利用信息技術發展小學生空間觀念的策略

吳淑萍

【摘要】在教育體制改革深化和學科核心素養理念及綜合素質全面提升理念的大力推行下，小學數學教學要不斷轉變教學理念和嘗試新教學方法，同時要更加注重對學生學科素養的培養和各項綜合能力的提高.空間觀念作為小學數學學科核心素養的重要組成部分，需要教師以學生為主體，運用多種方法培養學生的空間觀念，尤其要能夠借助信息技術，從視覺上直觀展現數學幾何與圖形知識，使學生快速理解和掌握空間概念.為此，文章針對如何靈活運用信息技術來培養學生空間觀念做出簡要的討論.

【關鍵詞】小學數學；信息技術；空間觀念

引 言

《義務教育數學課程標準（2022年版）》中對空間觀念的解釋可以明確空間觀念主要表現為“對空間物體或圖形的形狀、大小及位置關系的認識.能夠根據物體特征抽象出幾何圖形，根據幾何圖形想象出所描述的實際物體；想象并表達物體的空間方位和相互之間的位置關系；感知并描述圖形的運動和變化規律.空間觀念有助于理解現實生活中空間物體的形態與結構，是形成空間想象力的經驗基礎”.目前，新課程改革標準中將培養學生具備初步的空間觀念作為重要的核心教學目標，對此，教師需要幫助并指導學生重新進行幾何與圖形關系的審視和理解，并積極探索如何有效培養學生空間觀念的策略，在提升其空間想象力的基礎上，實現空間觀念的形成.

一、創設教學環境，初現空間觀念

在教育信息化2.0要求下，各地區學校的信息化教學設施建設得到了很大的完善，這也使得信息技術在課堂教學中的應用有了較好的基礎.尤其是現代信息技術中多媒體技術能夠將聲音、色彩、畫面、圖形與趣味性集為一體，借助豐富的色彩和生動的畫面及愉悅的聲音創設出獨屬于數學知識內容的教學情境，將學生的思維和感官引入其中，憑借其境、其景、其物、其情，讓學生產生身臨其境之感，從而激發學生的學習興趣，以及對數學幾何圖形知識的探究欲望，讓學生體驗到一個輕松愉悅、生動有趣的學習過程，使其掌握更加有效的探究與學習方法.

比如，在“元、角、分”的相關知識講授中，教師可以利用信息技術創設虛擬的商場情景，讓學生作為消費者或服務員模擬購物的過程，以實際的應用情境或生活化情境去引導學生將自身思維帶入虛擬的世界，在較為真實且貼近生活實際的情境中為學生展現具體的知識，促使學生空間觀念的形成.

二、借助形象圖形，形成空間概念

小學生的思維能力、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其想象力和創造力，以及各項學習能力.要想讓小學生懂得從具體知識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，即要求學生能從不同方向觀察幾何形體，并抽象出各個面看到的平面圖形.傳統教學中，教師往往需要借助實物來幫助學生進行知識的學習和理解.教師需要將立體圖形其中一個面貼合在平面白板上，描畫后方能夠為學生展現出物體的幾何圖形結構組成部分，這就意味著學生對幾何圖形的學習存在一定條件上的限制，這也是對學生空間觀念建立的制約.而借助信息技術，教師可以讓學生更加貼近幾何圖形的實際，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.

這一類知識的教學往往可以借助電子白板所具有的畫圖功能現場進行圖形的移動，使學生可以通過移動明確物體可觀察部分和不可觀察部分，通過對物體圖形的感知去逐漸建立空間觀念.再如教師可以運用計算機設備設計簡單的小游戲，讓學生通過圖形搭建游戲區感知方塊可觀察面及其變化過程，尤其對于立體的物體可以借助小游戲為學生展現立體物體各面的平面形狀，以及每一個幾何圖形知識的細節與特點，從而為學生建立空間觀念提供有效的途徑.

例如，在小學數學學科“軸對稱圖形”相關教學中，學生往往由于缺少對軸對稱圖形變化過程的觀察而無法快速理解軸對稱圖形的相關知識.如對長方形的對稱軸數量的認知，由于學生不了解長方形軸對稱變化過程，需要逐個嘗試方能夠了解具體對稱軸的數量.再如平行四邊形是否屬于軸對稱圖形，如何畫出圖形的所有對稱軸，這些都是學生無法快速掌握的知識點.教師可以利用計算機軟件模擬出一些軸對稱圖形，制作出圖形沿對稱軸對折變化直至完全重合的過程動畫.針對學生較容易出錯的平行四邊形、長方形，教師可以根據學生所畫出的對稱軸進行對折演示，讓學生清晰地看到平行四邊形、長方形的變化過程，由此明確長方形只有2條對稱軸，而平行四邊形雖然對邊平行且相等，但其不屬于軸對稱圖形.動畫的制作，使原本處于靜態的圖形轉變為動態圖形，不需教師過多贅述，學生就可以正確理解軸對稱圖形的概念及其特征，而且動畫的制作過程也會為學生帶來一定的新奇體驗，使學生產生較為濃厚的觀察興趣.

再比如，在小學數學中關于“角的認識”一課的教學中，其關于“角的大小與角的兩邊的長短不存在聯系”這一知識點，學生頭腦中往往無法快速產生較為形象的圖像，此時教師可以借助動畫的制作，幫助學生獲得這一知識點的圖像及構建過程.首先畫出原始的角，再使用不同顏色標注邊的延長和縮短，整個過程可以以較為緩慢的速度為學生播放和展現，使學生可以清楚地看到邊無論延長還是縮短，角的大小都不會產生變化.動畫的演示可以讓學生更容易形成直觀形象，從而快速理解這一知識點.小學數學知識中，幾何圖形的教學內容大多需要在動態展示和觀察中來進行理解，而傳統的小學數學課堂教學中所采用的教學方法多數為平面展現，由于無法使圖形以動態方式展示，導致學生無法理解圖形變化過程中的相關知識點和具體變化規律，而借助現代信息技術，以軟件來進行動畫的簡單制作，則可以實現靜態圖形轉為動態，讓學生可以直觀地觀察到圖形動態變化過程，幫助學生理解幾何圖形的變化規律.

三、通過觀察活動，發展空間觀念

在小學教學中，教師應該從學生學科素養培育需求角度出發，使學生形成較強的學習能力，更好地學習課程知識.教師在培養學生空間觀念時，可使用多媒體教學方法引導學生對事物進行觀察，并通過對個人事務的觀察獲取信息，逐漸掌握事物的特點.教師還可以通過語言及影視化素材引導學生觀察，使學生對事物有一定的感知，隨后通過詢問讓學生深度觀察并獲取相關內容，掌握形體大小、特征等數據，對物體立體形象有一定的認知.小學生的空間感知能力較弱，對幾何知識學習較為困難，教師可以利用多媒體資源引導學生觀察，使學生快速獲取事物信息，并根據掌握的信息建立空間模型，使學生逐漸形成空間觀念.教師帶領學生學習正方體、長方體體積時，為了使學生在學習中對立體圖形形成空間觀念，使用了多媒體技術向學生展示一個表面全部涂為紅色的正方體，并且將該棱長為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？通過該問題讓學生進行思考，并利用多媒體展示相應的小正方體，再引導學生根據已知信息重新進行研究，增加對該問題考點的把握程度，以在分析研究過程中，促使學生形成空間觀念.考慮到小學生的能力還處于發展初期，因此，教師需要在學生空間觀念形成的初期，利用多媒體技術向學生展示形象的事物，并利用問題引導學生思考，使學生能夠借助影視化素材進行想象，由此幫助學生形成較強的空間觀念，進而快速地學習幾何知識，有效處理幾何方面的問題.

四、助力分析推導，強化空間觀念

在小學數學課堂教學中，對于學生空間觀念的發展，教師可以借助信息技術來實現.教師可以通過信息技術的運用來推導數學知識形成的過程，讓學生可以親自體驗知識形成的過程，幫助學生體驗和探索其內在規律.這不僅僅是一種解決問題的策略，也是學生在探索規律中掌握知識本質的有效途徑.

比如，在“幾何物體體積計算公式”的教學中，教師可以利用信息技術進行體積計算公式的推導.如進行圓柱體積計算公式的推導時，教師可以利用繪圖軟件將圓柱平均分為若干等份，為學生展現圓柱轉變為長方體的過程，使學生明確平均分的數量越多，轉換后的圖形越接近長方體，同時可以引導學生觀察圓柱與轉換后圖形之間的關系，進而推導出圓柱體積的計算公式.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，使學生感受到圓柱的體積與圓柱的底面積和高度相關，可以利用底面積乘高來計算體積.教師在進行長方體與正方體及圓錐等體積計算教學的過程中，也可以運用同樣的方法來進行教學方法的開展.

五、聯系實際生活，鞏固空間觀念

面對小學生進行數學教學工作，教師必須轉變教育觀念，需要基于學生當下的理解能力，使學生聯系自己已掌握的內容，理解數學概念，進而掌握數學概念.利用此種方法，還可以培養學生利用相關知識解決生活問題的能力.教師在培養學生空間能力時，需要聯系實際生活，讓學生可以透過生活視角理解知識.另外，教師要基于數學思維與知識內容存在密切的聯系這一點，通過發散思維訓練，使學生形成較強的空間觀念，擁有敏銳的觸覺，以提高學生對空間的感知能力.教師可以為學生設置一些題目，引導學生從多個層次進行思考，并設置一些發散訓練項目，訓練學生的思維，使學生的智力得到良好開發，能夠從多層面思考問題，對學生空間觀念的形成具有良好的促進作用.

比如，學習“位置”內容時，教師可以通過圖片與話語引導，讓學生聯想日常逛超市的場景，通過不同類型物品的分區擺放，讓學生了解位置的概念.然后，教師可以向學生展示超市物品擺放圖，說出物品名稱，讓學生使用數學名詞說出物品位置，最終通過該活動讓學生了解位置在實際生活中的作用.教師還可以通過一定的訓練活動，幫助學生提高對位置概念的掌握程度，使學生形成空間觀念.教師還需要關注學生在課上的表現，根據學生理解知識的程度，調整教學節奏，將知識與學生熟悉的事物緊密的關聯起來，便于學生把握與位置相關的知識.教師在引導學生學習課程知識時，需要從學生熟悉的事物入手，引導學生關聯新知識，以此提高學生對新知識的掌握程度.

結 語

綜上所述，小學生空間概念的初步養成是當前新課程改革標準和學科核心素養培養理念的重要目標和組成部分，也是當前小學數學教師必須重視和重點研究的教學創新課題.在實際教學中，教師要依據小學生的實際能力、個性特點、認知規律，排除一切影響因素，并借助現代化的信息技術，探究能夠有助于小學生空間觀念初步形成的教學方法和教學路徑，正確引導學生運用思維積極主動地參與信息化教學活動中，使學生可以通過直觀觀察、想象、操作和準確的推導，實現對小學數學幾何與圖形形體特征的深刻認知，從而更好地培養小學生的空間觀念.

【參考文獻】

[1]林小妙.深度融合信息技術，培養學生的空間觀念[J].學苑教育，2020（3）：54.

[2]林秀英.利用信息技術培養小學生空間觀念[J].福建基礎教育研究，2021（9）：89-90.

[3]劉云.利用信息技術手段培養學生的空間觀念[J].新教師，2017（11）：56-57.