小學高年級數學教學培養(yǎng)學生空間觀念的策略

摘要：培養(yǎng)學生空間觀念是小學階段數學學科的一個重要教學目標，也是發(fā)展學生數學核心素養(yǎng)的基本要求。對小學生而言，空間觀念比較抽象、晦澀，所以培養(yǎng)學生空間觀念是小學數學教學的一個難點。小學數學教師可以借助信息化手段豐富學生的感性認識，引導學生通過自制教具發(fā)展理性認識，從而有效培養(yǎng)學生的空間觀念。關鍵詞：小學數學；高年級學生；空間觀念；長方體的認識空間觀念是指學生對空間物體或圖形的形狀、大小及位置關系的認識。培養(yǎng)學生空間觀念是小學階段數學學科的一個重要教學目標，也是發(fā)展學生數學核心素養(yǎng)的基本要求。培養(yǎng)學生的空間觀念，有助于學生根據物體特征抽象幾何圖形，根據幾何圖形想象所描述的實際物體；有助于學生想象并表達物體的空間方位和物體間的位置關系；有助于學生理解現實生活中空間物體的形態(tài)與結構，感知并描述圖形的運動和變化規(guī)律。然而，在小學數學實際教學中，部分教師不大重視學生空間觀念的培養(yǎng)，或是未能正確認識培養(yǎng)空間觀念的重要性，或是尚未找到有效的培養(yǎng)方法，導致學生空間觀念培養(yǎng)效果不理想。在小學高年級數學學習中，學生開始接觸更為復雜的立體圖形和空間關系，要求學生具備良好的空間觀念。本文以北師大版數學五年級下冊“長方體的認識”教學為例，探討培養(yǎng)高年級學生空間觀念的有效策略。在實施“長方體的認識”教學之前，教師對所教班級的53名學生進行了簡單的問卷調查，主要了解學生是否清楚長方體的概念、有沒有積累一些生活中的案例。調查結果顯示，有43名學生（占比約為81.13%）對長方體的概念不是很清楚，在生活中不是能很清楚地分辨哪些物體是長方體；僅有6名學生（占比約為11.32%）能夠較明確地理解長方體的概念，知道如何判定長方體；還有4名學生（占比約為7.55%）表示不理解長方體的概念，不知道如何判定長方體。教師發(fā)現大多數學生沒有清楚地理解長方體的概念，缺乏如何判定生活中哪些物體屬于長方體的相關經驗，學生對長方體的感性認識十分欠缺。基于以上學情分析，教師將“長方體的認識”一課的教學目標設定為：使學生認識長方體，掌握長方體的基本特征；培養(yǎng)學生的觀察、操作和空間想象能力；發(fā)展學生的空間觀念，提JtyXryNUxie9g+3vrui99hkJx5CleHENTbL21b3Ut8Y=高學生的空間思維能力。五年級學生已經具備了一定的平面圖形知識，但對立體圖形的理解和感知仍較為薄弱。學生的空間觀念尚未形成，需要教師在教學過程中通過直觀演示、動手操作等方式進行引導和培養(yǎng)。一、借助信息化手段，豐富學生的感性認識（一）小學數學實施信息化教學的優(yōu)勢及表現隨著信息技術的不斷發(fā)展，信息技術與教育領域的結合程度越來越深，“互聯網+教育”已成為我國教育改革與發(fā)展的一種新常態(tài)。在小學數學教學中，教師借助信息化手段實施教學，不僅可以使教學變得更加直觀、有趣，而且能夠為學生提供更豐富的學習資源，有助于學生更快更好地理解數學知識。信息化教學的優(yōu)勢具體表現為以下四個方面：一是信息技術能夠為學生提供更多互動、引人入勝的學習體驗；二是借助信息技術將抽象的數學概念與實際生活情境聯系起來，學生可以使用數學建模工具解決實際問題，從而理解數學在生活中的應用；三是信息技術為教師提供更多的教學工具和資源，使教師能夠個性化和差異化地教育學生；四是信息技術與數學教學的融合，有助于培養(yǎng)學生的數字素養(yǎng)和終身學習能力［1］。（二）利用數字教學資源豐富學生對長方體的感性認識就培養(yǎng)學生空間觀念而言，教師借助信息化手段能夠直觀地為學生展示立體圖形的結構、形成過程，能夠為學生提供更多的生活實例，不斷豐富學生的圖形積累，從而增進學生對空間觀念的感性認識。在“長方體的認識”教學中，要達成“使學生認識長方體，掌握長方體的基本特征”這一教學目標，教師就要通過多彩的現實素材，不斷豐富學生對長方體的感性認識。教學前，教師可以通過“中國大學MOOC（慕課）”“國家中小學智慧教育平臺”等網絡教學平臺，以及百度圖庫、千圖網等網絡圖庫平臺，搜集介紹長方體的視頻、圖片等教學素材。然后，教師結合學生認知規(guī)律與本課教學目標，將所搜集的素材利用信息技術制作成主題為“長方體的由來”的微課視頻，同時制作了展示長方體拆解、組合過程的動漫視頻。在課堂教學中，教師依次開展下列活動：首先，教師讓學生組成4—6人的學習小組，然后提出“你知道什么是長方體嗎？”“你在生活中看到過哪些物體是長方體呢？”等問題，由各小組學生自由討論；其次，通過多媒體設備給學生播放微課視頻，布置學生完成“觀看微課視頻后，請你嘗試總結長方體的概念，結合視頻中的介紹，找一找生活中的長方體”的學習任務，并通過小組討論制作思維導圖進行全班展示；最后，播放展示長方體拆解、組合過程的動漫視頻，讓學生直觀地觀察長方體拆解、組合的過程，形象地理解長方體的概念。在“長方體的認識”教學中，教師利用現代信息技術手段，在網絡學習平臺上廣泛搜集和篩選與學生日常生活相關的教學資源。在此基礎上，教師將這些資源整合、提煉，制作了教學微課和動漫視頻，借助數字教學資源進行教學，豐富了學生的學習體驗，讓學生能夠更加直觀、形象地獲得關于長方體的豐富的感性認識。二、開展自制教具活動，培養(yǎng)學生的理性認識（一）自制教具在小學數學教學中的作用在小學數學教學中，教師應合理利用教具，并鼓勵學生自制教具，這樣既能以具象化的形式來展現抽象的數學知識，還能讓學生依托可感知的具體物件，對所學的數學知識形成深刻的理解，提高其在數學教學活動中的參與度［2］。在小學數學教學中，引導學生自制教具有以下三個方面的作用：一是自制教具能夠讓學生親手觸摸和操作學習對象，通過實踐操作和親身體驗加深對知識的理解，從而直觀地理解抽象的數學概念；二是在自制教具的過程中，學生可能會遇到各種問題，如材料的選擇、工具的使用等，需要進行仔細的觀察和較為深入的思考，有助于培養(yǎng)學生發(fā)現問題和解決問題的能力；三是自制教具有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造力，在制作教具的過程中，學生可以根據自己對知識的理解進行創(chuàng)新設計，這樣能夠激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，使學生善于提出新的觀點和解決問題的方法。（二）自制教具應遵循的原則教師在小學數學教學中開展自制教具活動，應以學生的實際情況為依據，以促進學生數學學習為出發(fā)點，遵循教育性、科學性、經濟性等原則。一是教師應緊密圍繞教學目標和內容設計教具，確保自制教具能夠直觀、有效地幫助學生理解和掌握數學知識。二是教師應科學設計教具，讓學生制作一些操作較為簡單、用料比較少的教具，適度降低實操難度。三是自制教具應充分利用生活中易得的成本低廉的材料，既環(huán)保又經濟，避免不必要的浪費。教師開展教具制作活動的頻率既不能過高，也不能過低，避免因活動過多、過難而挫傷學生學習的積極性，真正發(fā)揮教具制作活動輔助教學、提高教學效果的功效。（三）在自制教具活動中培養(yǎng)學生的觀察、操作和空間想象能力為了進一步加深學生對長方體概念的理解和相關知識的掌握，教師通過引導學生自制教具，幫助學生將感性認識上升為理性認識。在課前，教師制作了關于長方體制作的微課，通過班級微信群發(fā)放給學生，要求學生觀看微課后，自主準備相關材料，嘗試制作長方體，并記錄準備材料和制作長方體的過程，同時多備一份制作材料，用于課堂實操。在“長方體的認識”課堂教學中，教師先讓學生組成4—6人的學習小組，各小組成員在組內展示課前長方體教具制作成果，然后討論教具制作的過程，并嘗試總結、概括長方體的概念，繪制學習成果思維導圖，進行全班展示。在學生展示的過程中，教師要求各組學生結合其他小組展示的學習成果，對本組學習成果進行改進和優(yōu)化，并設計簡單的教具制作方案。接著，教師以學習小組為單位，開展“自制教具PK賽”活動。各組學生根據本組設計的方案進行制作教具的實操，教師根據各組完成任務的時間預排名。隨后各小組進行全班展示，主要描述教具制作需要的材料、操作步驟，并概括出長方體的概念。由學生評選出自制教具優(yōu)秀作品，并結合任務完成時間和作品完成程度，評選出優(yōu)勝組。最后，教師就各組學生展示的結果，進行補充、總結，并通過課件展示組成長方體的過程和長方體的概念，以此引導學生形成對長方體的理性認識。教師通過引導學生自制學習長方體知識的教具，開展了“自制教具PK賽”活動，取得了較為突出的教學效果。主要體現在以下方面：在動手制作教具的過程中，學生深刻理解了長方體的組合過程，經歷長方體概念形成的過程，對長方體有了更為理性的認識；學生增強了觀察能力、動手能力和方案設計能力，鍛煉了發(fā)現問題和解決問題的能力以及合作學習的能力。教學實踐證明，開展自制教具教學活動可以提升學生的數學學習興趣，培養(yǎng)學生的實踐操作能力和空間想象能力。三、開展數學實踐活動，鞏固學生的空間觀念空間觀念涉及對物體形狀、大小、位置和方向的認知，而這些認知需要學生具備一定的觀察力、想象力和思維能力。小學生的認知發(fā)展還處于初級階段，學生更習慣于直觀和感性的認識方式，對抽象的數學概念往往難以理解和掌握。因此，在小學數學教學中，教師需要充分考慮學生的認知特點，采取有效的教學策略，幫助學生鞏固空間觀念。（一）采用活動教學法，增加學生的學習體驗活動教學法是一種以學生為中心，注重學生主體性和實踐能力的教學方法。該教學法主張教師根據學生的興趣愛好、學習需要和認知水平，設計各種形式的活動，讓學生在參與中學習，在學習中體驗，在體驗中成長［3］。采用活動教學法，教師需要對教材進行深入挖掘，然后將相關知識點巧妙融入活動。在活動實施過程中，教師需要關注學生的個體差異，為不同學習需求和不同能力水平的學生提供個性化指導和支持。此外，教師還要注重教學評價的設計，以全面、客觀地評價學生在活動中的表現和成長。教學過程中，教師通過設計富有挑戰(zhàn)性和趣味性的活動，引導學生主動探索、發(fā)現和解決問題，教師角色由知識的傳授者轉變?yōu)閷W生學習的引導者和協(xié)助者；學生不再是被動地接受知識，而是成為學習的主體，通過實踐、討論和合作，主動建構自己的知識體系?；顒咏虒W法有助于提高學生的學習興趣，還能提升學生的思維能力、創(chuàng)新能力和團隊合作能力，培養(yǎng)學生的綜合素質，幫助學生實現全面發(fā)展。（二）布置課后拓展任務，鞏固學生的空間觀念在完成“長方體的認識”課堂教學任務后，為了引導學生更好地將所學知識運用到實際生活中，教師精心設計了一個具有實踐意義的課后拓展任務：在生活中有很多長方體的實例，你有沒有發(fā)現呢？請你或是通過觀察生活，或是通過網絡搜索，尋找更多的生活中的長方體，拍照或錄視頻，然后制作簡單的PPT進行展示。隨后，教師在班級微信群中發(fā)布這項課后拓展任務，并附上詳細的指導說明。為了激發(fā)學生的參與積極性，教師鼓勵家長在工作之余，與孩子共同完成這項學習任務，以拍照或視頻的方式記錄孩子完成任務的過程，然后親子共同制作PPT，上傳至班級微信群，由學生、家長、教師共同評選出優(yōu)秀作品，優(yōu)秀作品獲得者要在下一節(jié)課中進行課堂展示。在完成這項學習任務的過程中，學生對長方體相關知識形成豐富的感性認識，進而將感性認識上升為理