小学数学中培养学生空间观念的策略

山东省枣庄市薛城区兴仁街道泰山路小学 王为平

空间观念是指由物体特征抽象出集合图形。教师在设计学生空间观念应对策略时，需要从多角度、多层面来进行探究：创设图形情境、实验情境，以启动空间意识；创新实地观察、实践操控，以构建空间经纬；创造推理机制、延伸机制，以拓宽空间思维。课堂教学有多重追求，培养学生的空间观念属于其中重要的教学目标之一，故教师教学设计要围绕以上应对策略展开，促使学科教学趋于空间化。

一、创设生活情境，启动学生空间意识

创设生活化情境，教师利用图形、实验等载体展开教学设计，将教学内容与学生生活实践充分对接，能够顺利启动学生空间意识。

（一）图形情境

图形情境是最为常见的教法应用，教师借助线段、简笔画、图片、照片、图表等图形信息展开教学设计，能够为学生带来更直观的学习体验。学生很容易接受图形等直观信息，教师要抓住这一重要教学契机来精准设计课堂流程与方法，以提升教学适合性。数形结合是重要数学思想，教师利用图形进行课堂授课，符合学科教学基本规律，自然会有更丰富的教学效果。

对接学生生活实际，结合学生熟悉的生活事物构建图形情境，要契合小学生的心理特点和认知特点，帮助学生顺利完成图形知识的迁移学习。例如，青岛版小学一年级数学上册“认识位置”小节学习中，课堂教学的重点内容是让学生能够正确分辨上下、前后、左右等位置关系，教师从学生日常生活入手，通过呈现一些构图元素较为单一的生活场景图片，引导学生认识和理解这些位置关系，并鼓励学生积极表述图片中事物之间的位置关系。用具备真实性和直观性的图片情境，帮助学生完成数学新知的准确建构，在表达活动中，不断强化这些认知理解，树立学生学习信心。随着课堂教学的深入，教师适当进行拓展延伸，引入一些构图较为复杂的生活图片，组织学生结合所学知识，从图中找出体现上下、前后、左右位置关系的不同事物，加深学生数学课堂学习印象，锻炼学生抽象思维能力，培养学生空间观念。

（二）实验情境

教师利用数学实验进行情境创设，能够对学生形成思维冲击。数学实验大多属于空间操作活动，往往需要借助生活条件进行实践操作，其空间感也变得更为突出。摆一摆、拼一拼、画一画、猜一猜等，都是最为简单的基本操作活动，如果教师能够以数学实验形式进行教学调度，自然会产生良好的助学效果。学生对数学实验兴趣颇高，教师在此基础上针对性地做好布设，学生空间观念的培养也就是水到渠成的事情了。

小学生对参与数学实验活动有着天然的学习热情，教师需要着重关注数学实验情境的任务设定，用清晰、明确的实验学习主线，紧紧抓住学生课堂学习注意力。教授青岛版一年级下册“认识图形”的相关知识时，该章节涉及的图形知识主要是各类基础的平面图形，教师围绕图形的辨识与分类来设计实验情境。课堂一开始，教师向学生展示由不同数量的长方形、正方形、三角形、平行四边形和圆等平面图形组成的图片素材，用丰富多彩的作品展示激发学生数学学习兴趣，接着向各小组发放硬纸板裁剪出的各种平面图形，要求学生小组内交流讨论，各自讲一讲这些图形有什么特点，把特点相同的图形归为一类。操作结束后，教师组织小组开始课堂展示，聆听各个小组进行图形分类的依据，并对学生进行必要的思维指导，切入各类平面图形的系统讲解，使学生正确认识这些平面图形的主要特点，构建平面图形与立体图形的有效联系。

二、创新观察活动，构建学生空间经纬

创新观察活动，教师引导学生进行实地观察、实践操控等实践操作，能够成功构建学生的空间域度，使学生获得更鲜活的学科认知。

（一）实地观察

学生对实地观察活动普遍比较感兴趣，教师先引导学生对教学内容进行梳理，找到实地观察的切入点，这样在进入观察环节时，能够有更为清晰的操作路线。实地观察可以获得最为真实、鲜活的数学信息，如果能够深化到实际制作环节，学生形成的知识架构会更牢固。测量、估猜等活动都应该属于实地观察的范畴，教师针对教学内容实际做出相应的教学设计，其调度作用会更为显著。

小学数学教师要大胆打破室内教学的空间限制，在特定的章节内容教学中，带领学生走出教室，把所学的数学知识应用到实际生活中，切身感受数学知识的应用价值。学习了《我们身上的“小尺子”》的相关知识后，学生能够了解到一拃、一庹、一脚、一步等“小尺子”的具体长度和测量方法，但这种认知是较为浅层次的，需要必要的实践学习进行强化。教师组织学生走出教室，到学校操场上亲自测量单杠、沙坑、篮球架、跑道等物品的长度，要求学生自由选择测量物品，根据测量物品的长度差异，自主选择使用哪一种“小尺子”，并做好测量结果的记录。这样的户外教学活动设计兼具开放性与趣味性，学生的参与热情高涨，不仅巩固了课堂知识，还锻炼了学生运用数学知识解决问题的灵活度，使学生对长度概念的认识更为深入。

（二）实践操控

教师引导学生进入数学操作环节，让学生展开具体的观察、测量、对比、归结等实践性学习，能够从实践体验中建立有形的学习认知。如剪纸操作，教师从折叠到裁剪，从设计到观察，都能够给学生带来空间感。数学与学生生活实践有太多切合性，教师要从学生生活实际出发，启发学生在实践操作中形成空间观念。

值得注意的是，教师必须把握好实践操作活动的投放时机，操作活动应在教师必要的演示示范或全面讲解之后进行，以提高学生数学思维的指向性，保障学生实践学习的实效性。如在“平面图形的拼组”课时教学中，教师做好操作活动的示范讲解，用2 个正方形、4 个三角形等不同数目、不同类型的平面图形进行操作演示，让学生观察平面图形灵活拼组后得到的新图形，感受平面图形拼接的数学魅力。在此基础上，教师组织学生运用“七巧板”学具展开实践活动，要求他们分别尝试用其中2 个、3 个、4 个……图形进行拼组操作，并将自己的学习成果展示给小组的其他成员，比较谁拼出的图形更多、更有创意。教师以示范性的操作作为活动教学的切入点，循序渐进地触发学生深度学习，增强学生课堂活动学习体验，塑造学生空间观念。

三、创造联想动机，拓宽学生空间思维

创造联想动机，教师要从学生空间思维构建角度进行设计和组织。教师在数学推理、延伸训练设计时，利用数学问题进行引入，能够催发学生空间意识的觉醒。

（一）推理机制

学生有丰富想象力，教师对此需要有正确认知。在数学学习过程中，教师要利用思考问题设计、数学实验引导、概念推理投放等形式，引导学生展开关联性思考，以拓宽学生思维空间。数学问题本身带有思考性，如果教师能够从空间角度展开具体引导和组织，学生便能够主动展开拓展性思考，在联想想象中建立空间认知。

展开空间推理需要学生建立在一定的几何知识理解和空间思维能力的基础上，教师要深耕教材内容，在中、高学段数学课堂中适当展开空间推理教学。例如，在“圆柱体的侧面展开图”相关知识教学中，学生原本已经掌握了正方体、长方体等立体图形的展开方式，教师启发学生根据之前学习的内容，思考如何展开圆柱体的侧面图形，鼓励学生大胆做出自己的猜想。有了之前的知识基础，学生猜想圆柱体的侧面展开图时会更具方向性，积极进行思考，做出平行四边形、长方形、正方形等猜想。教师组织学生展开数学说理，鼓励学生一一说明自己做出这些猜想的依据，尽管这些猜想和说理的内容可能会存在一些错误，但都是学生探究学习的宝贵财富，对学生空间思维能力锻炼和空间观念塑造都有着积极意义。

（二）延伸机制

设计数学训练题目时，教师要借助直观手段进行具体组织，让学生自然进入数学空间的思维状态之中。数形结合、数学实验、实地测量、手工制作等，都属于数学训练范畴，教师要根据学生学力基础实际做出匹配性设计，促使学生在生活操作中建立空间观念。延伸数学训练设计维度，能够帮助学生形成更多元的空间思维条件，这就要求教师要做好教学调查，增强训练设计的适合性。

数学延伸教学设计需紧密结合小学生的学习能力，控制好拓展教学的思维难度，让学生能够切实得到应用能力的强化和空间意识的训练。例如，教会学生“平移”“旋转”等数学概念后，教师创新课下作业设计，要求学生课下从生活中收集具备平移、旋转图形变化特点的具体事物，用手机摄像功能，记录下这些图形变化过程，并发送到班级微信群中。相比于书面作业，这种崭新的作业形式令人耳目一新，显然也更受学生欢迎。学生课下认真观察、积极探索，拍摄下观光电梯平移、挪动水杯平移、摩天轮旋转、汽车车轮旋转等生活场景，有利于进一步深化学生对“平移”“旋转”两个数学概念的理解，养成用数学知识、数学思想看待生活现象的良好学习习惯。

培养学生空间观念是一个渐进的过程，教师在情境设计、活动安排、思维调度等角度展开积极探索，能够顺利启动学生空间思维引擎。图片、实验、问题、实物、概念、推理等，都属于数学教学可以借鉴的载体，对拓宽学生空间维度有重要促进作用。教师同时也要做好匹配设计，以有效提升学生学习动机，自然构建空间观念认知基础。