小学数学空间思维能力培养初探

发表时间:2021/5/11   来源:《中国教师》2021年第4期   作者:张德兰
[导读] 培养小学生的空间思维能力

        张德兰
        (重庆市永川区五洲小学校   402160)
        摘要:培养小学生的空间思维能力,是当前小学数学教学活动的重要目标与任务之一。做为一名基层数学教师,近年来,本人一直致力于探索培养小学生空间思维能力培养的相关策略。我个人认为,培养学生的空间思维能力,能够帮助学生更好的理解、探索及把握生活空间,对学生的空间发散思维是十分有利的。空间与几何图形之间有着十分密切的联系,因而相对于其他科目来说,数学课程在培养学生空间思维能力方面,有着其他科目所不具备的优势。
        关键词:小学  数学教学   空间思维能力  
        良好的空间思维能力对学生更好的认识世界起着十分重要的促进作用,另外,据权威调查得出,空间思维能力是提高青少年学生空间想像能力、推理能力以及抽象思维能力的先决条件。所谓空间思维能力是指人们通过对物体及几何形体的形状、大小、位置、距离、方位等信息的初步判断,从而在大脑中建立起表象的能力。说得具体一点就是能够根据事物特点,在大脑中形成抽象的几何图形,或根据几何图形推理出图形所描述的实际物体、能够想像出物体的方位及相互之间的位置关系或根据语言描述及想象画出相应几何图形等。我们进行空间思维的过程其实就是一个观察、想象、比较、综合、抽象分析并最终发展到认识客观事物的过程,是建立在对周围环境有一定感知的基础之上的。是一个从具体——抽象——具体的循环反复的过程。
        我认为,在小学数学教学活动中,对学生空间思维能力的训练和培养,可从以下几个方面进行:
        一、联系生活实际,提高学生对空间的感知能力
        基于本人多年的基层教学实践经验,我个人认为,处于小学阶段的学生,其思维发展均是从对直观形象的认知,逐渐向抽象逻辑思维过渡的。处于这个阶段的学生在对图形的认识方面多依赖于对现实原型的直观观察,因此,在教学过程中,教师应根据当前所教学生对事物的认知情况,为学生提供丰富的现实原型,以帮助学生积累对几何形体及相关事物的直观感性认识。
(一)善于挖掘生活中与空间及图形有关的生活经验
        在二十几年的小学数学教学活动中,我始终认为学生曾经接触过的与空间及图形相关的生活经验,是发展其空间思维能力的宝贵资源。在认识图形的教学中,我们可以通过对学生相关生活体验的挖掘,唤醒学生对相关教学内容的感性认知。
        例如,我们在开展《射线的认识》一课时,我们可先将手电发出的光射向一个遮挡物,此时,我们可以请学生讨论一下这束光线的端点在哪?随后,我们抽去遮挡物,请学生对光束继续进行观察,并讨论一下此时光束的特点及撤去遮挡物之后光束发生的变化。在完成以上教学步骤之后,我相信此时学生都会对射线有一个初步的认识,如果此时,我们再要求学生想一想在生活中见过哪些类似的情况,我相信学生的学习兴趣就会被最大限度的激发出来。
(二)充分利用直观教学工具,培养学生的空间思维能力
        利用实物、模型等直观教学工具开展教学活动,是培养学生空间观念与空间思维能力的重要途径之一。实物、模形在教学活动中的应用,大大降低了学生将相关空间形式在学生的脑海中具体化、形象化的难度。以体积概念教学活动为例,我们就可通过实物的应用,从根本上理解空间大小的实际意义。我们可以通过组织学生同时把书包及文具盒放进并取出课桌,并在这一过程中注意观察课桌空间大小的变化,并通过引导学生观察体验,不同物体所占空间大小,并在此时引入体积的概念,这样一来,我们就可以实现借助学生对实物的感性体验,获得深刻的空间知觉,为其空间能力的形成打下了坚实的基础。
(三)在教学活动中利用多媒体手段,培养学生的空间思维能力
        在图形认知方面,借助多媒体手段,可使教学活动变得更加直观感性,对于传统教学模式下的相关教学活动来说,这是一项极具突破性的教学举措。首先,多媒体课件对相关知识与图形的展示更加生动、形象,可有效激发学生的学习热情。

其次,利用多媒体课件可以大容量、多视角的对相关图形进行展示,能够突出观察重点。
        多媒体课件的应用,有助于突破教学难点,使学生对抽象图形的认知与理解更加深刻与准确。以我们开展《圆柱的体积》一课的教学活动时,学生利用多媒体进行直观操作,把圆柱分成8份、16份、32份,并不断进行拼图,这时我们会发现图形越来越接近一个长方体,这样一来,我们就可以很轻松的得出圆柱体的体积计算公式。在这一教学过程中,多媒体为学生推导公式提供了丰富的感性经验,把抽象的物体具体化,使学生对相关知识的认识与理解更加深刻。
二、动手动脑促进学生空间思维能力的发展
(一)通过应用模型培养学生的空间思维能力
        有目的、有顺序、持久的观察,是建立空间观念的基础。在日常教学活动中,教师可以有目的的为学生提供观察对象,组织、引导学生观察相关实物及模型、观察图形与实验。在这个过程中,我认为,来源于日常生活中相关物体与模型的应用,对教学活动收效的影响会更大。在对相关事物及模型的观察过程中,学生可通过对现实生活中相关物体的形状、大小及其所处方位的感知,以及对视图的初步认识,完成基础几何知识的积累与对现实三维空间的感知,从而形成初步的空间观念,为学生空间思维能力的形成奠定基础。以认识长方体为例,我们可以通过对现实生活中常见的纸盒、铅笔盒、保健箱等实物的观察总结出长方体的相关特征,如相对的面的面积相等、相对棱的长度相等等,从而使学生对长方体的理解更加深刻。
(二)通过制作模型发展学生的空间思维能力
        空间观念本身就是个比较抽象的定义,处于小学阶段的学生理解起来有一定的难度,若在教学活动中,教师可以组织学生通过折一折、剪一剪、拼一拼等实践活动,促进学生多感观的协同活动,使学生多角度、全方位的感知相关事物及几何形体的特征、大小及相关位置关系。例如在开展“长方体与正方体的认识”这一教学活动时,教师可以引导学生对正方体及长方体模型的观察,得出各自相应的特点,并根据已知特点,鼓励学生自己动手,利用硬纸壳等生活中的常见物品,制作长方体与正方体。我相信,学生通过这一自己动手的过程,其对长方体与正方体的客观认识与物体基本特征的认识肯定会变得更加深刻,这对其空间表象与空间观念的形成是十分有利的。
(三)通过实际应用提高学生的空间思维能力
        在对图形充分感知,形成表象的基础上,学生就完成了对图形的建模。当然,我们的教学活动并不能到此为止,我们的目的是希望通过教学活动,使学生学会灵活运用。在具体应用过程中,学生一般要将已经在脑海中形成的模型进行相应转换,使之成为题目中所描述的立体实物,从而进行有的放矢的解题。以开展《观察物体》教学时,我们可以让学生对实物模型进行不同方位的观察,画出平面图形。并通过无数次实物与几何图形之间的来回转换,实现学生空间思维能力的发展。
1.拓展练习设计有效发展学生的空间观念
        具有一定实践教学经验的数学教师,往往都能够发现,即使是常规习题,往往也具有发展学生空间思维能力的潜在可能性,这就需要教师不仅拥有一双慧眼,也要求教师拥有较强的责任心,善于并乐于发现常规习题中蕴涵着的开放因素,为学生创设更大的思维空间,并鼓励学生进行自主的知识探索,解决相关问题,并最终使其空间思维能力得以有效提高。
2.重视实际应用,有效发展学生的空间观念
        在完成数学建模,学生掌握相关知识之后,教师可及时组织丰富多彩的数学活动,并通过趣味性较强的活动,使学生已经掌握的相关知识得以有效巩固,并进一步内化成为一种更加稳定、清晰的知识结构。
        结束语:空间思维能力的培养不仅可有效提高学生的几何学习成绩,其在之后的生活、学习与工作中也发挥着极为重要的作用。空间思维能力的形成过程是十分漫长的,且要通过反复的训练,处于小学阶段的学生,正处于空间思维能力发展的黄金阶段,因此,做为基层数学教师,我们应抓住这一关键阶段,通过教学方法的调整,从而对学生的空间思维能力进行有针对性的培养。
        
        参考文献:
[1]数学教学中培养学生空间观念的策略[J]. 刘德宏.  教育实践与研究(A). 2012(05)
[2]空间观念的培养要突出数学特点[J]. 于水英,乔廷强.  教学与管理. 2007(29)
[3]略论小学数学空间观念的培养[J]. 张景玲.  辽宁教育行政学院学报. 2009(02)
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