基于空間觀念培養的小學數學圖形與幾何教學策略

【摘要】《義務教育數學課程標準（2022年版）》中強調了空間觀念是小學數學核心素養的主要表現之一，是學生形成空間想象力的基礎，其主要是借助數學中的圖形與幾何教學實現.在此背景下，小學數學圖形與幾何教學面臨更高的要求，教師需要重新審視當前教學過程，創新教學理念與方法，將空間觀念培養目標貫穿于圖形與幾何教學的全過程.基于此，文章通過分析當前小學數學圖形與幾何教學存在的問題，從整合教學資源、創設探究情境、借助圖形演示、組織實踐操作、設置拓展練習、創新多元評價等方面針對性地探究了空間觀念培養的策略，旨在構建強調空間觀念培養的圖形與幾何課堂，以期為小學數學教學的改革創新提供啟示，以適應新課改的教育挑戰.

【關鍵詞】小學數學；空間觀念；圖形與幾何；教學策略

圖形與幾何作為義務教育階段數學課程的四大領域之一，在教學中一直占據著重要地位.小學數學階段的圖形與幾何課程內容主要包括“圖形的認識與測量”“圖形的位置與運動”兩方面，為學生提供了認知和探索空間的機會.通過圖形的認識與測量，學生可以逐漸建立起對各種形狀的直觀認知，并培養其對形狀大小、相對關系的敏感性.同時，在圖形的位置與運動領域，學生能夠體驗到物體在空間中的相對位置和運動規律，從而形成更立體的空間觀念.因此，教師要充分挖掘圖形與幾何教學的優勢與潛力，全面培養學生的空間觀念，為他們未來的學業發展與生活實踐奠定堅實的基礎.

一、基于空間觀念培養的小學數學圖形與幾何教學存在的問題

（一）教學內容脫離認知，學生缺乏學習興趣

當前小學數學圖形與幾何教學中，教學內容往往過于抽象，未能貼近學生實際生活，導致學生難以建立起來對圖形與幾何的認知.缺乏趣味性和實用性的教學方法使學生對課堂產生抵觸情緒，進而影響他們主動學習的積極性.這種脫離認知的狀態阻礙了學生空間觀念的形成，亟待尋求創新的教學策略來激發學生學習的興趣與動力.

（二）教學形式注重技巧，缺乏空間觀念引導

傳統的教學形式存在偏向機械性的圖形繪制和幾何計算，而未能有效引導學生深入理解形狀的空間屬性的問題.學生過度專注于技巧性的操作，而對于圖形背后的空間關系缺乏敏感性.這種教學傾向使得學生容易陷入死記硬背和機械運算，而難以培養出對圖形與幾何的整體性、立體性認知.

（三）教學結構側重講授，學生缺少實踐機會

在當前的教學實踐中，一些教師過于注重知識傳遞，而較少提供具體的實際操作和體驗活動，使得學生難以將理論知識與實際空間聯系起來.學生在被動聽講的狀態下，缺乏對圖形與幾何概念的深刻理解.

（四）評價練習單調統一，思維觀念強調不足

傳統的教學評價與練習往往過于單調和統一，強調對具體計算和圖形繪制的考查，而忽略了對學生思維觀念的全面評價.這種評價模式更側重結果而非思維過程，使得學生在追求答案的同時，忽略了形成空間觀念所需的思考和探索，嚴重阻礙了學生獨立思考和解決問題能力的培養.

二、基于空間觀念培養的小學數學圖形與幾何教學策略

（一）整合教學資源，豐富教學內容

教學內容對學生學習興趣和實效產生著深遠的影響.豐富、引人入勝的內容設計能夠激發學生對數學學習的濃厚興趣，使他們更愿意主動參與到學習過程.因此，教師應整合教學資源，豐富教學內容，增強課堂吸引力.一方面，教材作為教學的基礎，包含了豐富的數學知識和圖形與幾何的相關概念.通過深入分析教材，教師可以有針對性地選取與空間觀念培養相關的案例、例題，確保內容既符合學科知識體系，又具備啟發性和實踐性.在整合教材時，教師可以強調與學生日常生活和實際環境相關的內容，以增強他們對空間觀念的感知和理解.另一方面，教師可以利用多媒體技術，包括圖形軟件、視頻資料等，展示具體的實例和形象的圖形模型，以直觀呈現抽象概念.通過這些多媒體資源，學生能夠更直觀地感知空間關系，促使他們在學習中形成更為鮮明的認知.此外，教師也可以引入實物模型和教學工具，如幾何模型、立體圖形拼裝玩具等，幫助學生在實際操作中體驗和理解空間概念.這樣的實物模型不僅可以在教學過程中展示具體的圖形特征，還能夠激發學生的好奇心和實踐興趣，使他們更深入地理解空間概念.

（二）創設探究情境，促進空間感知

圖形與幾何教學常顯得相對抽象，學生往往面臨難以理解的挑戰.為解決這一問題，教師可以通過創設具體生動的情境，將抽象的概念引入實際生活中.為了促進學生對空間的感知，教師可以巧妙地利用多媒體技術，通過引入豐富的圖形和幾何元素，如虛擬建筑場景、三維動畫模型等，創設出一個富有想象力的學習環境.通過這種創設，學生將更直觀地感知空間關系.

以人教版三年級上冊“長方形與正方形”的教學為例，教師可以利用信息技術巧妙創設有趣的虛擬情境.在虛擬情境中，教師可以展示各種建筑物的平面圖和立體圖，讓學生在視覺上感受長方形和正方形的不同特征.通過旋轉、放大、縮小的虛擬體驗，學生可以直觀地了解這些圖形的空間關系，加深對形狀特性的認知.同時，通過三維動畫模型，教師可以展示長方形和正方形的變化過程，比如改變邊長時形狀的變化，以及如何計算周長等.這樣的動態演示可以生動地呈現抽象概念，激發學生的學習興趣，促進他們在動態、互動的學習環境中感知空間.

（三）借助圖形演示，助力空間想象

在小學數學圖形與幾何教學中，學生常常面臨對抽象概念的難以想象和理解.為了解決這一問題，教師可以借助圖形演示，通過生動形象的示例和圖形呈現，為學生創造直觀的視覺體驗.

1.圖形教具演示

教學中的實體教具扮演著不可或缺的角色，它們不僅是觀察和感知的工具，更是激發學生空間想象力的媒介.在教學實踐中，教師可以選擇具有多樣性形狀和結構的圖形教具，向學生展示這些實物，可以生動直觀地演示不同角度和位置的空間關系，幫助學生建立起對圖形的觀察和辨識能力.此外，教師也可以引導學生親自操作圖形教具，通過觀察旋轉、平移、翻轉等操作，培養學生的空間想象能力.

以人教版四年級上冊“平行四邊形和梯形”的教學為例，教師可以使用拉伸縮放平行四邊形教具，展示平行四邊形的特點.通過演示拉伸或縮放梯形，學生可以直觀地觀察到邊長和角度的變化，理解形狀在空間中的變換.這樣的實物演示有助于學生更深刻地理解平行四邊形和梯形的性質.教師也可以使用角尺工具等教具演示平行與垂直的空間構建，通過這些操作，學生能夠更具體地感受圖形在空間中的運動和變化，逐漸形成空間想象能力.

2.信息技術建模

信息技術建模是一項有力的教學工具，教師可以借助互動教學設備，如電子白板或計算機，展示各種圖形的動態建模過程.通過信息技術建模，教師能夠在互動屏幕上生動呈現復雜的圖形旋轉、平移等運動，使學生能夠在虛擬環境中觀察圖形的各個角度和變化過程.這樣的視覺呈現不僅使圖形更具立體感，也激發了學生對于空間關系的直觀認知.這樣的互動體驗能夠促進學生積極參與，加深他們對圖形的空間想象和認知.

以人教版四年級上冊“平行四邊形與梯形”的教學為例，課上教學“平行與垂直”知識時，教師可以利用互動屏幕上的虛擬工具展示兩條平行線之間的垂直線，并通過實時演示調整線的位置，使學生直觀地感知垂直關系.通過這樣的互動展示，學生能夠更容易理解垂直平行線的性質，同時在虛擬環境中觀察圖形的多個角度.同時，教師可以引導學生親自操作，通過親自拖拽虛擬點，改變線的相對位置，觀察垂線的垂足如何隨之變化.這樣的實際互動體驗使學習過程更富有趣味性，有助于學生更深入地理解和運用數學知識.

（四）組織實踐操作，推動空間觀念發展

組織實踐操作是促使學生空間觀念發展的有效手段.通過親身參與實際操作，學生能夠更直接地感知和理解圖形與幾何的空間關系，從而深化對數學概念的認知.這種實踐性學習不僅激發了學生的學習興趣，同時推動了他們在空間思維方面的發展.

1.畫圖增加理解

在教學實踐中，教師可以設計一些涉及多個圖形組合的繪圖任務，如圖形的相交、包含關系等，讓學生通過繪制來展現圖形之間的空間交互.這樣的實踐操作有助于學生理解圖形之間的相互關系，培養他們整體性的空間觀念.同時，教師可以在實踐操作中注重學生對圖形性質的發現與總結，引導他們通過畫圖來驗證和探索數學規律.這種參與性強的實踐操作不僅促進了學生主動學習的態度，同時激發了他們對數學圖形與幾何的深刻興趣.

以人教版四年級上冊“觀察物體（二）”的教學為例，教師可以提供一個簡單的物體，讓學生觀察一個三維物體，如長方體與正方體的組合立方體，并從前面、上面、左面畫出相應的視圖.隨后，教師可以逐步引導學生完成繪圖任務.通過向學生提問，促使他們思考如何在二維平面上準確表達三維物體.比如，從上面看時，哪些邊是可見的，如何表示各個部分的位置關系等.接下來，讓學生親自動手進行繪圖.通過實踐操作，學生能夠更深刻地理解視圖繪制的方法，他們觀察物體、轉化為平面圖的能力也得到了培養.通過這樣的繪圖操作策略，學生在觀察物體的過程中，不僅空間觀察和表達能力得到了培養，也通過實際操作理解了組合立方體的不同視圖，深入理解了空間關系.

2.探究深化觀念

為進一步推動學生空間觀念的發展，教師可以設計具有實際生活聯系的項目，讓學生在課上參與探究，引導學生運用圖形與幾何知識解決實際問題，如設計和建造簡易模型、規劃城市布局等.這樣的實踐操作使學生將所學的理論知識應用到具體場景中，培養他們在實際生活中運用空間觀念的能力.在項目探究的過程中，學生有機會合作、討論，并從彼此的經驗中汲取空間觀念的啟示.教師可以引導學生通過小組合作解決問題，促使他們在交流中深化對圖形與幾何的理解，形成更為綜合的空間觀念.

以人教版四年級上冊“三角形”的教學為例，教師可以提出一個項目任務，如讓學生設計并建造一個簡易的三角形房屋模型.在設計過程中，學生需要考慮房屋的結構，選擇合適的角度和邊長，以確保模型穩定.隨后，學生分組合作，使用紙板等材料開始設計和建造模型.在這個過程中，學生需要運用三角形的知識，如了解三角形的內角和，邊長的關系等.通過實際操作，學生在設計和建造中深化對三角形特性的理解.項目完成后，每個小組有機會向全班展示他們的房屋模型，并分享設計過程中的體會.在展示的過程中，學生有機會闡述他們對三角形特性的理解，形成更為綜合的空間觀念.

（五）設置拓展練習，鞏固空間觀念

傳統的練習往往缺乏針對性和實踐性，限制了學生對數學圖形與幾何的深入理解.因此，教師有必要創新練習，通過設計更具針對性和實踐性的題目，激發學生更深層次的學習動機和理解.在課堂上，教師可以設計涉及圖形的變式和遷移練習，要求學生通過不同角度和位置觀察，推理圖形的性質.通過調整圖形的形狀、大小、位置等要素，引導學生從不同角度思考和解決問題.這樣的設計能夠培養學生靈活運用空間觀念的能力，使他們能夠在各種情境下應用所學的知識.

以人教版五年級上冊“多邊形的面積”的教學為例，教師可以設計一個涉及平行四邊形、三角形、梯形的變式和遷移練習，引導學生通過不同角度和位置觀察、推理圖形的面積性質.比如下面這道題：

小張用一張卡紙剪出一個大寫英文字母“A”，問它的面積是多少？

這道題中將“A”劃分了梯形與三角形，學生在實踐中體驗如何將一個復雜形狀劃分為簡單的幾何圖形，空間分析和劃分的能力得到了培養.學生可以整體計算梯形面積，再計算小三角形與小梯形面積，然后相減得出字母“A”的面積.然后，教師可以再在此基礎上進行變式，如計算字母“E”的面積等，教師通過調整字母“A”的形狀，讓學生觀察不同部分的面積變化，從而培養了學生的空間觀念.

（六）創新多元評價，引導思維發展

傳統的單一評價方式難以捕捉到學生在空間觀念培養中的多樣性學習表現.因此，教師可以引入不同形式的評價，更準確地體現學生的獨立思考、創造性思維以及實際應用能力.首先，教師可以采用開放性問題作為評價工具.這種評價方式鼓勵學生在解答問題時展示獨立思考和創造性的能力.通過提出能夠引導學生深入思考的問題，教師能夠更準確地捕捉到學生對空間觀念的理解深度.其次，教師也可以引入探究性學習和項目作業作為評價手段，能夠更貼近實際應用情境，促使學生將所學的知識融入解決實際問題的過程.通過觀察學生在實際任務中的表現，教師能夠全面評估他們對空間觀念的應用能力.例如，設計一個實際測量圖形的項目，學生需要運用所學的圖形與幾何知識進行測量和計算，從而反映他們對空間關系的深刻理解.此外，同伴互評和自評機制是創新多元評價的重要組成部分.學生通過參與評價過程，不僅能夠提高對自己學習的認知水平，還能夠培養對他人思維的審辨能力.通過同伴討論和分享，學生能夠互相啟發，拓展自己的思維模式，從而促進自身思維的全面發展.

結 語

綜上所述，在基于空間觀念培養的小學數學圖形與幾何教學中，教師應創新多維度的教學方法為學生提供更加靈活與有趣的學習體驗，促進學生的空間觀念的發展和實際應用能力的培養.未來，廣大教師還應不斷優化與實踐這些策略，更加重視學生空間觀念的培養，為其未來學習和生活打下堅實基礎.

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