融合信息技术 发展空间观念

孙晓平

“空间观念”指在空间感知的基础上形成的关于物体的形状、大小和相互位置关系在人的头脑中的表象，它是人们认识和描述现实世界空间关系，解决学习、生活和工作中各种问题的重要工具。小学数学教材中“图形与几何”领域承载着培养学生空间观念这一数学核心素养的重要任务。如何在教学这一领域内容时融合信息技术，使其更好地服务于教学，促进学生空间观念的发展呢？

一、运用信息技术呈现生活素材，激活空间知觉

儿童最先感知的是三维世界，他们从小就接触各种不同的物体，对物体的形状和大小、物体的运动及物体间的位置关系等有一定的感知，积累了一定的经验，形成了一定的空间知觉。这些已有的来自现实生活的丰富经验是学生观察与想象的基础，是发展学生空间观念的宝贵资源。教学中，笔者充分利用现代信息技术呈现多样的生活素材，以此激活学生已有的经验和空间知觉，激起学生浓厚的学习兴趣。

教学北师大版数学三年级下册《平移和旋转》时，笔者创设了丰富的故事情境，将生活中多个常见物体的运动状态地呈现出来，如闹钟上指针的转动、推拉窗开合、推行李箱、汽车开动、升国旗等。色彩鲜明的卡通动画很快吸引住学生的注意力，既让学生直观感知不同物体的运动方式，又充分激活学生脑海中已有的运动空间知觉。接着，笔者让学生回忆在刚才的动画中，看到了哪些运动的物体，并用手势比划一下，提取已有的运动空间知觉，充分感知不同物体的运动特征，为他们在接下来的分类活动中深化对平移和旋转现象的认识打基础。

二、运用信息技术化抽象为直观，形成空间表象

空间观念的形成需要空间知觉、空间表象的支撑，而空间表象的形成建立在直观感知和体验的基础上。图形教学中存在比较复杂、抽象的概念或者教师不易展示和说明的问题，借助多媒体的直观演示或者手机投屏功能的交互展示，能打破时空限制，化抽象为直观，帮助学生抓住本质特征理解概念，从而形成正确表象，发展空间观念。

教学北师大版数学三年级下册《长方形的面积》时，理解长方形的长、宽与铺在长方形上的每排、每列的面积单位个数的关系是教学难点。課堂上，笔者利用手机投屏功能，直观展示学生用1平方厘米的小正方形测量不同长方形面积的方法：如下图，图形的面积是“3×2=6”平方厘米，3除了表示每排摆3个1平方厘米的小正方形，还可以表示什么？2呢？笔者引导学生观察、交流，并适时用蓝色竖线描出长方形的长、宽各包含几个长度单位（1厘米），帮助学生直观理解每排、每列面积单位的个数就相当于长度单位的个数，突破由面积单位到长度单位转化的难点，使学生理解了长方形的面积等于“长×宽”的本质。当学生计算其他长方形的面积时，便不再盲目模仿公式，他们能在头脑中再现长、宽是几，即在长、宽上摆几个这样的单位面积的空间表象，实现模型的建构。

在“图形与几何”领域内容的教学中，有些操作仅用语言描述学生很难理解。教师针对焦点问题设计短小精练且富有趣味的微课，能有效帮助学生突破难点，达到理想的教学效果。

三、运用信息技术巧设问题情境，发展空间想象力

学生空间观念的培养离不开想象，只有经过空间想象，在逻辑上对图形关系进行基于记忆搜索和信息再现的分析与操作，才能发展学生的空间想象力，提升学生基于空间想象力解决问题的能力。

教学北师大版数学三年级下册《轴对称（二）》时，笔者充分发挥多媒体集形、声、光、色于一体的优势，创设机灵狗将纸对折剪出骨头形状的趣味动画情境，并抛出问题：机灵狗会剪出几个骨头？想象一下，展开后的图形是怎样的？以此引导学生在头脑中进行表象操作，想象纸展开后骨头的根数及样子。然后，笔者用课件展示四幅不同的展开图（如下图），引导学生观察、判断，再次想象哪幅图折叠后会完全重合。最后笔者引导学生操作验证。

以上教学，教师通过运用多媒体创设问题情境，引导学生在展开与折叠中思考、想象，架起学生思维的具象性和轴对称图形内部关系的逻辑性之间的桥梁，使学生准确把握轴对称图形的特点。

四、运用信息技术让练习游戏化，提升空间观念

恰到好处的课堂练习不仅能帮助学生巩固知识，形成技能，而且能启发学生的思维，发展学生的空间观念。笔者在练习中融入游戏元素，借助信息技术让练习游戏化、趣味化。

教学北师大版数学五年级下册《展开与折叠》时，在课中巩固练习环节，笔者设计了如下三道游戏闯关题。

挑战一：精准判断

游戏规则：不借助任何操作，只通过想象，判断图形能否围成正方体；用手势表示正确或错误；全班集体答题。题型如图1，每题预留5秒，超时未完成不得分。

挑战二：纸上谈兵

游戏规则：如图2，独立思考，将答案记录在学习单上。

挑战三：勇闯迷阵

如图3，左边的正方体一半涂了蓝色，右图是其展开图，你能把剩余蓝色部分补充完整吗？

练习时，笔者先用屏幕展示三张倒扣的挑战卡，利用学生的好奇心营造一种神秘氛围，激发他们利用所学新知解决问题的强烈欲望。每翻开一张挑战卡，都伴随“Let’s go”的开始音效与“嘀、嘀、嘀”的结束音效；每一局挑战，学生根据自己的作答情况，在积分卡上填上相应的积分；三次挑战都获得满分的学生将得到一个“头脑王者”的荣誉奖章。目标、规则、竞争、奖励、反馈、音效等游戏元素的融入，充分调动了学生的学习积极性，使他们全身心地投入游戏中并积极思考、想象，把已获得的直观经验转化为抽象思维，从而解决问题、发展空间观念。

（作者单位：枝江市仙女镇仙女小学）

责任编辑  张敏