小学数学教学中培养学生空间想象能力的实践路径

引言

《义务教育数学课程标准（2022 年版）》明确提出“空间观念”这一核心素养，以帮助学生理解现实生活中空间物体的不同形态和结构，为其形成空间想象能力积累经验。然而，在当前小学数学教学中，学生空间想象能力的培养存在教学编排静态化、教学方法符号化等诸多问题，使得学生在几何图形的认知与空间关系的建构方面表现出明显困难。因此，探索有效的教学策略来提升学生空间想象能力，成为当前小学数学教学中亟待解决的重点问题。

一、多模态表征：借助直观教具，形成空间联系

学生的感官能够帮助他们形成各种图形的表象认知，从而形成空间联系，建立对空间关系的初步认知，而多模态表征为这一过程的推动提供了有效支撑。借助模型、图像、动态演示等多种直观教具，能够让学生在视觉、触觉等多重感官的刺激下，建立起几何图形与现实物体之间的有效联系。因此，在教学中，教师要注重运用实物模型、几何画板、多媒体课件等直观教具，构建“实物模型—图形表征—语言描述—动作演示”的多模态学习链条，帮助他们在多样化的学习情境中加深对空间结构的理解，有效提升空间想象能力[1]。例如，在“长方形和正方形”单元教学中，学生需要能够根据图形特征对三角形和四边形进行分类，并能够结合实例认识周长，探索并掌握长方形、正方形的周长计算公式，但这一阶段的学生往往容易把长方形、正方形和长方体、正方体混淆，将其统称为“方块”，干扰了他们正确概念的形成。对此，教师可以在教学过程中借助学生熟悉的积木、魔方等实物模型，让学生通过观察、触摸、旋转、移动等操作，直观感受平面图形与立体图形之间的区别与联系。与此同时，教师要利用几何画板向学生展示图形从平面到立体的动态演变过程，引导学生将图形特征与变化过程用数学语言表述出来，让学生在观察的过程中形成清晰的空间表象，促进他们空间思维的内化与数学表达能力的提升。这一过程中，教师要注意挖掘几何知识之间的内在联系，引导学生经历周长概念的形成过程，认识到周长是可以测量的，感受“化曲为直”的数学思想方法，进一步发展空间观念，提升空间想象能力。

二、具身化操作：通过动手操作，积累感知经验

培养学生的空间想象能力，离不开他们的实际操作与体验，具身化操作强调学生在动手实践中，通过直接感知和操作实物来积累丰富的空间感知经验，培养空间想象能力。因此，在教学过程中，教师要结合教学内容设计多样化的操作活动，为学生创设能够开展丰富想象的空间情境，让他们在操作中逐步建立空间表征，在实践中不断调整和完善自己的空间认知结构，以此来深化他们对空间关系的理解，提升空间想象能力。例如，在“位置与方向（二）”单元教学中，学生要能在实际情境中正确辨认方向，并用方位词描述物体之间的相对位置关系，为使学生能够用语言描述形成清晰的空间表象，教师可以设计“校园地图探秘”活动，让学生在真实场景中依据方位标识行走与判断，借身体的移动与空间定位加深对方向的理解，通过引导学生使用“我在操场的东北方向”“图书馆在我的西南方”等数学语言表达方位关系，来强化学生的操作技能和表达能力，促使学生构建起方向的空间认知模型。此外，教师还可以要求学生以小组合作的形式共同完成诸如“教室布局设计”“公园平面图绘制”等实践任务，让学生在分工合作、讨论交流中能够从多个维度去思考方向与位置的关系，实现空间推理能力的提升。通过将抽象的方向知识转化为具体的可操作行为，能够让学生更加直接地体验到数学知识的实际应用价值，达成对知识点的深层次探索。

三、跨学科融合：完成思维迁移，促进空间转化

跨学科融合教学方式为达成这一目标提供了有效路径。通过在教学实践中搭建“数学 +X”的跨学科融合课程，把数学知识与多学科知识进行有效结合，能让学生在真实情境中更加深刻地感受空间关系的多样性与复杂性，完成新旧知识的连接，激发他们空间思维的灵活性与创造性，促进他们空间想象能力的多维度发展，最终实现基本素质与能力的转化迁移 [2]。例如，在“神奇的莫比乌斯带”教学中，教师可以把美术、工程、信息技术等学科知识内容结合起来，组织学生开展莫比乌斯带的实践探究活动，让他们在制作无限循环纸带的过程中，观察其独特的单侧曲面特性，理解拓扑变换的奇妙规律。探究过程中，学生要围绕驱动问题“如何让小球沿着莫比乌斯带滚动并回到起点？”运用数学的思维方式展开实验设计与验证，并通过动手操作与观察分析，逐步发现莫比乌斯带的结构特征与空间规律，进而理解方向、路径与曲面之间的内在联系。与此同时，学生还要借助美术的创意，对莫比乌斯带进行裁剪、粘贴、绘制等操作来完成装饰与拓展，并结合信息技术模拟它在现实中的应用场景，如传送带、过山车轨道等，在多学科知识的协同应用中设计并完成创意作品，发展创新思维与实践能力。

结语

综上所述，在新课标理念指引下，教师要积极构建多元化教学模式，以此促进学生空间想象能力的发展。通过采用多模态表征、具身化操作和跨学科融合等策略，能够更好地激发学生的学习兴趣，提升他们对空间结构的理解与运用能力。在之后的教学实践中，教师还应不断探索和优化教学方法，让学生空间想象能力的培养更加系统化、科学化，为他们数学素养的全面提升打下坚实基础，以此落实“做中学”“用中学”的教学理念。

参考文献：

[1] 刘杏梅 . 在小学数学教学中培养学生空间想象能力的探究 [J].学苑教育 ，2023，（29）：43-45.

[2] 刘金梅 . 新课标下小学数学空间想象能力的培养策略探析 [J].教育界 ，2025，（11）：53-55.