巧用数学游戏培养小学生的空间思维能力

韦习娟

[摘 要] 小学数学教学要重点培养小学生的空间思维能力。从低年级的感知空间到中年级的建立空间，再到高年级的想象空间，层层递进。教师在教学过程中，可以利用小学生喜爱玩的数学游戏，如“玩转七巧板”“挑战立方体”“拼搭智慧珠”等，与小学生进行趣味互动，引导小学生探索、发现数学奥秘，从而逐渐培养小学生的空间思维能力。

[关键词] 数学游戏;空间思维能力;小学教育

由于年龄尚小，大部分小学生还停留在形象思维阶段，难以完全理解抽象的数学知识，更难以想象三维空间。为了帮助小学生理解、吸收数学知识，获得空间思维能力，教师可以借助“玩转七巧板”“挑战立方体”“拼搭智慧珠”等数学游戏开展课堂教学，让小学生在开放、轻松、有趣的氛围中探索和发现数学的奥秘，激发对数学的学习兴趣。

一、玩转七巧板，获取空间知觉

皮亚杰的认知发展理论认为，儿童空间观念的演化是在知觉水平和思维水平上进行的。空间知觉是空间思维发展的起点。儿童对图形的认知源于对实物的观察和操作，因此丰富的几何图形可以帮助学生获取空间知觉。例如，教师可以利用七巧板丰富的图形变化特征开展“玩转七巧板”的游戏教学。

七巧板是一种传统的益智类玩具，由七块形状各异的板块组成，其形状分别是两块面积较大的三角形、两块面积较小的三角形、一块面积中等的三角形、一块正方形和一块平行四边形。小学数学教学中的三种基本形状——三角形、正方形和平行四边形都包含在内。七巧板的各种形状之间有着千丝万缕的关系，蕴含着千百种图形变换的可能，这给教师培养学生的空间知觉带来了极大的帮助。

在“玩转七巧板”游戏中，教师设计了三个游戏步骤：认识七巧板、还原七巧板、自制七巧板。教师首先要带领学生看、摸、比、量、试、摆、拼七巧板，然后要求学生进一步熟悉常见的基本平面图形，最后引导学生自主探索各种形状之间的内在联系，建立起大脑对空间特性和空间关系的初步认知。

（一）认识七巧板

小学生还处于形象思维阶段，教师可以通过看图、看视频、听故事等方式让学生了解七巧板，进而激发学生用七巧板玩拼图游戏的兴趣。在学生观察图形后，教师可以给每块板子编序号，以方便学生使用，如图1所示。教师先引导学生比较每种图形的边长，再鼓励学生用几块板子拼出不同的形状，以此帮助学生建立对七巧板的初步认识，最后让学生通过观察、比较、归纳等方法了解七巧板中各种形状之间的内在联系。

（二）还原七巧板

在厘清七巧板的各种形状之间的内在联系后，学生对摆拼图形充满了热情，跃跃欲试。此时教师可以要求学生用尽可能多的方法将七巧板还原成最初的正方形，满足他们的挑战欲，激发他们的动手热情。教师还可以限定完成的时间，以此增加游戏的挑战性。

（三）拼接七巧板

培养学生的图形拼接能力是“玩转七巧板”游戏的重要目的。教师应引导学生用七巧板的三角形、长方形、正方形、平行四边形板块随意组合、拼接成新的形状。例如，用④⑤⑦三个板块拼成一个新的长方形。接着，教师可以要求学生利用小组合作的方式总结出板块拼接的各种组合，并填入表1。这样不仅可以拓展学生的空间思维，还可以提升学生的合作意识。

感知是人脑对客观事物的直接反映，也是认知得以深化的前提。教师通过“玩转七巧板”游戏可以帮助学生获取空间知觉，利用板块拼接让学生直观地感知空间的客观规律，以此积累经验，为下一步的学习打下良好的基础。

二、挑战立方体，丰富空间表象

空间表象是关于物体、图形的形状、大小及相互位置关系的印象，它是在空间知觉的基础上形成的。小学生在低年级升至中年级的过程中，对物体、图形具体形象的感性认知会慢慢地转变为直观的空间表象。教师可以在这一过程中借助“挑战立方体”游戏，培养小学生的空间思维能力。

“挑战立方体”游戏能帮助学生掌握关于立方体的基础知识及丰富空间表象。教师可以将游戏分为“平面拼图”“截面的形状”“粘一粘”三个部分。在游戏中，通过对立方体中的小方块进行翻转、组合，小学生不仅可以感知到立方体的变形、转换规律，还可以提升观察能力和研究能力，以此有效构建空间表象。

（一）平面拼图

学生按照教师的要求摆放积木，例如，用4个双阶立方体，摆成“回”字。这可以培养儿童的观察能力和选择能力，对小学生来说是一种全新的体验。

（二）截面的形状

教师引导学生利用手边的小立方體制作几何体，从不同方向观察，并想象截面的形状。通过不断尝试，学生可以认识到不同截面的形状。

（三）粘一粘

教师引导学生移动、旋转几何体，形成不同的空间表象，并将其深深地印在脑海中，以此培养学生的物体组合能力。

借助“挑战立方体”游戏，可以让抽象的数学知识变得形象起来。在教学过程中，教师可以引导学生观察实物、模型、图片等，将操作与思考相结合，以此促进学生形成并发展丰富的空间表象。这样，学生就能够在“具体—表象—抽象”的认知过程中建立起对空间的概念。

三、拼搭智慧珠，发展空间想象

空间想象力是对现实中存在的客观事物的大小、形状、位置关系的表象或过去感知存在大脑里的空间表象，进行合理的加工、改造，形成新的表象，产生新的认知能力。培育空间想象力是发展小学生空间思维的最终目的，而丰富的现实原型是发展儿童空间想象力的宝贵资源。例如，教师可以开展“拼搭智慧珠”游戏。智慧珠游戏拼盘是由日本专家研究设计的智力游戏产品，由1个游戏盘和12组不同形状的珠体组成，共有19887种平面组合方式和2582种立体组合方式，当中既有部分与整体的区分，又有平面图形到立体架构的提升。在游戏过程中，学生可以完整实践、操作和体悟图形变换的过程，使思维“立”起来，完成由平面思维到立体思维的突破，进而提升自身的空间思维能力。

空间思维能力对数学学习的重要性不言而喻，而数学游戏对培养小学生的空间思维能力有很大的帮助。教师可以利用小学生喜爱的数学游戏，帮助他们获取空间知觉、丰富空间表象和发展空间想象，进而提升学生的空间思维能力。

参考文献

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