信息技术在小学数学空间观念教学中的应用与效果分析

摘要：信息技术在小学数学空间观念教学中的应用，将抽象的空间观念具象化，打破传统教学手段的局限。信息技术的融入，在多方面产生影响，深入剖析信息技术的应用在教学模式更新、学生学习兴趣激发、学生思维发展等方面的意义。依靠多媒体显现、虚拟操作、在线互动交流等途径加强学生空间感知，为改良小学数学空间观念教学给予参照依循。

关键词：信息技术；小学数学；空间观念；教学应用

在小学数学教学当中，空间观念的塑造十分关键，以往的教学手段在引领学生认识抽象空间概念的时候会遭遇一些局限。而信息技术走入课堂之后，凭借自身的直观性，交互性等特性，给空间观念教学带来了新的机遇，可以通过营造逼真的情景，模仿空间变幻进程等途径，帮助学生更好地创建起空间认知体系，优化他们的数学素养。

一、信息技术在小学数学空间观念教学中应用的意义

（一）丰富教学资源

数字技术支撑之下，教学资源体系冲破了传统课堂的物理界限与静态局限，三维建模技术把抽象的几何形体变成成能够旋转，拆解的立体模型，动态演示工具让平移，旋转，对称等空间变换过程以动态形式表现出来。云平台整合的跨学科资源营造出立体度的空间认识场域。这样一种资源形态的变革另外拓展了学习内容的范围和层次，而且凭借多模态的显现手段来适应不同的认知需求。教师能遵照教学目的随意拼接教学模块，学生可以依靠智能终端自行探寻知识节点，这种双向互动的资源运用模式冲破了传统线性教学的束缚，使得空间观念的形成过程越发具有开放性和生成性。

（二）增强学习兴趣

虚拟现实和加强现实技术的加入，重新塑造了空间认知的体验层面，沉浸于学习环境中时，会把二维平面概念变成成三维空间体验。交互式操作界面把消极接受转为积极探寻，游戏化设计要素把机械训练化为情景化任务，这样一种认知方式的变革，切实激发了学习者的具身认知机制。通过多感官共同参与来巩固空间感知能力，智能反馈系统及时追踪学习路径，并动态调节挑战困难程度。既维持一定的认知压力，防止产生过多的挫折感，当抽象的数学概念成为可以操作的虚拟实体的时候，学生的认知负担就减轻了，而且探究欲和达成感带来不断的学习推动力。

（三）促进思维发展

技术助力的深层思维塑造表现在认知工具的更新换代上，动态几何软件允许参数化建模并随时调节变量，从而让空间关系的动态演绎变得可视化。数据分析模块能立即形成操作轨迹的数学表达形式，促使直观感受朝着符号抽象转换，协作平台所创建起来的分布式认知网络通过观念相互冲击来加深对空间的领悟。这样一种得到技术支撑的认知行为使得学生得以体验到“具象操作-表象形成-抽象概括”这样完备的思维流程。在不断解决问题当中提升空间想象，逻辑推导等高层次的思维水平，智能判断系统凭借收集到的过程性数据，可以精确找到思维中断之处，给因材施教给予依照[1]。

二、信息技术在小学数学空间观念教学中应用的策略

（一） 多媒体直观呈现降低认知难度

小学生的认知特征表明，其对于抽象概念的领悟需依靠直观形象给予支撑，传统教材大多凭借文字与静态插图来表现几何知识。但多媒体技术包含的图片，动画，视频等可把抽象的空间观念化为成鲜活的视觉资讯，提升学生的感受力，有益于空间表象的塑造。

例如，北师大版小学数学五年级下册第一单元《长方体》这一课，教材只是通过文字叙述加上简单插图来说明长方体的特征，这样很难让学生在脑海里生成清晰的立体图形表象。老师可以采用多媒体手段，向学生表现各种大小，材质不一的长方体实物图片，像文具盒，冰箱，积木之类，促使学生从各个角度去观察长方体的面，棱和顶点。接着再播放一段动态演示动画，把长方体“相对的面完全相同”“相对的棱长度相等”这些重要特性逐一凸显出来。如此一来，这种形象化的体现形式比起纯粹的文字阐述会给学生留下更深的印象，有益于他们牢牢记住长方体的构造特点。而且，多媒体技术可用来表现几何体的展开图和立体图之间的转换情况[2]。

（二） 虚拟实践提升空间探索能力

传统的几何教学常常依靠实物教具，木块，拼图之类，但实物操作会被材料数量和课堂时间所限，而且很难表现出复杂的空间变换进程。虚拟操作实施技术，比如几何画板，3D建模软件等等，可以模仿实际的操作环境，使得学生能够在电脑或者平板上随心所欲地对图形执行拆分、合成、旋转等操作，进而更好地领悟空间联系。

例如，北师大版六年级上册第二单元《分数混合运算》中有图形拼合相关题目，像用许多同样的三角形拼合成平行四边形之类的情况。教师可利用几何画板软件，让学生于虚拟环境里去拖曳，转动那些三角形，看其怎样拼凑成平行四边形。如此一来，这般动态操作既能使学生很直观地体会到图形间的变换关联，又能给后面学习平行四边形，三角形面积公式形成一定的认知根基。而且，采用虚拟现实（VR）和加强现实（AR）技术之后，学生能够“踏入”三维几何世界，从各个角度去观察立体图形的构造。当他们在学习“圆柱体”的时候，可以借助 VR 设备把圆柱拆开，看到它侧面展开以后形成的长方形，还有上下两个底面的圆形，这样就能更好地领悟圆柱表面积的计算方法。

（三） 在线互动交流助力深度思考促进

空间观念的塑造既依靠观察与操作，又离不开学生间的思维交锋以及教师恰当的引领。在线互动平台（诸如班级微信群，学习论坛，在线协同工具之类）可冲破课堂时空的束缚，使得学生随时可以交流看法，教师也就能即刻察觉学生的疑难并给予相应的指引。

例如，北师大版三年级下册第四单元《千克、克、吨》中有这样一个问题：“同样重的棉花和铁块，谁占的空间大？”教师可将此问题发至在线讨论组，让学生各抒己见，有些学生也许凭借生活常识觉得棉花体积更大，还有些学生或许查过资料了解到“密度”这一概念。此时教师便可介入其中，引领学生思索“体积”同“空间占位”存在何种联系，进而助力学生形成起“密度=质量/体积”这样一种初步认知，为日后研习物理知识形成一定基础。

结语

信息技术在小学数学空间观念教学中有积极意义，其教学资源充实了教学内容范围、激发了学生学习热情。多媒体直观表现，虚拟操作以及在线交流等策略有力推动了学生空间观念的塑造与发展。不过，也要留意不可过度使用信息技术，防止因过分依靠而造成学生动手能力下滑等状况发生。日后，要继续探寻信息技术同小学数学空间观念教学深入交融的方式方法，持续优化教学水平，促使学生全方位成长。

参考文献：

[1]严杰.初中数学与信息技术的融合[J].文理导航（中旬），2025，（04）：7-9.

[2]王林.信息技术在小学数学教学中的应用策略探析[J].读写算，2025，（11）：79-81.