小学数学空间观念培养策略研究
——以小学高年级为例
《义务教育数学课程标准(2022年版)》(以下简称"新课标"提出,空间观念主要是指对空间物体或图形的形状、大小及位置关系的认识,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.[本研究融合了质性与量化,采取了多种探索手段进行深人探究,以期拓展教师对空间观念理论的理解,协助其准确把握学生空间观念发展的特点与个体差异,进而为后续教学提供有针对性的指导.
1创设情境,在生活中构建空间观念
许多数学符号都是基于日常生活产生的,因此,教师要立足生活实际,引导和塑造学生的空间认知.良好的教育应源自生活,并应用于生活,学生的真实生活经验才是塑造空间观念的基础.教师要将教育融入日常生活之中,构建多样的生活情境,使学生能够在这个过程中培养空间观念,并通过反思来加强空间观念.
1.1激发学生兴趣,将尊重与引导相结合
培养学生对数学学习的兴趣,并使其保持持久的学习动力,对提升他们的空间观念具有重要影响.教师应注重通过创设情境激发学生的内在兴趣,并充分尊重他们的个性特点与认知偏好.只有深入理解学生的内心世界,才能把握他们的真实需求与兴趣所在.然而,这并不意味着无原则地迎合或放任.教师应在关注学生兴趣的同时,给予适当引导,避免学生仅停留于表面喜好而忽视教育价值.只有当兴趣被有效引导并转化为学习动力时,学生才能保持持续的学习热情.
例如,在"平移与旋转"教学中,教师了解到学生非常喜欢游乐园,而且对其中的游乐项目都有着深刻的认知.因此,教师可以通过以下方式创设教学情境:先通过问题“你们喜欢去游乐园玩吗"引发学生共鸣,鼓励他们展示各自的喜好与兴趣,讨论“缆车”“摩天轮”“弹射塔”“滑翔索道”等游乐项目;接着提问"这些项目是怎样运动的”,使学生通过观察归纳出“旋转”“平移”"弹跳"等不同运动类型.这一教学情境通过将数学内容与学生熟悉且喜爱的生活情境相结合,引导他们在游戏化的体验中主动探究,不仅能够有效激发学习兴趣,也有助于在轻松氛围中深化对平移、旋转等空间概念的理解,从而更有效地促进空间观念的发展,
1.2融入多媒体,使情境动态化
随着现代科技的进步,数学课堂也逐渐呈现出丰富性和信息化的特点.教师在学生空间观念的培养过程中融入多媒体技术,能够将动态、抽象的信息转换成稳定、直观的表现形式,让原本枯燥且抽象的数学概念变得生动具体、富有现实意义.
例如,在“确定位置"教学中,教师可以利用多媒体工具来制作“动物园地图”,在不同区域旁嵌入吸引学生的小动物图片,如在熊猫馆附近放置可爱的熊猫插图,在猴山区域添加活泼的猴子插图.还可进一步融入动画元素,如设计一只卡通熊猫,演示从熊猫馆前往猴山的行进路线.这样的设计不仅增强了地图的趣味性,也使教学过程更加形象生动.在教师向学生提出“如何前往目的地”的问题时,学生会把自身融入地图中,仔细研究小动物的精确位置和它们通往其他区域的详细路线.在这一过程中,他们不仅掌握了确定位置的基本方法,也在趣味互动中提升了空间想象与路径规划的能力.
1.3注重课堂教学的时效性
教师应具备良好的教学技能,一旦发现学生在多样化情境下难以集中精力去理解数学概念,需及时做出适当调整,引导他们将注意力重新聚焦于数学问题的探究.例如,在“长方体与正方体”教学中,教师可鼓励学生列举生活中与长方体、正方体相似的实物进行交流.学生可能会提到铅笔盒、魔方等.此时,教师可以引导他们观察自己的学习工具,并要求其指出它们的独特之处.然而,此类开放情境可能导致学生的注意力偏离课堂主题,转而讨论与教学内容无关的细节.针对此类情况,教师应当马上进行提问,如“你们能区分长方体和正方体的特征吗”"你愿意向大家分享你的发现吗”“看看哪位同学观察到的特点最全面”.这类精心设计的问题,既能帮助学生重新聚焦学习目标,有效排除无关干扰,也能促使他们在观察过程中进行深度思考,从而紧密围绕本课的教学重点展开有效学习.
2观察操作,在想象中强化空间观念
2.1在仔细观察中积淀空间观念
在教学时,教师应将“观察"和“想象"融为一体.学生只有通过实际观察在脑海中形成具体表象,才能逐步发展空间想象能力.因此,教师需要在课堂教学中提供丰富的实物教具和学习工具,使学生有机会进行深入探索.
例如,在“观察物体"教学中,如果仅依靠教师讲解,学生往往难以建立清晰的空间概念.教师可展示由小正方体搭建的立体组合,引导学生思考从不同角度(正面、上面、侧面)观察时会看到什么图形.当学生能给出准确的回答时,教师便可以开展后续的讨论.毫无疑问,能够准确回答问题的学生已经具备了一定的空间观念,但其他学生呢?是否已经达到了相同的水平呢?由于每位学生的认知发展都存在独特之处,其空间观念的发展水平不尽相同.教师需要关注每位学生的认知特点,提供有针对性的指导,帮助他们在观察与想象的结合中逐步构建空间概念.
2.2在实践操作中建构空间观念
仅依靠观察来发展空间观念是远远不够的,还需要借助实践操作.在教学过程中,教师应引导学生将"实践”与“想象"相结合.笔者在试卷审阅中发现,许多学生容易混淆体积与表面积的概念.对学生来说,体积是个极其抽象的概念,若直接讲授相关知识,他们往往难以真正理解.针对这一问题,教师可设计“乌鸦喝水”的探究活动,提前准备好相关的教学材料,并利用提问的形式引导学生理解乌鸦喝水的原理.教学片段如下.
师:乌鸦是怎样喝到水的?
生:乌鸦将石头投人瓶中,水位逐渐上升,最终喝到了水.
师:瓶子里的水为何会不断上升?你们有兴趣去体验一下这个过程吗?
教师通过上述过程自然地引入主题,激发学生的参与兴趣,让他们亲身操作.通过这种实践活动,抽象的体积概念被转化为直观的感知体验,此时教师再解释体积概念,效果将会更佳,学生的空间观念也在此过程中得到培养,
2.3在引导想象中发展空间观念
开展实践活动的根本目的在于激发学生的创造性思维,使他们在主动建构的过程中逐步发展空间观念.实践分析结果显示,学生在空间想象力方面普遍存在不足.因此,在空间观念培养中,有效激发学生的想象力成为关键任务.例如,在“长方体与正方体"教学中,教师的主要任务是引导学生通过创造性思维去培养空间观念.首先,指导学生从“面”和“棱”两个维度观察图形,找出那些在特定视角下不可见的棱与顶点,从而提升对立体图形整体结构的理解;接着,要求学生闭上双眼,在脑海中构建一个清晰的长方体;最后,通过分步探索,引导学生理解长方体长、宽、高的含义,建立完整的空间概念.在强化阶段,教师可以更深人地指导学生根据提供的长、宽、高的数值去推测出这是何种物体,从而有效发展学生的空间观念。(剩余0字)