巧用圖形提升小學數學空間觀念

[中圖分類號]G623.5 [文獻標識碼］A [文章編號]2097-2539(2024)20-0125-03

在課程標準深化改革，對小學數學教學提出了越來越多的要求。尤其是核心素養的提出，轉變了傳統數學教學的目標，要求教師以培養學生核心素養為導向，才能實現學生全面發展。而空間觀念是幾何直觀素養的重要組成部分，也是小學數學教學應培養學生形成的觀念，這為學生后續學習奠定良好的基礎。因此，在小學數學教學中，教師需要從教學內容出發，突出圖形教學的優勢，不斷激發學生學習興趣，以此實現空間觀念的提升。

一、巧用圖形提升小學數學空間觀念的意義

第一，有利于發展學生幾何直觀素養。在課程標準中，明確提出學生需要使用數學知識對現實生活進行觀察。在小學階段中，學生使用的數學知識包括了很多內容，而空間觀念是其重要組成部分。如果從空間觀念分析，其是圖形與幾何部分的核心素養。如果從數學核心素養出發，空間觀念與幾何直觀素養存在密切的關系。一般情況下，學生在小學階段會先形成空間觀念，隨著幾何圖形教學內容的深入，會逐步發展成為幾何直觀素養。基于此，在小學數學教學中，提升學生空間觀念非常重要，這為后續學生核心素養的培養奠定良好的基礎。

第二，有利于提高數學思維能力。數學學科與其他學科不同，其與生活實踐存在密切的關系。在小學數學教學中，其本質目的是需要學生使用數學思維對生活實踐現象的本質屬性進行揭示，從而認識到數學知識與生活實踐的關系。在課程標準中，也明確了數學與現實生活的聯系。基于這種情況下，在小學數學教學中，思維訓練是非常重要的內容。在具體教學過程中，教師借助圖形教學，提升了學生空間觀念，可以實現學生數學思維的發展。從本質上而言，空間觀念是將客觀事物從直觀轉變為抽象的過程，這需要學生抽象力、想象力、創造力的參與。而且，在學生空間觀念形成和發展中，也需要進行大量的觀察和實踐，這些都可以幫助學生發展數學思維。

第三，有助于激發數學審美意識。在課程標準深化改革后，明確提出了五育并舉，從而實現學生全面發展。但是，從小學數學教學情況分析，美育并未得到有效落實，這源于數學教師更多側重于學生其他方面的培養，未能關注美育元素與數學知識的融合，直接影響學生全面發展。而在數學圖形教學過程中，教師需要對學生空間觀念培養，其為美育提供了良好的途徑。一般情況下，圖形中具有很多的審美元素，是數學教學中美的體現，依托空間觀念提升的過程，可以讓學生感知到對稱美、和諧美等，從而激發學生數學審美意識，以此達到了美育和智育的融合。

二、小學數學教學中學生空間觀念培養的現狀分析

第一，學生能力發展不均衡。從小學數學教學分析，學生的空間觀念在不同維度上體現出發展不均衡的現象，部分學生難以將抽象幾何知識與客觀事物建立有效聯系。而且，低年級學生因認識水平的限制，未能對空間關系形成正確的認知，還是處于直觀感知階段，直接阻礙學生空間觀念的形成和發展。

第二，教學內容與生活實踐脫節。從小學數學教學分析，雖然教師重視學生空間觀念的培養，但是圖形與幾何圖形知識僅停留在課本上，未能與學生生活實踐進行聯系，導致學生缺乏知識遷移應用能力。在這種過程中，學生所形成的空間觀念，難以對生活實踐問題進行解決，直接影響學生數學核心素養的發展。

第三，教學方法與評價方式單一。部分數學教師還是使用傳統教學方式，未能關注學生的學習體驗，側重于結論概況，也沒有開展項目式探究活動，難以提高教學效果，最終阻礙了學生幾何直觀素養的形成和發展。雖然部分教師加強了數字化教學工具的使用，但因自身能力的影響，并未很好發揮這些工具的作用，甚至出現了大量不合理使用、濫用等現象，直接影響教學質量提高。此外，在學生空間觀念測試過程中，僅使用靜態圖形辨識，未能對學生動態思維進行考查，難以推動學生空間觀念的持續發展。

第四，學生實踐與思維訓練割裂。在小學數學教學中，課堂實踐活動更多是動手做，未能對實踐操作現象深度分析，導致思維與實踐脫節。例如，在圖形教學中，學生雖然可以完成教師布置的實踐任務，但是沒有對其中的規律總結，最終阻礙了學生空間觀念的發展。

三、巧用圖形提升小學數學空間觀念的策略

（一）創設生活圖形情境，激活學生空間觀念

在小學數學教學中，教師需要從課程標準內容出發，依托具體教學內容，不斷提升學生空間觀念，為核心素養形成和發展奠定良好的基礎。為確保學生形成空間觀念，教師應創設生活圖形情境，激發學生學習興趣，促使其對空間表象形成一定認識。在小學階段中，學生思維以形象思維為主，且有一定的生活經驗，選擇學生生活中接觸的圖形，很容易讓其產生空間感知?；谶@種情況下，教師應從學生生活實踐經驗、認知發展情況等綜合考慮，結合圖形教學內容，營造針對性的生活圖形情境，才能激活學生空間觀念。以“認識圖形（一）”為例，在該課教學中，學生能掌握多個圖形的外在特點。在營造生活圖形情境中，教師需要選擇學生生活常見的物品，這些物品與教材的圖形相對應，如長方體紙巾盒、正方體餐盒、圓柱體水杯等。通過對這些物品直觀展示，要求學生分析每個物體的外在特點。并且，在分析前，教師將學生劃分為能力相當的小組，其可以對分析結果溝通交流，從而明確每個物體的外在特點。在學生交流中，教師對其觀察，可以及時發現學生分析中存在的問題，也適當進行指導，確保分析活動的順利完成。此外，基于學生分析的結果，教師提出問題：“你在生活中還見過類似的物品嗎？”學生回答：“長方體有橡皮、課本、文件盒，正方體有粉筆盒、骰子”。因此，在小學數學教學中，教師通過營造生活圖形情境，拉近了數學與學生生活的距離，促使學生從生活實踐中抽象出圖形，從而實現空間觀念的形成。

（二）借助圖形觀察描述，喚醒空間觀念

一般情況下，空間觀念的形成與發展與學生觀察有著密切的關系。這源于觀察活動是學生對外在事物感知的一種方式，其有著直接性，并且學生的觀察經驗越來越多，也會推動空間觀念的持續發展。為此，在小數數學教學中，教師需要依托教學內容，充分發揮圖形教學的優勢，設計相應的觀察活動，激發學生探究興趣，引導學生對觀察到的現象描述，從而實現空間觀念的提升。在空間觀念培養中，最為核心的內容是需要學生描述圖形的運動和變化規律。但是，在描述前，學生先要完成觀察。一般情況下，以“角的初步認識”為例，為滿足學生觀察的需求，教師準備了相應的教學工具，如彩紙條、圖釘、手工剪刀等，按照教學活動的要求，裁剪了2對長短不同的彩紙條，用來制作活動角。在該活動角中，教師先使用較長的彩紙條進行演示，再用較短的彩紙條演示，要求學生觀察兩組活動角的變化。為確保學生觀察結果的正確性，為了提高教學效率，教師將學生劃分為能力相當的小組，促使每組學生將自己觀察的結果進行分享，從而引發組內學生討論，以此得出了正確的結論。在這種情況下，學生領悟到決定活動角大小的因素是兩邊彩紙條張開的大小，與彩紙條長度沒有任何關系。此外，每組學生利用重合方式驗證了結論的正確性，既可以深化理解數學知識，又能讓學生的觀察能力得到發展，從而實現了空間觀念的提升。

(三)利用圖形操作探究，構建空間觀念

針對學生空間觀念的培養，需要讓其參與相應的實踐活動，才能增強學生對空間和圖形知識的認識。并且，從小學階段學生分析，其具有好奇心、好動等特點，開展實踐活動，符合學生個性特點，有助于產生更好的教學成效?；谶@種情況下，在小學數學教學中，教師應為學生提供實踐機會，結合圖形教學內容，設計針對性地操作活動，從而實現學生空間觀念的構建。以“圖形的運動（一）”為例，在該課教學中，其教學目標是認識軸對稱圖形的基本特征。在具體操作探究活動中，教師為每個學生準備了彩紙、手工剪刀等，并使用多媒體呈現了非常多的圖案，如五角星、剪紙畫等，從而布置實踐任務：“你可以利用當前的工具，剪出一個軸對稱圖形嗎？”對該活動，學生參與的積極性很高，很快剪出了多樣性的圖形。教師觀察了學生的實踐過程，提出問題：“這些剪紙都非常好看，你是如何剪的？”學生回答：“先把彩紙對折，再對折位置畫出圖案的一半，沿著畫線的部分進行剪，就可以得到軸對稱圖形?！苯處熇^續提問：“如果判斷圖形是軸對稱圖形呢？”基于該問題，學生間進行溝通交流，從而得到正確的答案：“先將剪好的圖形沿著中間的對稱軸對折，如果可以完全重合，說明是軸對稱圖形?！痹谶@種教學過程中，依托實踐活動的開展，增強學生對數學知識的認識，從而實現學生實踐能力、空間觀念的發展。

（四)依托圖形創意設計，深化空間觀念

從學生空間觀念培養而言，僅依靠記憶是不夠的，還需要不斷激發學生的創造力。從圖形角度分析，其本質上具備了創造性，而小學階段的學生處于想象力的發展時期，教師應結合教學內容，充分發揮創意元素的作用，既可以滿足學生學習需求，也可以實現學生空間觀念的形成?；谶@種情況下，在小學數學教學中，教師需要進行圖形創意設計，鼓勵和支持學生依托現有知識和生活經驗，創造出自已喜歡的圖形作品，從而深化學生空間觀念。以“三角形”為例，在教學過程中，因學生從之前學習中掌握了基礎知識，知道了很多三角形概念。在圖形創意設計中，教師為每個學生準備了七巧板，并且要求學生分析七巧板的圖形組成。經過探究后，學生回答：七巧板是由5個等腰直角三角形、1個平行四邊形、1個正方形組成。基于此，教師提問：七巧板有著非常多的使用方法，請結合你的生活實踐經驗，使用三角形設計圖案，看誰的圖案最有創意。在該創意任務的驅動下，每個學生都參與了設計，從而得到了多個圖案，如房子、游艇、蝴蝶等。因此，在該活動開展中，增強了學生學習體驗感，促使其依托立體空間再次對三角形產生深刻認識，以此實現空間觀念的深化。

四、結語

在課程標準深化改革中，對小學數學教學提出了越來越多的要求，尤其是核心素養的提出，促使整個教學目標發生了轉變，更加需要教師培養和提升學生空間觀念，才能實現學生幾何直觀素養的形成和發展。但是，從以往小學數學教學分析，其中還是存在很多問題，導致難以很好地提升學生空間觀念?；谶@種情況下，為實現學生空間觀念的提升，教師應認識到圖形教學的優勢，結合學生個性特點、認知發展水平等，開展豐富多彩的圖形教學，可以顯著提升學生空間觀念。因此，在小學數學教學中，教師應結合教學內容，靈活運用圖形教學，實現學生空間觀念的發展。

參考文獻

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（責任編輯：易佳）