新時(shí)代視角下空間觀念的培養(yǎng)

陳代偉 姚志軍

核心素養(yǎng)即為具有數(shù)學(xué)基本特征的、適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的、具有數(shù)學(xué)特征的關(guān)鍵能力與思維品質(zhì)，而空間觀念的充分建立是體現(xiàn)核心素養(yǎng)是否具備的重要條件之一。建立和完善空間觀念也是學(xué)生進(jìn)入數(shù)學(xué)模型世界的第一步，因此教師在數(shù)學(xué)教學(xué)中，有必要幫助學(xué)生建立和完善空間觀念，幫助學(xué)生拓寬數(shù)學(xué)的模型思想，可以以生活和常識(shí)入手，從抽象化到具象化，逐步形成學(xué)生個(gè)人的空間觀念。

一、研究的意義和現(xiàn)狀

為了全面深化教育課程改革和理論提升，2014年3月，教育部印發(fā)《關(guān)于全面深化課程改革 落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的意見》，明確提出了“核心素養(yǎng)”的概念。核心素養(yǎng)即為具有數(shù)學(xué)基本特征的、適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的、具有數(shù)學(xué)特征的關(guān)鍵能力與思維品質(zhì)。而空間觀念的充分建立是體現(xiàn)核心素養(yǎng)是否具備的重要條件之一。《小學(xué)數(shù)學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)》總體目標(biāo)指出：“讓學(xué)生通過經(jīng)歷探究物體與圖形的形狀、大小、位置關(guān)系和變換的過程，掌握空間與圖形的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，并能解決簡單的問題;豐富學(xué)生對現(xiàn)實(shí)空間及圖形的認(rèn)識(shí)，建立初步的空間觀念，發(fā)展形象思維?！蹦敲椿谡n標(biāo)，在小學(xué)階段強(qiáng)化學(xué)生對于空間觀念的理解是必須的，將有助于發(fā)展他們的思維能力和空間想象能力，并對于今后學(xué)習(xí)立體幾何圖形知識(shí)也有深層幫助。所以如何有效培養(yǎng)學(xué)生的空間觀念，對于提高學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)和今后的發(fā)展，以及提高數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的有效性都有重要意義和影響。因此，采用有效的方法幫助學(xué)生建立空間觀念，是發(fā)展學(xué)生空間思維能力的關(guān)鍵。

二、研究方法和思路

通過課堂實(shí)例、文獻(xiàn)法等研究方法，從學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活中出發(fā)，通過學(xué)生的比一比、找一找、看一看，并根據(jù)學(xué)生的思維能力因材施教，使其初步建立空間觀念，有效提高學(xué)生的模型思想，并促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展。

三、發(fā)展核心素養(yǎng)，建立空間觀念

（一） 從生活導(dǎo)入模型，讓學(xué)生主動(dòng)感知空間觀念

愛因斯坦曾說過，“興趣是最好的老師”。所以歸根結(jié)底讓學(xué)生產(chǎn)生興趣，才有一切教育教學(xué)的可能。那么如何能讓學(xué)生產(chǎn)生興趣，就需要借助孩子的眼睛和孩子對于探索未知事物的求知欲。根據(jù)心理學(xué)研究報(bào)告，處在小學(xué)階段的孩子，思想活動(dòng)正處于一個(gè)悅動(dòng)期，在教學(xué)中應(yīng)該充分利用這個(gè)特性。例如在三年級(jí)《長方形的面積》這堂課一開始，教師讓孩子估一估照片的大小。通過引起學(xué)生對于面積單位的回憶，進(jìn)而拋出問題，水到則渠成。但是，估測應(yīng)該是有參考的估測，且學(xué)生對于面積單位其實(shí)也是一種模糊的概念，所以教師也應(yīng)該順勢展示出相應(yīng)的面積單位大小的模型，而模型就在生活當(dāng)中，一塊手帕的表面的面積是1平方分米或者一個(gè)大拇指指甲蓋的表面的面積是1平方厘米。用這些生活中的面積單位，讓學(xué)生去對比和選擇。一般學(xué)生經(jīng)過思考也能得出用平方分米做單位比較方便，且讓學(xué)生思考的同時(shí)，也能進(jìn)一步理解，算面積的大小實(shí)際上就是看物體表面的面積是多少個(gè)面積單位，進(jìn)而達(dá)到估測的目的。這個(gè)時(shí)候，學(xué)生心里又一次強(qiáng)化了面積的大小概念，也能主動(dòng)地意識(shí)到這個(gè)概念是有用的，是有學(xué)習(xí)的必要性的。進(jìn)而對接下來深入學(xué)習(xí)長方形的面積公式產(chǎn)生積極的作用。所以從生活導(dǎo)入模型，建立空間觀念，有助于學(xué)生從思想上、心理上、情感上去接受、去學(xué)習(xí)。

（二） 將模型概念展現(xiàn)于生活，讓學(xué)生深層理解、建立空間觀念

藝術(shù)來源于生活，但更應(yīng)該展現(xiàn)于生活，只有這樣才能讓更多人去理解藝術(shù)、喜歡藝術(shù)。而對于數(shù)學(xué)課堂來說也是如此，一個(gè)教師面對四五十個(gè)學(xué)生，如果只是一味地從生活中抽象出模型，而缺少將模型還原于生活，那么我覺得這將致使很多學(xué)生喪失學(xué)習(xí)熱情。因?yàn)樯钪械膽?yīng)用才是學(xué)生實(shí)實(shí)在在能感受到的。所以我覺得有效建立學(xué)生的空間觀念，除了從生活中抽象出模型，更應(yīng)該將這些模型還原于生活中去。那該怎么做呢？，例如二年級(jí)《一米有多長》這堂課中，教師應(yīng)該有意識(shí)地讓學(xué)生帶著一米的概念去比比生活中物體的長度、自己的身高有超過一米嗎？課桌的長度有超過一米嗎？再比如，教師也可以反問學(xué)生對于那些超過一米或者更長的，你該如何應(yīng)用學(xué)到的知識(shí)去解決？疑問其實(shí)就是最好的老師，而實(shí)踐就是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。讓學(xué)生自己去感知，生活中隨處都存在著這些有趣的數(shù)學(xué)知識(shí)。原來我的身體存在著數(shù)學(xué)信息;我用的課桌存在著數(shù)學(xué)信息;我經(jīng)常擦的黑板也存在著數(shù)學(xué)信息。原來數(shù)學(xué)就是這么隨處可見。而生活中的物體，都是3D立體的，所以潛移默化中也能有效培養(yǎng)學(xué)生的空間觀念，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的提高，并貫徹了從玩中學(xué)、學(xué)中玩的精神，使學(xué)生感受到學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的樂趣。

（三） 從培養(yǎng)良好的觀察能力中建立空間觀念

眼睛是心靈的窗戶，那么良好的觀察能力便是打開數(shù)學(xué)思維的窗戶。所以觀察能力的培養(yǎng)勢在必行。那么在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，便應(yīng)有目的、有意識(shí)、有計(jì)劃地培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)從數(shù)學(xué)的角度去觀察周圍的生活世界，去感知事物的不同特點(diǎn)，能夠充分利用實(shí)物模擬圖形的特征，從而建立空間觀念。例如在學(xué)習(xí)《體積》一課中，運(yùn)用到的烏鴉喝水，教師就應(yīng)該適時(shí)地引導(dǎo)學(xué)生去思考，為什么烏鴉不斷地往水瓶里扔石頭，水便會(huì)不斷地往上升，最后烏鴉就喝到水了？是因?yàn)槭^占據(jù)了水的空間，水沒有空間了，自然便要往周圍跑。然后在這個(gè)基礎(chǔ)上，進(jìn)而可以引導(dǎo)學(xué)生觀察被書包塞滿的課桌、不同水量的水杯等，讓學(xué)生感知空間的大小之分，最后學(xué)會(huì)自我概括：物體所占空間的大小叫做物體的體積。所以在這一連串的數(shù)學(xué)活動(dòng)中，便是要讓學(xué)生充分觀察世界和感知物體，自然而然地學(xué)生的思想上建立起初步的空間觀念，也能讓學(xué)生更好地運(yùn)用和學(xué)會(huì)從數(shù)學(xué)的角度思考問題，從而提高學(xué)生的核心素養(yǎng)。

（四） 運(yùn)用多媒體展示模型與慎用多媒體展示模型，避免學(xué)生思維混亂

培養(yǎng)數(shù)學(xué)的核心素養(yǎng)是針對當(dāng)代小學(xué)生提出的更高標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)槿缃瘳F(xiàn)代化信息技術(shù)的發(fā)展，帶來了很多教學(xué)上的便利，但也存在著某些問題。如在培養(yǎng)學(xué)生對于空間長度的理解時(shí)，則需謹(jǐn)慎使用多媒體。因?yàn)殚L度是客觀存在的，而在多媒體演示當(dāng)中，展示出來的圖片都是經(jīng)過壓縮展示的。例如展示國旗旗桿的長度，現(xiàn)實(shí)中的國旗旗桿應(yīng)有3-5米長，而如果展示于多媒體的圖片中，用學(xué)生的眼睛來看，旗桿才半米左右，則對于小學(xué)生的思維而言，就是一個(gè)不堪重負(fù)的問題。所以應(yīng)該慎用多媒體展示模型。

那是不是直接剔除多媒體課件展示模型呢？也不是，多媒體課件展示應(yīng)該有選擇地使用，比如在學(xué)習(xí)三角形的穩(wěn)定性這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的時(shí)候，便可以運(yùn)用動(dòng)畫展示，讓學(xué)生的腦海中也出現(xiàn)這個(gè)模型，對于鞏固和提高空間觀念是十分有好處的。所以在選擇多媒體教學(xué)空間幾何問題時(shí)應(yīng)慎重。對于長度大小類的，應(yīng)盡量避免，而采用實(shí)物教學(xué)。對于性質(zhì)定理類的，則可以多采用多媒體演示教學(xué)。如對于數(shù)學(xué)中學(xué)習(xí)空間規(guī)律的探索等，用多媒體展示，能排除一切可能的干擾因素，促進(jìn)學(xué)生的發(fā)現(xiàn)和理解，從而提高學(xué)生空間觀念的意識(shí)和模型思想。所以有選擇地使用多媒體課件，是幫助學(xué)生建立和發(fā)展空間觀念的一個(gè)必要因素。

四、結(jié)語

《課標(biāo)》中把“空間觀念”作為義務(wù)教育階段培養(yǎng)學(xué)生初步創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的一項(xiàng)重要內(nèi)容。因而我們必須有方法地進(jìn)行培養(yǎng)，那么就應(yīng)該遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律“感知——表象——思維”，排除學(xué)生在學(xué)習(xí)中的心理干擾，采用多種教學(xué)手段和方法，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用多種感官協(xié)調(diào)活動(dòng)，積極主動(dòng)地參與到學(xué)習(xí)中來，使具體事物的形象在頭腦中得到全面的反映，以促進(jìn)學(xué)生對建立空間觀念的理解和深刻認(rèn)識(shí)，從而深化核心素養(yǎng)的內(nèi)涵。

（責(zé)編? 唐琳娜）