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【摘 要】针对目前图形与几何这一领域的教学情况，论述如何优化教学设计，发展学生空间观念。结合具体教学案例，阐述通过想象和推理相结合、猜想和验证相结合、操作和思考相结合来培养学生的空间观念。
【关键词】空间观念 想象和推理 猜想和验证 操作和思考
小学数学新的课程标准关于图形与几何的一个关键的核心词就是发展空间观念。并明确指出空间观念的主要表现在：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模型或画出图形；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。
根据空间观念的具体表现，下面谈谈怎样优化教学设计，培养学生的空间观念。
一、通过想象和推理相结合，帮助学生建立空间观念
通过想象在头脑中形成对图形的直观印象，结合推理帮助学生积累空间想象的经验。在从平面图形想象几何体的活动中，学生将多次进行形如“如果……那么……”的思考，这种边想象边推理有助于学生空间观念的建立。例如：有位老师设计《长方体的认识》一课。长方体有几条棱？（12条）如果任意擦掉长方体的一条棱，根据剩下的11条棱，你还能想象出长方体有多大吗？如果再擦掉棱，想一想，至少应剩下几条棱才能保证我们想象出长方体的大小呢？（学生通过画，有说剩下6条、4条、2条等，大部分说3条棱。）学生通过推理、交流，得出结论必须要有3条棱，才能够想象长方体的大小。如果去掉竖着的棱就不能知道长方体的厚度，如果去掉斜着的棱就不知道长方体有多宽，如果去掉横着的棱，就不知道长方体有多长，不能去掉3条中的任何一条棱。这样的3条棱十分重要，缺一不可，给这3条棱取名长、宽、高。这样想象和推理结合，学生对长方体的空间观念就形成了。
二、利用猜想与验证相结合，培养学生的空间观念
学生通过多种活动和体验，在多种感官的协同作用下形成鲜明的表象。再通过不断地猜想、验证，促进学生对知识的理解。例如《毫升和升》的教学设计，先猜猜1毫升有多少，再让学生用针筒吸1毫升的水，验证一下到底有多少。玩一玩1毫升的水，一滴一滴放在手里，数一数有几滴？（大约16滴）。让学生亲身感受1毫升的水是多少。在水槽挤出10毫升的水，让学生猜100毫升的水大概有多少，按照估计舀100毫升的水，然后用量筒验证一下，看看谁舀的水最接近100毫升。最后把10位同学的100毫升水倒在一起，是多少毫升？（1000毫升）1升=1000毫升，这样的教学水到渠成，自然流畅。再拿出一个2升的瓶子，让学生猜测能装多少升的水，再倒入水验证。这样在有效的活动中，学生刚刚获得的表象在猜想、验证过程中不断调整、矫正、建构，在体验中逐步内化。从而对毫升和升的度量单位到底有多大形成空间观念。
三、沟通内在联系，注重综合运用，发展空间观念
小学数学几何初步知识是根据几何知识的内在联系，结合小学生的认知规律由浅入深，由易到难地编排的。在教学时，要注重沟通几何形体的内在联系，以旧引新，适时归类，形成知识体系，促进学生思维，发展空间观念。比如在教学长度、面积和体积单位时，我先让学生通过观察和制作——边看边比划米尺上1米、1分米、的1厘米的长度，然后制作边长为1分米、1厘米的正方形，在地面上画一个边长为1米的正方形，感受并领会它们的实际大小，记住这些单位的形象。在通过比较，了解它们的区别与联系。对体积单位也可以这样处理，以形成比较清晰的长度、面积和体积等计量单位的观念，提升学生的思维品质。
四、重视实践活动，解决实际问题，巩固空间观念
几何知识来源于社会实践，应还原于社会生活。生活是现实的，丰富的，数学是抽象的，而空间想象又必须依赖于学生从生活中获取大量感性材料之后，才进行的一项高级的思维活动。因此，在教学中，我重视实践活动，引导学生经常运用图形的特征去想象，解决生活中的各种实际问题，巩固学生的空间观念。如在教学简易测量时，我注重让学生动手实践，掌握一些基本的测量技能，以加深对几何概念的理解，并促进空间观念的发展和巩固。
当然，教学中适当联系实际，运用所学知识来解决实际问题，既体现了学以致用，提高学生的学习兴趣，又能发展和巩固学生的空间观念。如在学习了圆柱体表面积的计算方法以后，我组织学生讨论：实际生活中哪些问题需要运用圆柱体表面积的计算方法来解决，这些问题是不是都要求三个面的总面积？让学生举出实际例子，说一说每种情况各应用什么方法计算。这样，学生的大脑经过了“由实物的形状想像出几何图形，再由几何图形想像出实物的形状。”学生的空间观念就在这一次次想像中得到了进一步的巩固。
总之，培养学生初步的空间观念，是我们每一位教师在实施新课程教学中的一项重要任务。教学中，我们应根據学生的认知规律“感知——表象——思维”，排除学生在学习中的心理干扰，采用多种教学手段和教学方法，引导学生运用多种感官，协调活动，积极主动地参与到学习中来，使具体事物的形象在头脑中得到全面的反映，以促使学生对几何形体特征的深刻认识。概括地说，学生的空间观念是在充分感知、操作体验、解决问题和实践活动中，逐步培养的。
【关键词】空间观念 想象和推理 猜想和验证 操作和思考
小学数学新的课程标准关于图形与几何的一个关键的核心词就是发展空间观念。并明确指出空间观念的主要表现在：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模型或画出图形；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。
根据空间观念的具体表现，下面谈谈怎样优化教学设计，培养学生的空间观念。
一、通过想象和推理相结合，帮助学生建立空间观念
通过想象在头脑中形成对图形的直观印象，结合推理帮助学生积累空间想象的经验。在从平面图形想象几何体的活动中，学生将多次进行形如“如果……那么……”的思考，这种边想象边推理有助于学生空间观念的建立。例如：有位老师设计《长方体的认识》一课。长方体有几条棱？（12条）如果任意擦掉长方体的一条棱，根据剩下的11条棱，你还能想象出长方体有多大吗？如果再擦掉棱，想一想，至少应剩下几条棱才能保证我们想象出长方体的大小呢？（学生通过画，有说剩下6条、4条、2条等，大部分说3条棱。）学生通过推理、交流，得出结论必须要有3条棱，才能够想象长方体的大小。如果去掉竖着的棱就不能知道长方体的厚度，如果去掉斜着的棱就不知道长方体有多宽，如果去掉横着的棱，就不知道长方体有多长，不能去掉3条中的任何一条棱。这样的3条棱十分重要，缺一不可，给这3条棱取名长、宽、高。这样想象和推理结合，学生对长方体的空间观念就形成了。
二、利用猜想与验证相结合，培养学生的空间观念
学生通过多种活动和体验，在多种感官的协同作用下形成鲜明的表象。再通过不断地猜想、验证，促进学生对知识的理解。例如《毫升和升》的教学设计，先猜猜1毫升有多少，再让学生用针筒吸1毫升的水，验证一下到底有多少。玩一玩1毫升的水，一滴一滴放在手里，数一数有几滴？（大约16滴）。让学生亲身感受1毫升的水是多少。在水槽挤出10毫升的水，让学生猜100毫升的水大概有多少，按照估计舀100毫升的水，然后用量筒验证一下，看看谁舀的水最接近100毫升。最后把10位同学的100毫升水倒在一起，是多少毫升？（1000毫升）1升=1000毫升，这样的教学水到渠成，自然流畅。再拿出一个2升的瓶子，让学生猜测能装多少升的水，再倒入水验证。这样在有效的活动中，学生刚刚获得的表象在猜想、验证过程中不断调整、矫正、建构，在体验中逐步内化。从而对毫升和升的度量单位到底有多大形成空间观念。
三、沟通内在联系，注重综合运用，发展空间观念
小学数学几何初步知识是根据几何知识的内在联系，结合小学生的认知规律由浅入深，由易到难地编排的。在教学时，要注重沟通几何形体的内在联系，以旧引新，适时归类，形成知识体系，促进学生思维，发展空间观念。比如在教学长度、面积和体积单位时，我先让学生通过观察和制作——边看边比划米尺上1米、1分米、的1厘米的长度，然后制作边长为1分米、1厘米的正方形，在地面上画一个边长为1米的正方形，感受并领会它们的实际大小，记住这些单位的形象。在通过比较，了解它们的区别与联系。对体积单位也可以这样处理，以形成比较清晰的长度、面积和体积等计量单位的观念，提升学生的思维品质。
四、重视实践活动，解决实际问题，巩固空间观念
几何知识来源于社会实践，应还原于社会生活。生活是现实的，丰富的，数学是抽象的，而空间想象又必须依赖于学生从生活中获取大量感性材料之后，才进行的一项高级的思维活动。因此，在教学中，我重视实践活动，引导学生经常运用图形的特征去想象，解决生活中的各种实际问题，巩固学生的空间观念。如在教学简易测量时，我注重让学生动手实践，掌握一些基本的测量技能，以加深对几何概念的理解，并促进空间观念的发展和巩固。
当然，教学中适当联系实际，运用所学知识来解决实际问题，既体现了学以致用，提高学生的学习兴趣，又能发展和巩固学生的空间观念。如在学习了圆柱体表面积的计算方法以后，我组织学生讨论：实际生活中哪些问题需要运用圆柱体表面积的计算方法来解决，这些问题是不是都要求三个面的总面积？让学生举出实际例子，说一说每种情况各应用什么方法计算。这样，学生的大脑经过了“由实物的形状想像出几何图形，再由几何图形想像出实物的形状。”学生的空间观念就在这一次次想像中得到了进一步的巩固。
总之，培养学生初步的空间观念，是我们每一位教师在实施新课程教学中的一项重要任务。教学中，我们应根據学生的认知规律“感知——表象——思维”，排除学生在学习中的心理干扰，采用多种教学手段和教学方法，引导学生运用多种感官，协调活动，积极主动地参与到学习中来，使具体事物的形象在头脑中得到全面的反映，以促使学生对几何形体特征的深刻认识。概括地说，学生的空间观念是在充分感知、操作体验、解决问题和实践活动中，逐步培养的。