小学数学核心素养视域下空间观念培养的策略研究

引言

随着《义务教育数学课程标准》的深化实施，核心素养培养已成为小学数学教育的重要目标。空间观念作为学生理解几何图形、解决空间问题的关键能力，不仅关乎数学学科知识的学习，更对创新思维与实践能力的发展具有深远影响。然而，当前小学数学教学中普遍存在空间观念培养与实际生活脱节、抽象概念具象化不足等问题。本文结合小学数学教材特点，从情境创设、技术赋能、实践深化三个维度提出针对性策略，旨在为一线教师提供可操作的教学范式。

一、生活化情境，激活空间表象的积累

空间观念的萌芽深深扎根于现实生活的土壤之中，对现实世界的细致观察与深度感知是其形成的基础。小学数学教材敏锐捕捉到这一规律，在《位置与方向》《观察物体》等单元精心设计了大量贴合生活实际的素材，为教师搭建起连接抽象数学概念与具体生活体验的桥梁。

以《长方体和正方体的认识》教学为例，教师可巧妙利用教室中的日常物品开启探索之旅。引导学生观察牛奶盒、文具盒等长方体实物，鼓励他们通过触摸感受面的平整与棱的尖锐，用滚动操作对比长方体与球体、圆柱体运动方式的差异，再尝试拼接多个长方体构建新造型。在这些亲身体验中，长方体的面、棱、顶点特征不再是课本上枯燥的文字，而是学生指尖可触、眼中可见的鲜活认知。随后抛出“设计停车位”这一贴近生活的任务：面对商场前长 20 米、宽 10 米的空地，学生需综合考虑平行四边形与长方形面积特性，通过不断调整车位角度与边长，在反复尝试中寻找最优规划方案。这一过程不仅唤醒学生对停车场布局的生活记忆，更在问题驱动下，推动他们对空间关系展开深度思考。

校园环境同样是培育空间观念的宝贵资源。在《校园微缩景观》跨学科实践项目中，学生分组测量教学楼、操场、花坛尺寸，按比例精准换算后用积木搭建模型。从二维尺寸到三维立体的构建，学生综合运用多学科知识，在真实场景中逐步构建起清晰的空间表象，实现认知的质的飞跃。

二、信息技术融合，突破空间思维的边界

传统数学课堂中，黑板绘图与静态教具的局限性常使空间观念教学陷入“平面化”困境——学生难以直观感知图形的动态变化过程，对空间关系的理解停留于表面。小学数学教材在《图形的运动》单元中率先引入几何画板、虚拟现实（VR）等信息技术工具，为空间思维的立体化培养开辟了新路径。

以《旋转与角》教学为例，教师可利用几何画板构建动态钟表模型：指针从 12 点开始，以每秒 15 度的速度顺时针旋转，学生通过观察指针与刻度线的夹角变化，直观理解“直角（90 度）”“平角（180度）”“周角（360 度）”的形成过程。进一步设计“补全旋转图形”任务：屏幕上呈现三角形绕某点旋转30 度后的部分轮廓（仅显示一条边和一个顶点），学生需通过几何画板的拖动顶点功能，尝试调整剩余顶点的位置，使图形完整且符合旋转规则。系统实时显示旋转角度与原图的对比，学生可在多次试错中修正认知偏差，最终归纳出旋转前后图形形状大小不变，对应点到旋转中心距离相等的规律。这种“操作-反馈 - 优化”的互动模式，将抽象的空间变换转化为可操控的数学实验，有效培养了学生的逻辑推理与问题解决能力。

虚拟现实技术则能突破物理空间的限制，构建沉浸式学习场景。

在《方向与位置》教学中，教师可利用 VR 设备创设“迷宫探险”情境：学生佩戴头显后，置身于三维迷宫中，需通过语言描述路径（如“向北走 5 步，右转后向东走 3 步”）指挥虚拟角色移动，系统根据指令实时更新位置并在地图上标注轨迹。若方向描述错误，角色会碰撞墙壁，学生需重新观察周围标志物（如红色柱子在东方）调整策略。这种具身化学习将抽象方位转化为身体可感知的空间体验，解决了传统教学中方位描述与实际场景脱节的痛点，使空间观念的培养从头脑中的想象走向身体中的记忆。

三、实践操作深化，构建空间表达的范式

空间观念的培育不仅需要感知与想象，更需通过数学表达将其外化为可交流、可验证的思维成果。小学数学教材在《多边形的面积》单元中，以“剪拼转化”实验为载体，引导学生通过动手操作构建空间表达的规范范式，为抽象思维提供具象支撑。

以平行四边形面积公式推导为例，教师可设计三步操作法：首先，学生沿平行四边形任意一条高剪开，得到两个直角三角形与一个直角梯形；其次，通过平移、旋转将图形拼成长方形；最后，对比原图与拼成图的长、宽与底、高的关系。在此过程中，学生需用数学语言描述操作步骤（如“将左侧三角形向右平移，使斜边与右侧梯形斜边重合”），并用图形标注关键数据（如原底 6 厘米对应长方形的长，高 4 厘米对应长方形的宽）。这种“动作—语言—图形”的三重编码，不仅帮助学生直观理解转化前后面积不变的核心思想，更通过规范化的表达训练，使其逐步掌握操作有据、描述有序、图形有标的空间表达范式。

综合实践项目则能进一步拓展表达维度。在“创意包装盒”设计中，学生需为真实物品（如长 20 厘米、宽 15 厘米、厚 3 厘米的文具盒）设计长方体包装盒：先测量物品尺寸，计算包装盒表面积以确定用料；再绘制展开图，标注裁剪线与折叠线；最后制作模型并测试实用性（如是否易开启、是否稳固）。项目迭代中，学生需反复调整设计参数（如将高度增加1 厘米以容纳泡沫衬垫），并用数学语言解释优化理由（如“增加高度可提升缓冲性能，表面积仅增加 20 平方厘米，成本可控”）。这种“问题—设计—验证—改进”的循环，将空间观念与工程思维深度融合，使学生在解决真实问题的过程中，实现从会操作到会表达再到会创造的跨越。

结束语

空间观念的培养是小学数学核心素养落地的关键抓手。通过生活化情境激活表象积累、信息技术融合突破思维边界、实践操作深化表达范式，教师可引导学生从感知空间走向理解空间，最终实现创造空间的跃升。未来教学中，教师需持续探索技术工具与教学策略的创新融合，为每个学生构建个性化的空间认知路径，助力其成长为具有创新思维与实践能力的时代新人。

参考文献

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