信息化手段助力小学数学空间观念构建的路径分析

摘要

空间观念是小学数学核心素养的重要组成部分，对学生后续几何、物理、技术等学科的学习具有重要支撑作用。信息化教学工具的发展为空间观念的有效构建提供了全新路径。本文从小学数学教学实际出发，探讨在苏教版教材体系中，如何借助信息化手段提升学生空间感知、图形想象与结构转换等能力。文章结合具体教学情境，系统分析信息化环境下空间观念培养的有效策略，旨在为一线教师提供实践参考，推动课堂教学方式的转型与提升。

关键词：小学数学；空间观念；信息化教学；课堂实践；苏教版

引言

小学数学教学承担着启蒙逻辑思维和构建数形观念的双重任务。空间观念作为核心素养之一，不仅影响学生对图形与位置关系的理解，还关系到其观察、想象与推理能力的发展。但传统教学中，纸质教材表达受限，学生难以获得真实的空间体验。

随着信息化工具的应用，空间知识呈现出更直观、交互、多维的特性。苏教版教材在图形教学中具有层次性与生活化特点，适合融合数字资源进行动态演示与操作训练。本文从教学内容、课堂设计与学生体验等角度，分析信息化手段对小学空间观念构建的支持路径。

一、信息化环境对空间观念形成的促进作用

空间观念的建立不是一朝一夕的结果，它需要学生经历感知、操作、表达和抽象四个阶段的螺旋式发展。在传统教学中，受限于教学工具、课堂时间和表达手段，学生在初识立体图形、观察图形变换、构建空间模型时常常面临“看不见”“想不清”“拼不准”的困境。信息化教学资源的介入恰好弥补了这一缺口。

借助多媒体课件、虚拟仿真软件、在线图形构建工具等技术，教师可以将静态知识动态化、抽象知识形象化，使学生能够通过“转”“拼”“变”的操作过程，加深对图形构成和空间变换的理解。例如，立体几何中的“展开图与立体图”是小学阶段较难掌握的内容。通过动画模拟，学生可以清晰看到每一个面的折叠过程，理解各面之间的位置关系，从而建立立体图形的空间表征能力。

信息化环境还能打破时间和物理空间的限制，让学生在课堂外继续探索。例如，一些App平台支持学生自主拼图练习、图形推理测试、互动游戏闯关，不仅增加了空间学习的趣味性，也强化了知识的迁移应用。长远来看，这种延展性学习将有助于学生形成稳定的空间认知框架。

二、基于教材内容的空间观念教学整合实践

苏教版小学数学教材在图形与空间的内容设计方面体现出层次递进、贴近生活的特点。低年级注重图形识别与初步感知，中年级加强图形组合与对称观察，高年级则开始引导学生理解图形变换与立体结构。教师在教学设计中，应以教材为依托，以任务为驱动，巧妙嵌入信息化元素，使教学更具系统性与互动性。

以三年级的“图形的拼组”为例，学生初步接触不同平面图形的组合方式。教师可利用电子白板中的“图形拼接”功能，让学生在虚拟环境中自由拼搭各种形状，从而发现面积保持不变但形状改变的关系。在此过程中，学生不仅提高了动手操作的兴趣，也提升了对图形构建规律的敏感性。

再如五年级教材中的“旋转与对称”，是空间变换能力发展的关键点。教师可以结合“几何画板”或“GeoGebra”软件，实时演示图形旋转的轨迹及轴对称变化，让学生从不同角度观察图形运动过程，理解对称图形的生成规律。通过在屏幕上拖动图形、设置旋转角度，学生对空间位置的动态变化形成了更直观的认识。

三、信息化平台对学生空间思维差异的调节优势

每位学生在空间感知与思维方式上存在天然差异。传统课堂中，教师往往难以兼顾学生的个体节奏，尤其在空间图形教学中，不少学生在初次接触三维建构、图形折叠等任务时会产生畏难情绪，影响学习积极性。信息化手段为差异化教学提供了有效通道。

在数字平台中，教师可设计层层递进的任务包，让学生根据自身能力选择操作难度。如低起点学生可在“基础拼图”中训练图形组合感，而高能力学生则可挑战复杂的“旋转重合”与“折叠识别”任务，通过自我调控进阶任务，实现空间能力的个性化成长。平台还可记录学生操作路径与错误类型，为教师教学调整提供数据支撑。

小组合作中，信息化工具也为角色分工提供了依据。例如可将观察能力强的学生安排操作主界面，逻辑分析强的学生参与路径推演，动手能力强的学生复现折纸模型，这样既能强化学生的优势特征，也帮助薄弱学生在协同中突破瓶颈。在此过程中，教师的任务是激发每位学生的参与热情，营造鼓励探索、允许失败的正向学习氛围。

四、教师信息素养与教学能力双重提升的路径

信息化教学的有效开展离不开教师的信息素养和专业能力双向支撑。当前，部分教师在使用信息化资源时存在技术路径不熟、教学逻辑不清、课堂节奏混乱等问题，影响了教学效果。为此，教师需在知识储备、工具使用、资源整合三方面持续提升。

知识层面，教师应加强对空间观念发展规律的理解，清楚哪些教学内容适合用图形操作强化，哪些知识需要多角度刺激支持。工具层面，教师要熟悉基本几何绘图、动态演示、虚拟建模等软件的操作，形成能根据教学目标灵活选择工具的能力。资源层面，教师需具备设计互动课件、组建学习任务链、开发数字练习包的能力，实现资源服务课堂、服务学生。

建议各级教研机构开展专题培训、示范课堂、线上教研活动，为教师搭建“实操+反思+共享”的成长机制。同时鼓励一线教师积极参与公开课评比、教学案例研究、微课制作等项目，在实践中磨炼能力、积累素材，逐步成长为能够驾驭信息化教学的复合型教师。

五、空间观念教学信息化发展的现实挑战与优化建议

尽管信息化教学在空间观念培养方面具有显著优势，但在实际推广中仍面临一些问题与挑战。首先是硬件与资源不均衡，部分城乡学校或边远地区仍缺乏必要的教学设备与网络条件，制约了信息化手段的普及应用。其次是教师培训体系滞后，部分教师对新技术接受度不高、应用能力不足，导致信息化工具难以在课堂中发挥应有价值。

第三是资源适配性有待提升。不少平台资源内容碎片化、泛娱乐化，与教材内容或教学目标存在脱节，缺乏真正针对空间认知发展的高质量教学资源。加之部分技术使用存在“炫技化”倾向，忽略了学生认知过程的真实需要，导致教学效果打折。

针对以上问题，建议从政策层面加大投入力度，推动教育信息基础设施普及，建设覆盖广泛、更新及时、贴合课程的数学空间资源库。校本层面，应建立教师培训激励机制，推动跨学科合作，共同开发和分享教学案例，构建本地化、系统化的信息化教学生态。此外，要引导教师树立“技术服务教学”的理念，坚守育人初心，科学融合技术与教学，推动空间观念教学真正落地见效。

结论

信息化教学为小学数学空间观念的构建提供了全新的实践平台与理论支撑。在苏教版教材体系引导下，通过合理整合信息资源、优化教学设计、因材施教地引导学生操作与思考，空间观念教学的效率与质量得到了显著提升。未来应在资源保障、教师成长、教研融合等方面持续发力，使信息化手段真正成为推动小学数学教学深度转型的重要力量。

参考文献

[1]张都妹.数字化技术在数学教学中的应用策略探研[J].成才之路，2024，（13）：117-120.

[2]曹阳.信息技术促进高校课堂教学转型研究[D].华中师范大学，2019.

[3]张都妹.数字化技术在数学教学中的应用策略探研[J].成才之路，2024，（13）：117-120.

[4]马晓玲，刘佳玉.基于知识图谱的国内农村教学点信息化研究[J].教育信息技术，2023，（05）：3-7.