基于小學數學核心素養簡析空間思維能力的培養策略

熊樂樂

摘? 要：在素質教育背景下，核心素養的形成與發展是新課程改革的最終目標。在小學數學教學中，教師應堅持“以生為本”的素質教育理念，發揮信息化資源的優勢，創新教學策略和教學方法，在學生的頭腦中建設思維空間，通過構建創新思維和空間思維，提升學生的空間思維能力，利用具象的教學案例抽象出學生的圖形和空間認識，讓學生形成立體化的思維。文章通過分析當前小學數學核心素養的培養現狀，探究小學生空間思維能力的培養策略。

關鍵詞：小學數學;核心素養;空間思維能力

當前小學數學中的空間思維培養分布在立體幾何和平面幾何的課堂學習中，讓學生通過學習長方體、長方形等建立空間和圖形思維，讓學生在直觀感知圖形的基礎上，學會抽象化的立體空間思維。新課改中明確提出，小學數學課堂應注重培養學生的思維能力，讓學生在學習幾何函數的基礎上，拓展學生的思維空間，從而促進全體學生在德智體美勞等方面的全面發展。

一、小學數學空間思維的內涵及培養意義

（一）小學數學中空間思維的內涵

數學空間思維是對小學數學內容中的空間形式、數量關系、結構關系的本質屬性進行思考的一種能力。數學核心素養是小學生掌握數學內部規律的見解反應。小學數學教師應根據一般性的思維規律，組織學生參與正確認識數學內容的理性活動。

小學數學新課標要求，在構建學生的空間思維時，應注重使學生在觀察、操作等活動中，取得對簡單幾何體和平面圖形的直觀經驗。因此，教師應在學生的思維中構建空間思維，啟蒙學生對空間性的創新思維，通過教學案例活動，讓學生接觸日常用品、游戲用品的角、棱、面，感受日常中比較容易接觸的空間思維。教師還應組織學生感知物體平移、旋轉的過程，讓學生在頭腦中形成空間概念。

（二）小學數學培養學生空間思維的意義

一是有利于培養學生的核心素養。小學數學核心素養包括數感、符號意識、空間觀念、數據分析觀念和運算能力等。培養小學生的數學空間思維是培養小學生數學核心素養的前提和基礎。

二是有利于激發學生的數學思維興趣。數學空間教學不僅局限于數學課本上，教師通過展示教具模型，讓學生參與到數學思維的形成與發展過程，可以激發學生學習數學的興趣和愛好，并讓學生在數學課堂中的心理活動處于最佳狀態。

三是能有效提升學生的數學問題解題能力。在小學數學教學中，不僅需要向學生講述數學理論知識，還應當培養學生利用數學知識去解決問題的能力。培養學生的空間思維能力，讓學生從不同的角度去審視問題，讓學生通過三維立體觀察，探究數學問題，對數學問題的內在規律和聯系分析探究更為精準，讓學生拓展解決數學問題的思路，提升解決數學問題的能力。

四是有利于提升學生的邏輯思維能力。邏輯思維是學生發現問題、分析問題、解決問題的必要條件，教師在培養學生數學空間思維的過程中，讓學生以喜聞樂見的方式感知教學案例中的邏輯性，從而可以提升學生的邏輯思維能力，為學生后期創新思維的形成與發展奠定良好的基礎。

二、基于小學數學核心素養簡析空間思維能力的培養策略

（一）借助實物模型，引導學生直觀感受空間思維

在當前小學數學的教材中，附帶有一定的數學工具，其中也包括一些實物模型，教師在展示實物模型的過程中，能夠讓學生直觀感知數學空間概念，將抽象化的思維具體化，并以學生自主觀察的方式開展課堂教學，調動學生的視覺、聽覺、觸覺等各種感官，并讓學生參與到數學學習中，讓學生通過親自感知，深刻認知數學教材中的空間和圖形。因此，小學數學教師應充分發揮實物模型的優勢，并積極借助小學生日常接觸的實物，讓學生對數學知識產生熟悉感，能夠直觀感受抽象的空間思維。小學階段的學生年齡較小，自身的知識儲備有限，教師通過實物激發學生的想象力，讓學生借助實物模型進行聯想，從而可以激發學生的空間思維，豐富學生的身體感官體驗。

例如，在教學“基本的圖形”知識時，教師可以讓學生制作圓形、方形、長方形的卡片，讓學生認識不同圖形的差異性，并以對比的方式，強化學生對日常所見圖形的認知，使學生對圖形產生直觀感知和深刻認識。在教學“立體圖形”知識時，教師可以借助學生的課本、筆盒、橡皮等學習用品，為學生講解長方體立體組合的特點，從而弱化長方體理論知識的抽象性，讓學生能夠直觀感知長方體的空間性，提升學生的空間思維。在借助實物模型進行空間思維訓練時，教師應讓學生帶著目的觀察，以提問的方式激發學生觀察實物模型的興趣，讓學生在觀察物體的過程中進行積極的思考。

（二）借助多媒體技術，提升學生的圖形理解能力

在信息化教學背景下，多媒體信息技術在我國的大中小學普及，豐富多樣的教學手段貫徹落實到了教學的全過程，使學生空間思維的形成和發展實現了質的飛躍。在當前多媒體數學課堂中，教師可以使用5分鐘左右的微課，讓學生感受圖形的變形和轉換，了解圖形的本質特征。在信息化網絡中，有豐富的優質課與公開課資源，教師應充分學習并利用，通過使用創新性的圖形理解方式，提升學生的空間思維能力，以促進學生數學核心素養的形成和發展。此外，教師還可以利用沃克白板、Flash動畫、幾何畫板等教學軟件，為學生提供動態、可視化的圖形轉化過程，讓學生能夠直接觀察數學幾何與代數中的空間感，培養學生的空間、圖像思維能力，并提升學生使用網絡搜集信息的能力。

例如，在教學人教版五年級上冊《平行四邊形的面積》一課時，教師可以視頻或者動畫的形式導入新課，集中學生的注意力，為學生創設平行四邊形變化的過程，組織學生深度學習平行四邊形的面積公式，掌握相關的變化規律。教師還可以組織學生親自操作沃克白板，讓學生通過移動四邊形線條的方式，直觀感知平行四邊形的空間圖形，讓學生掌握平行四邊形的面積計算方法，從而提升學生的圖形感和空間感，培養學生的空間思維能力。

（三）運用運動變化的實踐活動，啟發學生的空間思考

小學生對空間抽象思維把握不準，很難建立空間思維。教師應組織學生參與運動變化的實踐活動，創設多種動手思考的機會，讓學生通過畫、擺、量、拼等動手活動，鞏固深化對數學知識的理解，并拓展學生的空間觀念。在涉及立體幾何的表面積計算時，教師應積極分解、組合平面圖形，利用運動變化的觀念，將圖形進行變換。一方面，教師應讓學生掌握幾何圖形的位置變換規律，為后期的圖形變換積累實踐經驗。另一方面，教師應拓展學生的空間思維和空間觀念，啟發學生對空間圖形的思考。學生在掌握圖形本質特征的基礎上，能夠深刻領悟幾何空間圖形的運動變化，在圖形的形狀、大小、方位進行運動變化的過程中，正確求解圖形的面積。

例如，在設計立體圖形題目的過程中，教師應根據立體圖形的表面積計算方式，多角度地進行空間變換、組合和分離，啟發學生的空間思考。教師可以為學生設計以下運動變化的數學應用題目：把一個長15厘米、寬9厘米、高6厘米的長方體木條沿橫切面切2段后，表面積增加了多少？教師在組織學生分析這個題目時，應利用沃克白板，為學生形象地展示長方體的運動變化過程，將橫切活動真實地展現在學生面前，并為學生展示長方體的運動變化過程，從而啟發學生對長方體被切除后的表面積進行空間思考。如：“一個底直徑9厘米，高6厘米的圓柱體沿底面直徑切開后，表面積增加了多少？把這個圓柱截成兩個小圓柱后，表面積又有什么變化？”教師可以組織學生利用硬紙板制作圓柱體，并要求學生將圓柱體沿底面直徑切開，讓學生能夠親自參與到圓柱體的運動變化實踐活動中，從而啟發學生對空間立體圖形變化的思考。

（四）強化發散思維的綜合訓練，提升學生的空間思維水平

小學階段的數學幾何空間學習中，教師可以提供適當的邏輯教學內容，培養學生掌握并運用知識的能力。在提升學生空間思維的基礎上，教師應強化學生的發散思維綜合訓練，讓學生根據題目中已知的數量關系探究多種解題方法，讓學生的思維發散出去，從而開發學生的智力思維能力，活躍學生對數學題目的解題思路，從而拓展學生的空間觀念，提升學生的空間思維水平。小學生受性格因素、學習習慣、學習基礎的影響，有著差異性的知識層次和學習水平，教師應根據學生的差異性表現和現有知識水平，遵循學生的認知發展規律和身心發展特征，由淺入深地挖掘幾何空間思維方法，為學生提供多元化的感性材料，并作用于學生的視覺、聽覺等多種感官，通過認知活動豐富學生的發散思維訓練，從而提升學生的空間思維水平。

例如，在教學陰影面積求解時，教師可以設計如下題目：一個長5厘米、寬3厘米的長方形和一個邊長為3厘米的正方形組成如圖1所示的整體圖形，求陰影部分的面積，你能使用多少種解題方法？

這道題只有一個問題，就是求出陰影部分的面積，學生可以通過多種解題方式，如“補”“移”等方式。比如第一種解法，學生可以從整個圖形中減去一個空白的三角形。這種解法是最簡單、最直接的減法，得出的計算公式與課本教學中的解題方式相同。另外，教師可以激發學生的發散思維，引導學生發現第二種解題方法，將陰影三角形旋轉到對稱的空白三角形位置，所形成的正方形面積就是陰影部分的面積，即3乘以3等于9平方厘米。

（五）恰當利用圖形教學工具，增強學生的圖形動態意識

在小學數學幾何圖形的知識教學中，學生對單個幾何圖形知識的掌握比較熟練，但是在對幾何知識的綜合應用上存在很大的欠缺。出現這種情況的主要原因是學生將幾何圖形的探究處于靜態，沒有觀察圖形組合的動態性特征。對此，教師需要強化學生的圖形轉換意識，讓學生從動態的思維去探究幾何圖形的特征，尋找各個圖形之間的聯系，從而利用幾何知識有效地解決幾何問題。教師可以利用圖形教學工具，讓學生能夠動態地觀察圖形的變形。

例如，在教學《圖形的運動（三）》這節課時，如果教師在黑板上為學生繪畫出相關的幾何圖形，然后讓學生觀察幾何圖形的旋轉、平移等運動，那么學生對相關概念知識的理解不夠深入，學生也不能感受幾何圖形的動態特性。這時，教師可以為學生準備一些幾何圖形教具，如各種圖形的尺子、各種圖形的積木、各種圖形的七巧板等。教師為學生準備這些圖形教學工具，然后按照圖形的運動知識，將這些圖形教學工具為學生動態地展示平移、旋轉等知識，從而增強了學生動態觀察圖形的意識。除此之外，對一些多圖形面積、周長等計算題目，教師也應當引導學生擁有動態觀察圖形的意識。教師可以組織學生利用七巧板擺出題目中不規則的圖形，然后將題目中的多邊形圖形進行三角形、四邊形的轉換，從而引導學生利用已學的幾何圖形知識解決幾何難題。

總之，數學教師利用圖形教學工具，增強學生的圖形動態觀察意識，能讓學生對變形圖形的理解更為精準、有效，提升了學生的幾何問題解決能力。

三、結語

新課程改革強調塑造學生的核心素養，小學數學應注重培養學生的數學空間思維能力，發散學生的創新性思維，從而提升學生分析問題、解決問題的能力。在小學數學課堂中，教師應創新教學方法，采取多元化的教學策略，結合小學生的認知思維發展規律，借助實物模型，引導學生直觀感受空間思維，借助多媒體技術，提升學生的圖形理解能力，運用運動變化的實踐活動，啟發學生的空間思考，強化發散思維的綜合訓練，提升學生的空間思維水平，創設高效的小學數學課堂，最終培養學生的核心素養，為學生的未來綜合發展奠定良好的基礎。

參考文獻：

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（責任編輯：鄭? 暢）