在小学数学中培养学生空间观念的实践探索

小学数学在整个小学教育中占有重要位置。与其他学科相比，学生需要拥有更强的知识理解和知识应用能力。在小学阶段，会涉及空间与图形知识，这对学生的空间想象力提出了更高要求。然而，因为小学生的理解能力和知识储备还不足，他们的空间观念也比较薄弱，对几何知识的学习比较困难。因此，加深小学生的空间观念，帮助他们拓展想象力，逐步积累学习经验和思维方法就显得尤为重要。一、在培养小学生空间观念时所面临的问题（一）小学生心智发展还不完全由于小学生思维能力的局限，常常只认识事物的表象。同时，小学生只能凭借具体事物或事物的表象进行逻辑思考，需要根据自己身边的事物和场景进行联系，才能形成概念，发现问题和解决问题，因此，教师应了解学生的思维，科学进行指导。小学生心智发展还不完全，自身无法形成完整的空间模型，也不能很好地应用于现实。例如，学生可以通过图形布局和自己的经验，清楚说出物体的三视图，然而，通过物体的三视图，还无法还原成空间模型。例如，当学生学习长方体和正方体时，他们仍然按照学习的平面图形思维来思考，无法把握平面图形和立体图形的区别。（二）小学生对于空间知识缺乏兴趣由于空间知识的抽象性，小学生自我发展的局限性，导致学生对于空间知识缺乏兴趣。对于大多数小学生来说，对空间观念没有概念，即使是形成了一些空间概念，也很难得到应用。而且，大多数教师从成年人的角度看问题，并不能真正了解学生的想法，很难找到引起学生兴趣的方法，导致他们空间观念无法形成。例如，在目前的实际图形教学中，教师并没有指导学生参与图形设计和制作，没有调查学生是否感兴趣，也没有聚焦于学生观察能力的培养，学生难以形成空间观念［1］。二、在小学数学教学中培养空间观念的策略与方法（一）联系生活培养学生的空间观念与生活脱节的小学数学教学，会使教学显得枯燥。只有当知识的学习与实际生活相结合时，才有利于更好地教学。在数学教学过程中，教师应时刻注意指导学生观察各种生活现实，帮助学生建立空间观念与实际生活之间的联系。在生活中，如高楼大厦、纸箱、气球、积木等，都是空间图形。因此，教师可以将生活实际的空间图形纳入教学，构建活泼有趣的课堂。同时，教师需要以生活现象为基础，设计相同的模型，解决不同内容的问题，训练学生的观察分析能力，通过类似问题的训练逐渐形成建模想法，开发解决问题的能力，在交流和讨论的过程中产生思维的火花，打破单一解决问题的想法，全面思考问题。例如，当进行苏教版二年级《认识方向》教学时，在解释了“方向”的定义和基本特征后，教师就会联系到现实生活，让学生对方位概念有具体理解。教师可以询问学生：“超市在学校的什么方向？”“黑板在你的什么方向？”“操场在教室的什么方向？”这样，可以改善学生的空间观念，学会认识方向。再例如，当进行苏教版二年级《认识角》的教学时，在引入角的定义和基本特性后，可以让学生理解现实生活的角。例如，桌子、椅子、门、教科书的四角。这样，学生在实际生活中会找到多种多样的“角”。同样的方法也可以帮助学生简单地区分容易混淆的几何概念。例如，当讲述角与角的区别时，教师可以让学生在现实生活中找到对应的角。这不仅有助于学生学习知识点，也有助于学生在将知识点与实际生活整合的过程中加深对知识的理解。这样，学生就可以在生活中找到数学课本中的概念，增加他们的空间思维能力［2］。（二）增强学生想象能力，培养学生的空间观念小学生空间想象力有限，与计算相比，现有的小学几何知识对小学生来说比较抽象。因此，教师教几何知识时，如果一味解释概念，教学效果不佳。因此，小学数学教师需要逐步培养学生在课堂中的想象力，使学生能形成一定的抽象思维能力。此外，小学生喜欢玩，不想把精力花在思考抽象的空间几何问题上，这就要求小学数学教师要尽最大努力了解学生的心理变化，考虑学生的兴趣，提高学生的空间想象力，积极引导学生思考空间图形与实际对象之间的相似性和不同点。小学生具有好奇心，喜欢联想，教师可以在整个过程中发挥主导作用，观察并适当引导学生，尊重他们的想法，引导他们进行谨慎而全面的观察。例如，借助于道具，教师让学生发挥自己的想法，拼出他们喜欢的立体图形，或者改变一个图形等，培养其创造性，培养其空间观念，让学生的想象得到完整的发展。再例如，在进行《认识射线直线和角》教学时，让学生想象射线的边界在哪里。在这个过程中，学生可以充分思考，在脑海里进行相关联系，深刻理解射线的概念，发挥其抽象思维。（三）鼓励学生动手操作，培养学生的空间观念小学生的思维模式相对简单，往往喜欢实际行动。因此，小学教育和动手操作之间的联系非常密切。为了让学生掌握空间观念，教师必须积极引导学生动手操作，帮助学生掌握具体规律［3］。在小学数学教育中，教师必须充分利用体验活动课程，为学生提供更多的体验机会。同时，小学生对物体的认识建立在观察的基础上，当学生识别一个图形时，必须首先能够观察这个图形，然后开始进行更深入的理解。小学数学教师在开展图形认识教学时，有必要根据图形的特征提供一些工具和材料，让学生从不同的角度观察，这样学生对图形的概念和特征就会有很好的理解，有利于学生正确识别和区分图形。当然，在学生动手操作的过程中，教师不应该干预他们太多，必须给学生选择的权利，让学生通过自己的努力想出正确的解决方案。例如，在四年级《等腰三角形和等边三角形》学习中，学生不能掌握两者之间有什么联系。因此，教师可以让学生动手剪纸，进行两个图形的重叠，在动手中，学生可以一一验证两者之间的特性。再例如，在苏教版五年级《多边形面积》中，教师可以先从生活开始，向学生介绍现实中常见的物体图形。在需要测量物体的面积时，教师可引导学生以拼接和裁剪的形式，将多边形面积的计算转换为所学的长方形面积计算，培养学生良好的几何意识。在制作图形时，学生可以灵活理解图形之间的联系，探索图形的基本特征，明确知识点的具体细节，快速掌握关键点，构建图形知识系统，形成相应的空间观念。（四）用多媒体技术培养学生的空间观念在教学过程中，小学数学教师可以通过多媒体技术，解决实际教学中遇到的一些问题，提高教学的有效性。不仅如此，运用多媒体技术教学还可以帮助学生树立空间观念，因为成年人理解点线面的运动等知识是容易的，但小学生理解和灵活使用还是困难的。例如，在教授六年级《圆柱和圆锥的认识》时，多媒体技术具有强大的交互性，完全反映了参与者的互动性。教师可以使用多媒体技术来向学生充分展示，与枯燥的描述相比，通过形象的演示，图形的运动过程可以给学生留下深刻印象。当出现问题时，多媒体演示过程自然会出现在学生的心里。因此，教师可以展示各种平面图形和立体图形的形成，通过改变不同数字，不同移动路线来展示不同的结果，促进学生的类推能力。另外，多媒体演示可以为学生表达很多抽象的内容，这样学生可以准确指出立体图形的长度、宽度、高度等，很好地应用于理解体积和表面积的计算公式。（五）解决问题，学以致用小学生学习数学知识多是浅显的认识。其原因在于，学生在解决实际问题时，不能灵活应用知识。空间图形与我们的实际生活密切相关，因此，教师不仅可以讲解空间图形的知识，还可以让学生在课后进行自我演练，联系实际生活解决问题。只有在实践和理论相结合的情况下，才能让学生解决实际问题，改善知识应用。在这期间，如果学生在日常生活中遇到问题，就会联系课本，进行相关知识的运用。例如，在六年级《长方体和正方体的表面积》学习时，他们总是按照公式应用计算。这种机械应用不解决实际问题。一旦学生忘记了计算公式，那就容易出错。教师可以给学生进行相关推理，让学生了解公式的形成过程，同时教师可以给学生分组讨论并举例，使学生解决问题具有一定灵活性。例如，在计算游泳池的表面积时，只需要计算四周和底部，不考虑顶部区域。在计算房间的表面积时，不考虑门窗区域。这样，可以让学生明白需要根据实际情况来计算，可以逐步引导学生的思维，加深对知识的理解，提高学生的空间转换能力。（六）尊重学生的想法和意见，充分认知空间观念大多数小学生主要通过课堂上学习的方法，模仿教师的方法解答数学练习问题。教师教数学时，总是非常重视解决问题的方法，让学生解决各种的问题。受这种教学法的影响，学生在数学学习过程中很少聚焦于如何解决数学问题，很少去思考背后的逻辑。这就是说，大多数学生的学习总是停留在问题解决能力的模仿范围，很少探索，难以形成空间观念。在设计课堂时，教师必须考虑并尊重学生的想法和意见。例如，在讲解苏教版六年级《图形的认识、测量》时，教师可以利用文具盒、铅笔等作为工具，让学生自己阐述。在阐述过程中，既是认知变化的过程，又是思维确立的过程。同时，小学数学教师需要加深对学生的理解，根据学生的接受能力设计课堂内容，让学生进行表达。例如，当小学教师讲解苏教版六年级上册《长方体和正方体的认识》时，应该多提问，以了解学生对整个教学内容的掌握。在课堂上，教师可以把学生分成小组，让他们讨论“长方体和正方体”的特征。同时，教师应该在这个过程中进行指导，选择几个问题让小组学生谈谈他们的意见。这样，课堂的学习氛围良好，学生可以更多地表现自己的真实想法，使得学生对空间图形有自己的认知。（七）引导学生加强讨论，去抓住本质思考探索在学生学习数学空间观念的过程中，往往缺乏思考性和探究精神。在教学过程中，教师应该让学生从多个角度观察真实物体，让学生加强讨论，去抓住本质思考探索，这样才能更好地了解知识的深刻内涵。在教学指导过程中，通过加强讨论，学生的参与性得到强化，他们在学习数学的过程中对知识理解也更加深刻。例如，在进行四年级《三角形的内角和》的教学中，学生可以使用他们以前学到的测量方法来测量。然后，可以进行小组讨论，进行三角形的折叠和拼接，以此来计算三角形的各个角。学生在进行折叠和拼接的过程中，通过进行区分，认识三角形的特征，对三角形的问题有了更深的认识与理解。例如，在进行六年级《图形的放大与缩小》教学时，教师提前复制两幅照片分发给学生，让学生用尺子测量两张照片的长度和宽度，要求学生通过讨论说明自己的发现。事实上，学生通过自身发现图形的规律，是一个真实而明确的过程，可以掌握图形的本质。这样，学