基于小学数学核心素养的空间思维能力培养

空间思维能力是小学数学核心素养的主要构成之一，指的是学生基于大量空间知觉形成的与物体、图形、位置有关的表象能力。在小学数学教学中进行空间思维能力的培养，可以解决学生学习思维僵化、空间观念不足的问题。本文立足现阶段小学数学教学实际情况，提出通过情境演绎、互动讨论、课堂提问、数学实验、实践问题五种方法培养学生的空间思维能力，以供参考。

一、三维动画情境演绎，增强学生空间意识

空间意识是一种基于文字表述联想几何图形、几何体形状的一种数学感知能力。学生需具备一定的观察、想象、比较能力，才能对几何体形成初步感知，在脑海中完成对事物的构建。要培养学生的空间意识，首先要激发学生的联想兴趣。对此，教师可借助多媒体的FLASH动画创设教学情境，使学生在情境中观察二维几何图形、三维几何体，不断加深对平面与空间相互关系的感知与理解。

例如，在教学苏教版一年级数学下册《认识图形（二）》一课时，教师使用三维动画创设教学情境：播放FLASH动画，直观展示长方形、长方体、正方形、正方体、圆形、球等图形，使学生在观看动画视频的过程中初步感知所学图形之间的联系。基于教学情境，教师组织学生“想一想”“画一画”“拼一拼”，充分给学生独立思考、独立操作的机会，使其在联想、绘画、拼摆的过程中体会平面图形的特征，联想平面图形、立体图形的关联，潜移默化地培养学生的空间意识。

上述案例，教师先对学生的实际学情进行深入分析，在明确其空间思维水平后，制作针对性的FLASH教学动画，并利用动画创设情境，启发学生联想。同时，教师基于情境组织学生探究，进一步强化学生的主观感知，增强其空间意识。

二、师生互动归纳特征，培养几何抽象思维

抽象思维是一种应用语言反映问题本质特征的思维能力。小学数学教学涉及较多几何知识的教学，如平面图形、立体图形、图形的转化等。不同类型的几何知识具有不同的特征，若学生不具备良好的几何抽象思维，就难以对相关问题形成系统的认知，造成知识混淆。实际教学中，教师应重视对学生几何抽象思维的培养，在课上展示实物，并组织学生观察、讨论、归纳，使学生在活动中总结实物几何特征，形成良好的几何抽象思维。

例如，在教学苏教版三年级数学上册《长方形和正方形》一课时，为了使学生了解长方形的长、宽和正方形的边长等概念，使学生明确长方形、正方形边和角的特征，教师在课上展示不同几何图形，并提出问题：“这里有许多几何图案，你能判断它们的形状，给它们合理分类吗？”通过简单问题激发学生的抽象意识后，教师展开追问：“你能找出教室中的长方形或正方形吗？”通过这一问题让学生意识到几何图形与生活密切相关，拉近学生与教学内容的距离。教师围绕教学主题，提出问题：“给你数根小棒，你应怎样做才能摆出一个长方形和一个正方形？你在摆之前是怎样想的？选小棒有什么要求？”通过提出关键问题引发学生的讨论，让学生在讨论过程中总结长方形、正方形的特征，提升学生的抽象总结能力。

上述案例，教师结合空间思维能力培养目标循序渐进地提高问题难度，通过问题激活学生的数学思维，使学生在分析问题、解决问题的过程中形成良好的几何抽象思维。

三、生生互动引发猜想，提升空间联想能力

空间思维能力的具体表现包括对物体方位、物体之间位置关系的把握能力。然而，许多学生只能对现实世界中物体的具体位置作出精准判断，却无法理解数学问题中某一物体与另一物体之间的方位关系。究其原因，在于学生欠缺空间联想能力。对此，教师可在教学过程中组织小组合作活动，通过布置具体探究任务引发学生的猜想，使学生在任务驱动下大胆猜想、小心求证，从而掌握推理物体空间关系的能力，形成良好的空间联想思维。

例如，在教学苏教版四年级数学上册《垂线与平行线》一课时，教师组织学生讨论：（1）直线有哪些特点？（2）两条直线无限延伸后会发生什么？学生以小组为单位围绕问题展开联想，并采取相关操作验证猜想。如，有学生认为两条直线无限延伸后势必会相交，在练习本上绘制两条直线，并将其延伸，最终呈现出直线相交的结果。学生在展示这一结果时，其他学生以铁轨为例反驳了这名学生的猜想，指出两条直线可能永远不会相交。通过讨论，学生对相交、平行的直线位置关系有了更深刻的见解。教师顺势讲解垂直、平行的相关概念，能够使学生理解概念的本质属性，在讨论的过程中进一步发展空间联想思维。

上述案例，教师围绕教学内容组织讨论活动，使学生在讨论过程中大胆猜测、主动联想，从而强化空间思维能力教学效果，提升学生的空间联想能力。

四、组织数学实验活动，发展几何变化思维

图形的运动和变化是小学数学几何教学的主要教学内容之一，其中包括旋转教学、平移教学、对称教学等。图形运动是一个由静态到动态的过程，在运动过程中图形的方位、图形呈现出的状态会发生改变。核心素养背景下，教师应着眼于几何变化思维的培养，通过组织数学实验活动让学生主动使用工具探究几何变化问题，从而培养学生的几何变化思维。

例如，在教学苏教版五年级数学上册《多边形的面积》一课时，教师要求学生自行准备三种类型的三角形和一个平行四边形，组织开展“探究三角形面积计算公式”数学实验活动。首先，组织学生拿出手中的平行四边形，让学生使用美工刀将平行四边形裁剪成两个三角形，并比较大小。活动中，教师给予启发提问：“你能否按照计算平行四边形面积的方法把三角形转化成已学过的图形，再计算面积呢？”启发学生从另外的角度思考问题，引导学生使用两个完全一样的直角三角形拼成一个长方形。通过拼剪、挪移等操作，使学生轻松解决复杂的几何问题。

上述案例，教师在课上组织数学实验活动，并提出启发性问题，使学生主动转换角度思考几何问题，实现对学生几何变化思维能力的培养。

五、提出现实生活问题，提升空间建模能力

小学数学教学过程中，教师渗透建模思想，有助于提升学生应用几何知识解决现实问题的关键能力，对此，教师可联系实际生活提出具体问题，激发学生的应用意识，使学生在问题驱动下主动构建几何模型，实现对学生空间建模能力的培养。

例如，在教学苏教版六年级数学下册《圆柱和圆锥》一课时，教师联系实际生活提出问题：“压路机前轮直径10分米，宽2.5米，前轮转一周，可以压路多少平方米？如果平均每分钟前进50米，这台压路机每小时压路多少平方米？”这一问题较为复杂，需要学生将问题中的“前轮”抽象成圆柱体，将第一问转化为求圆柱体侧面积的问题，将第二问转化为求直径为3000米圆柱体的侧面积。这样，通过构建几何模型简化实际问题的解决步骤，可以使学生快速得到问题答案，间接增强学生的数学应用素养。

上述案例，教师通过链接生活问题驱动学生构建几何模型，使其在建模过程中发散空间思维，提升空间建模能力。

综上所述，在小学数学教学过程中培养学生的空间思维能力，既满足了学生思维发展的学习诉求，又满足了核心素养对小学数学教学的要求。教师应认识到空间思维能力培养的价值，从实际教学出发，组织符合学生认知水平、具有一定启发性质的教学活动，使学生在活动中感受数学探究的趣味，在学习中发展自身的空间思维能力。

（作者单位：江苏省泰州市第二实验小学教育集团康华校区）

（责任编辑  赵丹）