小学生数学空间思维能力的培养

邹婷

心理学研究表明：空间观念是多个感官协同发展的结果。空间思维能力是学生数学核心素养的综合体现，几何、代数、概率等知识均要求学生有较强的空间思维能力。与其他学科知识相比较而言，数学对学生的空间思维能力提出了更高的要求，重视学生空间思维能力的培养，可以帮助学生打好数学根基，并为学生数学核心素养的提升奠定基础。因此，在教学实践中教师要将学生空间思维能力的培养置于重要位置。小学数学教师应充分意识到学生空间思维能力的培养价值，并在教育政策的引导下采取多种合理措施培养学生的空间思维。本文围绕小学生数学空间思维能力培养展开深入讨论，并根据学生发展需求提出合理化策略。

一、引用生活事例，促进空间意识的形成

受年龄的限制，小学生的思维以形象性和具体性为主，因此教师在培养学生数学空间思维能力的过程中，应尊重学生的身心发展规律，对学生施以正确引导，鼓励学生对空间事物进行细致观察，为空间意识的初步形成奠定基础。以往的教学模式过于重视对理论知识的讲解，这种方式既不利于理论知识和实践活动间的转化，又容易引发学生对学习的抵触心理。而小学阶段的学生对周围的世界有强烈的好奇心以及探索欲望，因此在后续数学空间思维能力培养的过程中，教师应善于从学生的实际生活出发，引用生活事例，引导学生利用生活经验解决数学问题。教师应鼓励学生养成认真观察生活的良好习惯，从日常生活中提炼与空间几何知识有关的事例，利用所学知识解决生活问题，不仅能有效激发学生对数学知识的学习兴趣，还能促使学生进一步感受数学知识和空间思维能力培养的现实意义。

案例：教师在教学人教版五年级下册第三单元第一课时“长方体”时，首先利用多媒体设备展示房子的图片，并向学生提问：“这所房子由哪些图形组成？”以此问题作为数学教学的出发点，引用与学生生活息息相关的事物进行思维引导。学生纷纷回答道：“有圆形、三角形、平行四边形、梯形。”然后教师利用多媒体设备展示房子的立体形态，并向学生提问：“那这所房子中又包括哪些立体图形？”面对教师的提问学生纷纷露出疑惑的表情，紧接着教师拿出长方体教具，利用教具对“长方体与点、线、面的关系”进行讲解。

师：谁能找到长方体的面？

学生纷纷指向长方体上的长方形。

师：那么谁又能找到长方体上的线？

学生纷纷指向长方体的边。

师：长方体的线又叫做长方体的棱。长方体的面和棱有什么位置关系？

学生经过观察后得出：面与面相交的线就是棱。

师：那谁又能找出长方体的点？教师指着长方体的点，并将其定义为顶点。并问道：棱和顶点有何位置关系？

经学生观察后得出：棱与棱相交的点为顶点。

教师引导学生对长方体的面进行观察，长方体由四个长方形、两个正方形组成，学生形成了对长方体的基本认知，形成了初步的空间意识。然后，教师鼓励学生根据长方体的特点寻找身边的长方体，学生对书桌进行观察，提到文具盒、橡皮属于长方体。本次教学活动由生活情境入手，以生活中的具体事物作为巩固，提高学生对长方体特点和性质的认知，有效培养学生观察、比较和抽象概括的能力，为学生数学空间思维能力的培養奠定基础。

二、借助信息技术，推动空间概念的培养

信息技术已深入社会生活的各个领域，信息技术的应用给教育领域带来了巨大发展契机。教师可在培养学生数学空间思维能力的过程中引入信息技术，利用信息技术展示空间概念，将复杂、抽象且静态的数学知识以直观、动态的方式呈现，提高学生对空间知识的理解和应用，从而为学生空间思维能力的培养奠定基础。教师可根据数学空间思维能力的培养要求，通过信息技术展示相关图片以及图片的动态转化，以直观、形象的方式解答代数性问题。信息技术体现的是数形结合思想，此种方法不仅是一种解题思路，更是数学空间思维能力培养的必要途径，利用信息技术将理论讲解和图形相结合是顺应教育领域发展潮流的必要手段。因此，在数学空间思维能力培养的过程中，教师应善于利用信息技术开展数形结合教学，以此培养学生的数学空间思维能力。

案例：教师在教学人教版五年级下册第五单元“图形的运动”时，首先，利用多媒体设备播放游乐场视频，说道：“同学们在参观游乐场的过程中都看到了哪些游玩项目？游玩项目和我们所学过的图形运动中的哪些知识有关？”以多媒体调动学生的学习兴趣，引出本章“旋转”的教学主题。其次，教师为学生准备钟表模型，请学生用语言描述指针从“3”到“6”和从“6”到“12”是如何运动的，并动手拨一拨指针，观察旋转过程，以小组讨论的形式总结旋转要素。在学生的具体操作下，总结旋转的三要素分别为旋转中心、旋转方向和旋转角度。为了强化学生对旋转要素的认知，教师利用多媒体设备展示三角板旋转前和旋转后的图片，如图1所示，并要求学生探索旋转后的图形是围绕哪一点、向哪个方向旋转多少度得到的，经小组讨论后并未得出答案。为了维持学生对旋转知识的学习热情，教师及时介入，利用多媒体设备展示三角板的旋转过程，从而帮助学生建立对旋转的空间认知，最终得出三角板围绕O点顺时针旋转90°。最后，教师利用多媒体设备展示旋转的创意制作，一个等腰三角形以顶点为旋转点，顺时针旋转90°、180°、270°，最终得到一个风车，请学生利用旋转知识进行创意制作。在信息技术的支持下，晦涩难懂的数学知识变得生动、直观，便于学生理解与运用，培养学生空间概念，为学生空间思维能力的提升提供支持。

三、利用互动教学，深化学生的空间感知

互动教学法是营造良好课堂氛围的必要手段，因此教师应在培养学生数学空间思维能力的过程中重视互动教学的价值，以课堂氛围带动学生空间感知的不断深化。一方面，教师可利用“一问一答”的形式形成师生互动。教师在遵循学生身心发展规律的基础上，提出与学生现阶段数学能力和空间思维发展水平相吻合的数学问题，调动学生的探究欲望，根据学生的回答了解学生空间思维发展的趋势，并鼓励学生充分发挥想象力和创造力，构建立体空间图形，从而推动学生思维由平面向空间立体方向的发展与转化。另一方面，教师可利用小组合作学习形成生生互动。新课标也对小组合作学习提出了明确要求，鼓励学生以自主、合作、探究的方式展开学习活动，在分享与交流中激发学生的思维活力，从而构建立体图形，形成空间概念，在思维的碰撞中深化学生的空间感知，提高学生的空间思维能力和数学学习能力。

案例：教师在教学人教版六年级上册第二单元“位置与方向”时，首先利用班级中的多媒体设备播放“杜苏芮”台风的行进路线图，并介绍台风对生产生活以及海上作业的威胁，从而为学生创设学习情境。今天就让我们利用位置与方向的知识模拟一场事故船拯救活动。

任务一：拯救一号船。教师提到：“我是一号船的船员，受‘杜苏芮台风的影响随时面临倾覆危险。我该如何描述一号船的位置才能保证搜救船精准定位？请同学们自主选择直尺、量角器等工具，在任务单上量一量、写一写。”教师邀请学生展示学习成果，学生A回答道：“一号船在东北方向。”其他学生纷纷提出异议，学生A的答案并没有精准播报一号船的位置，应在定位中增加距离和观测点。在学生的讨论和交流中最终确定，一号船在搜救船的东偏北30°方向，距离两千米处。教师对学生的答案进行总结：“恭喜各位成功向搜救船发送信号，那么根据以上情景总结，精准描述一个物体的位置需要具备哪些因素？”学生回答道：“方向、距离和观测点。”

任务二：巩固位置描述。教师提到：“还应明确台风中心的位置，请同学们化身搜救船船长，根据新闻中所提供的位置信息，以小组为单位在示意图中画出台风中心和二号船的位置。”根据新闻播报台风中心在搜救船的东偏南15°方向，距离500千米。二号船在搜救船南偏东40°方向，距离400千米。在确定二号船的位置时，学生先利用量角器找到南偏东40°，示意图中1厘米代表100千米，那么400千米则为4厘米，确定二号船的位置，以小组代表的形式展示小组学习成果。在本节课中，以良好的师生和生生互动推动学生对“用方向和距离确定位置”知识点的理解，在讨论研究中推动学生思维由二维向三维方向发展，深化学生的空间感知，培养学生数学空间思维能力。

四、创设实践平台，助力空间思维能力的培养

实践活动对于学生发展而言具有重要、积极的意义，不仅能够通过实践活动引导学生感受数学知识的科学性和可行性，还能通过学生对实践活动的完成效果明确学生对数学知识的掌握程度以及空间思维发展阶段，从而为后续教学计划的制订提供现实依据。因此，教师应给予实践活动足够重视，并为学生创设实践平台，鼓励学生积极参与其中，通过实践活动巩固学生的几何理论知识，在实践活动中提升学生动手操作能力，以手脑结合为学生空间思维能力的提升助力。

案例：教师在教学人教版四年级下册第二单元“观察物体”时提到：“老师在兔年春节时特意购买了一个小兔玩偶，还拍了一组照片，现在让我们一起来看一看不同角度的小兔玩偶吧。”在展示完毕后，教师提问：“你们能够分辨出三张照片分别是从小兔玩偶的哪一面拍摄的吗？”学生回答道：“第一张照片是从上面，第二张照片是从侧面，第三张照片是从前面。”然后教师拿出小兔玩偶，鼓励学生对小兔玩偶进行拍摄，学生A作为学生代表对小兔玩偶进行观察，在拍摄小兔玩偶正面时，保持视线与小兔玩偶齐平并完成拍摄，以此类推完成上面、侧面方位的拍摄。通过以上教学环节，学生逐渐掌握了观察物体的方法与思路，为后续动手操作实践奠定基础。教师为学生准备多个小正方体，并要求学生利用小正方体摆出多媒体中展示的物体，如图2所示，要求学生对摆出的物体进行细致观察，说一说从上面、左面和前面观察到的图形是怎样的，并将不同方向观察到的图形画在方格纸上，和同桌进行讨论，从哪个位置看图2中的三个物体的图形是相同的。在教师的引导和学生的交流中得出，从上方看图形相同。最后，教师利用多媒体设备展示图片，如图3所示，并提示此图形为从上方看到的，请学生通过动手操作擺出具体物体。以上教学环节能够有效推动学生思维在平面和立体间的转化，并在具体操作中强化学生的空间思维能力。

在小学阶段加强对学生数学空间思维能力的培养，不仅能够有效激发学生对数学学习的兴趣，还是在后续学习过程中探索数学知识和现实世界奥秘的有效工具，为学生数学核心素养的形成助力。小学教师在教学过程中应加强对学生的引导与帮助，鼓励学生勇于实践与探索，从多角度、多领域提高学生的数学空间思维能力，最终提升学生综合能力。

编辑：李琴芳