利用信息技术发展小学生空间观念的策略

吴淑萍

【摘要】在教育体制改革深化和学科核心素养理念及综合素质全面提升理念的大力推行下，小学数学教学要不断转变教学理念和尝试新教学方法，同时要更加注重对学生学科素养的培养和各项综合能力的提高.空间观念作为小学数学学科核心素养的重要组成部分，需要教师以学生为主体，运用多种方法培养学生的空间观念，尤其要能够借助信息技术，从视觉上直观展现数学几何与图形知识，使学生快速理解和掌握空间概念.为此，文章针对如何灵活运用信息技术来培养学生空间观念做出简要的讨论.

【关键词】小学数学；信息技术；空间观念

引 言

《义务教育数学课程标准（2022年版）》中对空间观念的解释可以明确空间观念主要表现为“对空间物体或图形的形状、大小及位置关系的认识.能够根据物体特征抽象出几何图形，根据几何图形想象出所描述的实际物体；想象并表达物体的空间方位和相互之间的位置关系；感知并描述图形的运动和变化规律.空间观念有助于理解现实生活中空间物体的形态与结构，是形成空间想象力的经验基础”.目前，新课程改革标准中将培养学生具备初步的空间观念作为重要的核心教学目标，对此，教师需要帮助并指导学生重新进行几何与图形关系的审视和理解，并积极探索如何有效培养学生空间观念的策略，在提升其空间想象力的基础上，实现空间观念的形成.

一、创设教学环境，初现空间观念

在教育信息化2.0要求下，各地区学校的信息化教学设施建设得到了很大的完善，这也使得信息技术在课堂教学中的应用有了较好的基础.尤其是现代信息技术中多媒体技术能够将声音、色彩、画面、图形与趣味性集为一体，借助丰富的色彩和生动的画面及愉悦的声音创设出独属于数学知识内容的教学情境，将学生的思维和感官引入其中，凭借其境、其景、其物、其情，让学生产生身临其境之感，从而激发学生的学习兴趣，以及对数学几何图形知识的探究欲望，让学生体验到一个轻松愉悦、生动有趣的学习过程，使其掌握更加有效的探究与学习方法.

比如，在“元、角、分”的相关知识讲授中，教师可以利用信息技术创设虚拟的商场情景，让学生作为消费者或服务员模拟购物的过程，以实际的应用情境或生活化情境去引导学生将自身思维带入虚拟的世界，在较为真实且贴近生活实际的情境中为学生展现具体的知识，促使学生空间观念的形成.

二、借助形象图形，形成空间概念

小学生的思维能力、理解能力有着一定的局限性，需要教师通过不同的方法培养其想象力和创造力，以及各项学习能力.要想让小学生懂得从具体知识或几何图形的感知中建立空间观念，就需要锻炼其观察物体的能力，即要求学生能从不同方向观察几何形体，并抽象出各个面看到的平面图形.传统教学中，教师往往需要借助实物来帮助学生进行知识的学习和理解.教师需要将立体图形其中一个面贴合在平面白板上，描画后方能够为学生展现出物体的几何图形结构组成部分，这就意味着学生对几何图形的学习存在一定条件上的限制，这也是对学生空间观念建立的制约.而借助信息技术，教师可以讓学生更加贴近几何图形的实际，通过直观形象的观察快速理解与掌握几何图形的概念及特点.

这一类知识的教学往往可以借助电子白板所具有的画图功能现场进行图形的移动，使学生可以通过移动明确物体可观察部分和不可观察部分，通过对物体图形的感知去逐渐建立空间观念.再如教师可以运用计算机设备设计简单的小游戏，让学生通过图形搭建游戏区感知方块可观察面及其变化过程，尤其对于立体的物体可以借助小游戏为学生展现立体物体各面的平面形状，以及每一个几何图形知识的细节与特点，从而为学生建立空间观念提供有效的途径.

例如，在小学数学学科“轴对称图形”相关教学中，学生往往由于缺少对轴对称图形变化过程的观察而无法快速理解轴对称图形的相关知识.如对长方形的对称轴数量的认知，由于学生不了解长方形轴对称变化过程，需要逐个尝试方能够了解具体对称轴的数量.再如平行四边形是否属于轴对称图形，如何画出图形的所有对称轴，这些都是学生无法快速掌握的知识点.教师可以利用计算机软件模拟出一些轴对称图形，制作出图形沿对称轴对折变化直至完全重合的过程动画.针对学生较容易出错的平行四边形、长方形，教师可以根据学生所画出的对称轴进行对折演示，让学生清晰地看到平行四边形、长方形的变化过程，由此明确长方形只有2条对称轴，而平行四边形虽然对边平行且相等，但其不属于轴对称图形.动画的制作，使原本处于静态的图形转变为动态图形，不需教师过多赘述，学生就可以正确理解轴对称图形的概念及其特征，而且动画的制作过程也会为学生带来一定的新奇体验，使学生产生较为浓厚的观察兴趣.

再比如，在小学数学中关于“角的认识”一课的教学中，其关于“角的大小与角的两边的长短不存在联系”这一知识点，学生头脑中往往无法快速产生较为形象的图像，此时教师可以借助动画的制作，帮助学生获得这一知识点的图像及构建过程.首先画出原始的角，再使用不同颜色标注边的延长和缩短，整个过程可以以较为缓慢的速度为学生播放和展现，使学生可以清楚地看到边无论延长还是缩短，角的大小都不会产生变化.动画的演示可以让学生更容易形成直观形象，从而快速理解这一知识点.小学数学知识中，几何图形的教学内容大多需要在动态展示和观察中来进行理解，而传统的小学数学课堂教学中所采用的教学方法多数为平面展现，由于无法使图形以动态方式展示，导致学生无法理解图形变化过程中的相关知识点和具体变化规律，而借助现代信息技术，以软件来进行动画的简单制作，则可以实现静态图形转为动态，让学生可以直观地观察到图形动态变化过程，帮助学生理解几何图形的变化规律.

三、通过观察活动，发展空间观念

在小学教学中，教师应该从学生学科素养培育需求角度出发，使学生形成较强的学习能力，更好地学习课程知识.教师在培养学生空间观念时，可使用多媒体教学方法引导学生对事物进行观察，并通过对个人事务的观察获取信息，逐渐掌握事物的特点.教师还可以通过语言及影视化素材引导学生观察，使学生对事物有一定的感知，随后通过询问让学生深度观察并获取相关内容，掌握形体大小、特征等数据，对物体立体形象有一定的认知.小学生的空间感知能力较弱，对几何知识学习较为困难，教师可以利用多媒体资源引导学生观察，使学生快速获取事物信息，并根据掌握的信息建立空间模型，使学生逐渐形成空间观念.教师带领学生学习正方体、长方体体积时，为了使学生在学习中对立体图形形成空间观念，使用了多媒体技术向学生展示一个表面全部涂为红色的正方体，并且将该棱长为6厘米的正方体，分割为体积为1立方厘米的正方体小块，然后询问学生该正方体可以切分为多少块小正方体.随后教师提出难度更大的问题，询问学生在新切分的小正方体中，其中一面为红色、两面为红色、三面为红色的小正方体分别有多少块？通过该问题让学生进行思考，并利用多媒体展示相应的小正方体，再引导学生根据已知信息重新进行研究，增加对该问题考点的把握程度，以在分析研究过程中，促使学生形成空间观念.考虑到小学生的能力还处于发展初期，因此，教师需要在学生空间观念形成的初期，利用多媒体技术向学生展示形象的事物，并利用问题引导学生思考，使学生能够借助影视化素材进行想象，由此帮助学生形成较强的空间观念，进而快速地学习几何知识，有效处理几何方面的问题.

四、助力分析推导，强化空间观念

在小学数学课堂教学中，对于学生空间观念的发展，教师可以借助信息技术来实现.教师可以通过信息技术的运用来推导数学知识形成的过程，让学生可以亲自体验知识形成的过程，帮助学生体验和探索其内在规律.这不仅仅是一种解决问题的策略，也是学生在探索规律中掌握知识本质的有效途径.

比如，在“几何物体体积计算公式”的教学中，教师可以利用信息技术进行体积计算公式的推导.如进行圆柱体积计算公式的推导时，教师可以利用绘图软件将圆柱平均分为若干等份，为学生展现圆柱转变为长方体的过程，使学生明确平均分的数量越多，转换后的图形越接近长方体，同时可以引导学生观察圆柱与转换后图形之间的关系，进而推导出圆柱体积的计算公式.除此之外，教师还可能利用课件展示圆形纸片叠加到一定厚度而形成圆柱的过程，使学生感受到圆柱的体积与圆柱的底面积和高度相关，可以利用底面积乘高来计算体积.教师在进行长方体与正方体及圆锥等体积计算教学的过程中，也可以运用同样的方法来进行教学方法的开展.

五、联系实际生活，巩固空间观念

面对小学生进行数学教学工作，教师必须转变教育观念，需要基于学生当下的理解能力，使学生联系自己已掌握的内容，理解数学概念，进而掌握数学概念.利用此种方法，还可以培养学生利用相关知识解决生活问题的能力.教师在培养学生空间能力时，需要联系实际生活，让学生可以透过生活视角理解知识.另外，教师要基于数学思维与知识内容存在密切的聯系这一点，通过发散思维训练，使学生形成较强的空间观念，拥有敏锐的触觉，以提高学生对空间的感知能力.教师可以为学生设置一些题目，引导学生从多个层次进行思考，并设置一些发散训练项目，训练学生的思维，使学生的智力得到良好开发，能够从多层面思考问题，对学生空间观念的形成具有良好的促进作用.

比如，学习“位置”内容时，教师可以通过图片与话语引导，让学生联想日常逛超市的场景，通过不同类型物品的分区摆放，让学生了解位置的概念.然后，教师可以向学生展示超市物品摆放图，说出物品名称，让学生使用数学名词说出物品位置，最终通过该活动让学生了解位置在实际生活中的作用.教师还可以通过一定的训练活动，帮助学生提高对位置概念的掌握程度，使学生形成空间观念.教师还需要关注学生在课上的表现，根据学生理解知识的程度，调整教学节奏，将知识与学生熟悉的事物紧密的关联起来，便于学生把握与位置相关的知识.教师在引导学生学习课程知识时，需要从学生熟悉的事物入手，引导学生关联新知识，以此提高学生对新知识的掌握程度.

结 语

综上所述，小学生空间概念的初步养成是当前新课程改革标准和学科核心素养培养理念的重要目标和组成部分，也是当前小学数学教师必须重视和重点研究的教学创新课题.在实际教学中，教师要依据小学生的实际能力、个性特点、认知规律，排除一切影响因素，并借助现代化的信息技术，探究能够有助于小学生空间观念初步形成的教学方法和教学路径，正确引导学生运用思维积极主动地参与信息化教学活动中，使学生可以通过直观观察、想象、操作和准确的推导，实现对小学数学几何与图形形体特征的深刻认知，从而更好地培养小学生的空间观念.

【参考文献】

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