情境或生活化情境去引導(dǎo)學(xué)生將自身思維帶入虛擬的世界，在較為真實(shí)且貼近生活實(shí)際的情境中為學(xué)生展現(xiàn)具體的知識(shí)，促使學(xué)生空間觀念的形成.

二、借助形象圖形，形成空間概念

小學(xué)生的思維能力、理解能力有著一定的局限性，需要教師通過不同的方法培養(yǎng)其想象力和創(chuàng)造力，以及各項(xiàng)學(xué)習(xí)能力.要想讓小學(xué)生懂得從具體知識(shí)或幾何圖形的感知中建立空間觀念，就需要鍛煉其觀察物體的能力，即要求學(xué)生能從不同方向觀察幾何形體，并抽象出各個(gè)面看到的平面圖形.傳統(tǒng)教學(xué)中，教師往往需要借助實(shí)物來幫助學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的學(xué)習(xí)和理解.教師需要將立體圖形其中一個(gè)面貼合在平面白板上，描畫后方能夠?yàn)閷W(xué)生展現(xiàn)出物體的幾何圖形結(jié)構(gòu)組成部分，這就意味著學(xué)生對(duì)幾何圖形的學(xué)習(xí)存在一定條件上的限制，這也是對(duì)學(xué)生空間觀念建立的制約.而借助信息技術(shù)，教師可以讓學(xué)生更加貼近幾何圖形的實(shí)際，通過直觀形象的觀察快速理解與掌握幾何圖形的概念及特點(diǎn).

這一類知識(shí)的教學(xué)往往可以借助電子白板所具有的畫圖功能現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行圖形的移動(dòng)，使學(xué)生可以通過移動(dòng)明確物體可觀察部分和不可觀察部分，通過對(duì)物體圖形的感知去逐漸建立空間觀念.再如教師可以運(yùn)用計(jì)算機(jī)設(shè)備設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的小游戲，讓學(xué)生通過圖形搭建游戲區(qū)感知方塊可觀察面及其變化過程，尤其對(duì)于立體的物體可以借助小游戲?yàn)閷W(xué)生展現(xiàn)立體物體各面的平面形狀，以及每一個(gè)幾何圖形知識(shí)的細(xì)節(jié)與特點(diǎn)，從而為學(xué)生建立空間觀念提供有效的途徑.

例如，在小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)科“軸對(duì)稱圖形”相關(guān)教學(xué)中，學(xué)生往往由于缺少對(duì)軸對(duì)稱圖形變化過程的觀察而無法快速理解軸對(duì)稱圖形的相關(guān)知識(shí).如對(duì)長(zhǎng)方形的對(duì)稱軸數(shù)量的認(rèn)知，由于學(xué)生不了解長(zhǎng)方形軸對(duì)稱變化過程，需要逐個(gè)嘗試方能夠了解具體對(duì)稱軸的數(shù)量.再如平行四邊形是否屬于軸對(duì)稱圖形，如何畫出圖形的所有對(duì)稱軸，這些都是學(xué)生無法快速掌握的知識(shí)點(diǎn).教師可以利用計(jì)算機(jī)軟件模擬出一些軸對(duì)稱圖形，制作出圖形沿對(duì)稱軸對(duì)折變化直至完全重合的過程動(dòng)畫.針對(duì)學(xué)生較容易出錯(cuò)的平行四邊形、長(zhǎng)方形，教師可以根據(jù)學(xué)生所畫出的對(duì)稱軸進(jìn)行對(duì)折演示，讓學(xué)生清晰地看到平行四邊形、長(zhǎng)方形的變化過程，由此明確長(zhǎng)方形只有2條對(duì)稱軸，而平行四邊形雖然對(duì)邊平行且相等，但其不屬于軸對(duì)稱圖形.動(dòng)畫的制作，使原本處于靜態(tài)的圖形轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)圖形，不需教師過多贅述，學(xué)生就可以正確理解軸對(duì)稱圖形的概念及其特征，而且動(dòng)畫的制作過程也會(huì)為學(xué)生帶來一定的新奇體驗(yàn)，使學(xué)生產(chǎn)生較為濃厚的觀察興趣.

再比如，在小學(xué)數(shù)學(xué)中關(guān)于“角的認(rèn)識(shí)”一課的教學(xué)中，其關(guān)于“角的大小與角的兩邊的長(zhǎng)短不存在聯(lián)系”這一知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生頭腦中往往無法快速產(chǎn)生較為形象的圖像，此時(shí)教師可以借助動(dòng)畫的制作，幫助學(xué)生獲得這一知識(shí)點(diǎn)的圖像及構(gòu)建過程.首先畫出原始的角，再使用不同顏色標(biāo)注邊的延長(zhǎng)和縮短，整個(gè)過程可以以較為緩慢的速度為學(xué)生播放和展現(xiàn)，使學(xué)生可以清楚地看到邊無論延長(zhǎng)還是縮短，角的大小都不會(huì)產(chǎn)生變化.動(dòng)畫的演示可以讓學(xué)生更容易形成直觀形象，從而快速理解這一知識(shí)點(diǎn).小學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)中，幾何圖形的教學(xué)內(nèi)容大多需要在動(dòng)態(tài)展示和觀察中來進(jìn)行理解，而傳統(tǒng)的小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中所采用的教學(xué)方法多數(shù)為平面展現(xiàn)，由于無法使圖形以動(dòng)態(tài)方式展示，導(dǎo)致學(xué)生無法理解圖形變化過程中的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)和具體變化規(guī)律，而借助現(xiàn)代信息技術(shù)，以軟件來進(jìn)行動(dòng)畫的簡(jiǎn)單制作，則可以實(shí)現(xiàn)靜態(tài)圖形轉(zhuǎn)為動(dòng)態(tài)，讓學(xué)生可以直觀地觀察到圖形動(dòng)態(tài)變化過程，幫助學(xué)生理解幾何圖形的變化規(guī)律.

三、通過觀察活動(dòng)，發(fā)展空間觀念

在小學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)該從學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)培育需求角度出發(fā)，使學(xué)生形成較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力，更好地學(xué)習(xí)課程知識(shí).教師在培養(yǎng)學(xué)生空間觀念時(shí)，可使用多媒體教學(xué)方法引導(dǎo)學(xué)生對(duì)事物進(jìn)行觀察，并通過對(duì)個(gè)人事務(wù)的觀察獲取信息，逐漸掌握事物的特點(diǎn).教師還可以通過語言及影視化素材引導(dǎo)學(xué)生觀察，使學(xué)生對(duì)事物有一定的感知，隨后通過詢問讓學(xué)生深度觀察并獲取相關(guān)內(nèi)容，掌握形體大小、特征等數(shù)據(jù)，對(duì)物體立體形象有一定的認(rèn)知.小學(xué)生的空間感知能力較弱，對(duì)幾何知識(shí)學(xué)習(xí)較為困難，教師可以利用多媒體資源引導(dǎo)學(xué)生觀察，使學(xué)生快速獲取事物信息，并根據(jù)掌握的信息建立空間模型，使學(xué)生逐漸形成空間觀念.教師帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)正方體、長(zhǎng)方體體積時(shí)，為了使學(xué)生在學(xué)習(xí)中對(duì)立體圖形形成空間觀念，使用了多媒體技術(shù)向?qū)W生展示一個(gè)表面全部涂為紅色的正方體，并且將該棱長(zhǎng)為6厘米的正方體，分割為體積為1立方厘米的正方體小塊，然后詢問學(xué)生該正方體可以切分為多少塊小正方體.隨后教師提出難度更大的問題，詢問學(xué)生在新切分的小正方體中，其中一面為紅色、兩面為紅色、三面為紅色的小正方體分別有多少塊？通過該問題讓學(xué)生進(jìn)行思考，并利用多媒體展示相應(yīng)的小正方體，再引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)已知信息重新進(jìn)行研究，增加對(duì)該問題考點(diǎn)的把握程度，以在分析研究過程中，促使學(xué)生形成空間觀念.考慮到小學(xué)生的能力還處于發(fā)展初期，因此，教師需要在學(xué)生空間觀念形成的初期，利用多媒體技術(shù)向?qū)W生展示形象的事物，并利用問題引導(dǎo)學(xué)生思考，使學(xué)生能夠借助影視化素材進(jìn)行想象，由此幫助學(xué)生形成較強(qiáng)的空間觀念，進(jìn)而快速地學(xué)習(xí)幾何知識(shí)，有效處理幾何方面的問題.

四、助力分析推導(dǎo)，強(qiáng)化空間觀念

在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中，對(duì)于學(xué)生空間觀念的發(fā)展，教師可以借助信息技術(shù)來實(shí)現(xiàn).教師可以通過信息技術(shù)的運(yùn)用來推導(dǎo)數(shù)學(xué)知識(shí)形成的過程，讓學(xué)生可以親自體驗(yàn)知識(shí)形成的過程，幫助學(xué)生體驗(yàn)和探索其內(nèi)在規(guī)律.這不僅僅是一種解決問題的策略，也是學(xué)生在探索規(guī)律中掌握知識(shí)本質(zhì)的有效途徑.

比如，在“幾何物體體積計(jì)算公式”的教學(xué)中，教師可以利用信息技術(shù)進(jìn)行體積計(jì)算公式的推導(dǎo).如進(jìn)行圓柱體積計(jì)算公式的推導(dǎo)時(shí)，教師可以利用繪圖軟件將圓柱平均分為若干等份，為學(xué)生展現(xiàn)圓柱轉(zhuǎn)變?yōu)殚L(zhǎng)方體的過程，使學(xué)生明確平均分的數(shù)量越多，轉(zhuǎn)換后的圖形越接近長(zhǎng)方體，同時(shí)可以引導(dǎo)學(xué)生觀察圓柱與轉(zhuǎn)換后圖形之間的關(guān)系，進(jìn)而推導(dǎo)出圓柱體積的計(jì)算公式.除此之外，教師還可能利用課件展示圓形紙片疊加到一定厚度而形成圓柱的過程，使學(xué)生感受到圓柱的體積與圓柱的底面積和高度相關(guān)，可以利用底面積乘高來計(jì)算體積.教師在進(jìn)行長(zhǎng)方體與正方體及圓錐等體積計(jì)算教學(xué)的過程中，也可以運(yùn)用同樣的方法來進(jìn)行教學(xué)方法的開展.

五、聯(lián)系實(shí)際生活，鞏固空間觀念

面對(duì)小學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)教學(xué)工作，教師必須轉(zhuǎn)變教育觀念，需要基于學(xué)生當(dāng)下的理解能力，使學(xué)生聯(lián)系自己已掌握的內(nèi)容，理解數(shù)學(xué)概念，進(jìn)而掌握數(shù)學(xué)概念.利用此種方法，還可以培養(yǎng)學(xué)生利用相關(guān)知識(shí)解決生活問題的能力.教師在培養(yǎng)學(xué)生空間能力時(shí)，需要聯(lián)系實(shí)際生活，讓學(xué)生可以透過生活視角理解知識(shí).另外，教師要基于數(shù)學(xué)思維與知識(shí)內(nèi)容存在密切的聯(lián)系這一點(diǎn)，通過發(fā)散思維訓(xùn)練，使學(xué)生形成較強(qiáng)的空間觀念，擁有敏銳的觸覺，以提高學(xué)生對(duì)空間的感知能力.教師可以為學(xué)生設(shè)置一些題目，引導(dǎo)學(xué)生從多個(gè)層次進(jìn)行思考，并設(shè)置一些發(fā)散訓(xùn)練項(xiàng)目，訓(xùn)練學(xué)生的思維，使學(xué)生的智力得到良好開發(fā)，能夠從多層面思考問題，對(duì)學(xué)生空間觀念的形成具有良好的促進(jìn)作用.

比如，學(xué)習(xí)“位置”內(nèi)容時(shí)，教師可以通過圖片與話語引導(dǎo)，讓學(xué)生聯(lián)想日常逛超市的場(chǎng)景，通過不同類型物品的分區(qū)擺放，讓學(xué)生了解位置的概念.然后，教師可以向?qū)W生展示超市物品擺放圖，說出物品名稱，讓學(xué)生使用數(shù)學(xué)名詞說出物品位置，最終通過該活動(dòng)讓學(xué)生了解位置在實(shí)際生活中的作用.教師還可以通過一定的訓(xùn)練活動(dòng)，幫助學(xué)生提高對(duì)位置概念的掌握程度，使學(xué)生形成空間觀念.教師還需要關(guān)注學(xué)生在課上的表現(xiàn)，根據(jù)學(xué)生理解知識(shí)的程度，調(diào)整教學(xué)節(jié)奏，將知識(shí)與學(xué)生熟悉的事物緊密的關(guān)聯(lián)起來，便于學(xué)生把握與位置相關(guān)的知識(shí).教師在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)課程知識(shí)時(shí)，需要從學(xué)生熟悉的事物入手，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)聯(lián)新知識(shí)，以此提高學(xué)生對(duì)新知識(shí)的掌握程度.

結(jié) 語

綜上所述，小學(xué)生空間概念的初步養(yǎng)成是當(dāng)前新課程改革標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)理念的重要目標(biāo)和組成部分，也是當(dāng)前小學(xué)數(shù)學(xué)教師必須重視和重點(diǎn)研究的教學(xué)創(chuàng)新課題.在實(shí)際教學(xué)中，教師要依據(jù)小學(xué)生的實(shí)際能力、個(gè)性特點(diǎn)、認(rèn)知規(guī)律，排除一切影響因素，并借助現(xiàn)代化的信息技術(shù)，探究能夠有助于小學(xué)生空間觀念初步形成的教學(xué)方法和教學(xué)路徑，正確引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用思維積極主動(dòng)地參與信息化教學(xué)活動(dòng)中，使學(xué)生可以通過直觀觀察、想象、操作和準(zhǔn)確的推導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)小學(xué)數(shù)學(xué)幾何與圖形形體特征的深刻認(rèn)知，從而更好地培養(yǎng)小學(xué)生的空間觀念.

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