如何培养学生空间观念

江淑珍

摘 要：所谓空间观念是指对物体和几何图形的形状、大小、位置关系及其变化的直觉，它是人们认识和描述生活空间并进行交流的重要工具。《数学课程标准》指出：“空间观念主要表现在‘能由实物的形状想象出几何图形，由几何图形想象出实物的形状，进行几何体与其三视图、展开图之间的转化；能根据条件做出立体图形或画出图形；能从较复杂的图形中分解出基本的图形，并能分析其中的基本元素及其关系；能描述实物或几何图形的运动和变化；能采用适当的方式描述物体间的位置关系；能运用图形形象地描述问题，利用直观来进行思考。”不难看出，培养学生的空间观念是促使小学生能更好地认识、理解生活的空间，更好地生存与发展。

关键词：数学教学 几何图形

一、再现生活经验，培养空间观念

学生在很小的时候就开始接触各种形状的物体，他们具有较多的关于形状的感知方面的早期经验，这些现实生活中丰富的原型是发展学生空间观念的宝贵资源。学生在学习几何知识时，首先是联系生活中熟悉的实际事物。例如，在学习“圆的认识”时，由于学生已经有了较丰富的生活经验，学生才能列举出钟面、方向盘、车轮、圆桌面、硬币面、碗口、太阳、纽扣等圆形物体，对他们认识圆有很大帮助。再如，学习“长方形和正方形的认识”时，上课伊始教师谈话：“同学们，我国射击运动员杜丽夺得了第28届雅典奥运会首枚金牌，为祖国争得了荣誉，使得我们的五星红旗在赛场上空升起，你知道红旗是什么形状的吗？再看小朋友常用的手帕是什么形状？”（生回答师板书：长方形和正方形）教师接着提问：“联系实际，说说生活中你还见过哪些物体的面是长方形或正方形的？”。通过谈话再现奥运赛场升国旗的场景，从学生熟悉的情境和已有的生活经验出发，揭示课题，初步感知长方形和正方形，激发学生从小努力学习、长大为国争光的思想感情。

二、引导学生观察，建立空间观念

观察是一种有目的、有顺序、持久的视觉活动，在几何知识学习中起到重要作用，是小学生获得初步空间观念的主要途径之一。在观察中，学生逐步获得有关几何形体的表象，建立正确的几何概念，从而形成良好的空间观念。例如，在学习“面积和面积单位”时，要引导学生联系生活的实际，多举学生日常生活中熟悉的事物，要着重引导学生观察这些实物的面，如黑板面、课桌面、课本封面、文具盒的面、墙面、地面等。为了加深对“表面”的认识，还可以让学生亲自用刀剖开萝卜的纵面或横截面并摸一摸。通过多种感官的协同活动，使具体事物的形象在头脑中得到全面的反映，在此基础上再引入“物体的表面”的意义。这样，学生对“物体的表面”这个概念就能有比较正确和清晰的理解，为进一步概括面积的意义打下了坚实的基础。再如，在学习“长方体和正方体的体积”时，教师设计如下实验，建立体积的概念：在一个底部留有一个小孔的铁盒中装满橡皮泥，再把一个长方体木块塞入橡皮泥中，盖紧盒盖，盒中的一些橡皮泥就从底部的小孔中挤出；在一个盛满水的容器中放入一个铁块，水就会溢出来。引导学生观察上述实验得出：物体占有空间。在此基础上引导学生观察橡皮、文具盒、书包，问哪一个物体所占空间大？进而得出：物体所占空间的大小叫做物体的体积。这样，学生通过观察、感知，不但理解了体积的概念，而且建立了初步的空间观念。

三、加强操作感知，获得空间观念

空间观念的形成，只靠观察是不够的，教师还应该引导学生进行操作活动，让他们自己去比一比、折一折、剪一剪、拼一拼、画一画、量一量，调动视觉、触觉、听觉等多种感官，空间观念便易于形成和巩固。例如，在学习“长方体和正方体的认识”前，教师在课前给学生布置任务，每人设计一个长方体。全班学生回家后纷纷行动起来，用纸壳、图画纸、废烟盒等材料，仿照长方体制作起来，有不懂的地方家长辅助制作。学生在亲手制作的过程中，学到了很多知识。上课时非常投入，情绪高涨，思路开阔，原本感到很难理解的知识，学生却对答如流，还向老师提出许多超出本节内容且富有挑战性的问题，这样使学生在游泳中学会游泳，在做数学中学会数学。再如，学习“圆柱体的侧面积计算”时，教师让学生观察圆柱体的模型，先看整体，再分析圆柱体的各个组成部分，接着让学生动手操作，拿一张长方形的硬纸卷成桶，即为圆柱的侧面，再把侧面展开。这样反复两次，让学生在操作中观察、思考：展开的长方形的面积与圆柱体的侧面积有什么关系？长相当于圆柱体的什么？宽相当于圆柱体的什么？在学生有了丰富的感性认识的基础上，得出圆柱体的侧面积等于底面周长乘高就水到渠成，空间观念也得到了发展。又如，学习“长方体和正方体的认识”时，教师让每位学生准备一个马铃薯和一把小刀，先让学生在马铃薯旁边切上一刀，然后让学生摸摸切过的地方有什么感觉，学生回答是平的（叫面）。接着让学生把面朝下，在马铃薯旁边切上一刀，然后让学生摸两个面相交的地方有什么感觉，学生回答是一条线（叫棱）。然后教师继续让学生把切出的面朝下，依次切出两个面，再在马铃薯两端各切一刀，得出三条棱相交的一点叫顶点。这样一个完整的长方体就展现在学生面前，让学生观察有几个面、几条棱、几个顶点，再闭上眼睛想一想，使长方体6个面、12条棱、8个顶点的特征深深印在学生的头脑中，培养了学生的空间想象能力。

四、进行大胆想象，发展空间观念

爱因斯坦曾经说过：“想象比知识更重要，因为知识是有限的，而想象要概括世界的一切。”想象是思维的翅膀，往往和观察、实验、思考等活动结合起来。例如，一个物体，从不同角度观察，就有不同的形状。学生从不同角度观察一个水壶，先把自己看到的画下来，然后同学之间进行交流，猜一猜某幅画是谁画的，他坐在哪个位置。这样通过学生的观察、想象、绘制和比较在不同位置上的物体或实物模型，从而发展学生的空间观念。教学中还要鼓励学生大胆想象，让他们充分表现出自己的发明、创造。有一道练习题：大正三角形的面积是小正三角形面积的几倍？学生按常规思维，无论是将大正三角形进行分割，还是将小正三角形进行拼补，都难以奏效。若学生打破常规思维，进行合理的想象，将小正三角形旋转180度，并不影响问题的本身，结果却一目了然。这样引导学生大胆地想象，把图形变一变，突破空间观念定势，问题的解决收到了事半功倍的效果。