关于空间观念的文献综述

关于空间观念的文献综述

摘要 :空间观念是发展空间想象力的基础, 学生具有了空间观念,就能重现过去感知的几何形体特征、大小、相互位置关系等。教师在教学中可以因势利导,突出重点,制定适宜的教学策略,培养学生初步的空间观念。本文在综述空间观念内涵、发展特点以及主要理论的基础上,论述了空间观念在小学数学教材中的具体表现和培养空间观念的策略。

关键词:空间观念;小学;数学; 培养策略

一、关于空间观念概述的文献综述

（一）空间观念的内涵

与国外相比，我国数学教育界将“空间观念”一词作为数学课程的主线起步显得有些晚，并且由于《标准》中只对空间观念做了描述性的叙述，使得人们对“空间观念”一词的内涵至今尚未达成共识。

“标准”中指出，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。1

任子朝等人提出：空间观念的建立包括实物的几何化、对空间基本图形的识记、再现和思考等。它有三层含义：（1）空间感。主要指能在头脑中建立空间表象，对物体的形状、位置、相互关系等属性的直接认识；能比较物体的长度、面积和体积大小；能分辨不同物体所具有的形状特征。比如，能够描述出熟悉的物体的基本特征，如能描述篮球与方纸盒的不同。（2）实物几何化。数学空间想

1中华人民共和国教育部. 全日制义务教育数学课程标4准（实验稿）[M]. 北京：北京师范大学出版社，2001.

象的对象不是现实世界中的实物形象，而是数学化了的几何图形，通过几何图形来研究实物，或者把几何图形的性质运用于实际，都必须正确地分析、归纳。如把桌子和足球画成直观平面图形。（3）由几何图形想象实物。空间几何结构的二维表示及由二维图形表示想象出的基本元素的空间结构关系，这是较高层次的、也是困难较大的、基本属于纯几何范畴的空间观念成分。如根据球的平面图形，在头脑中建立起一个球体形象。2

王林全认为，学生的空间观念包含图形的识别与理解能力、图形的分解与组合能力、图形的建构与探索能力、对图形的运动与变换的欣赏和利用几何直观解决问题能力五个基本成分。其中，图形的识别与理解能力是空间观念的基础，图形的分解与组合能力是空间观念得以健康发展的基本条件，良好的图形的建构与探索能力是空间观念发展的标志，对图形的运动与变换的欣赏是空间观念逐步成熟的前提，利用几何直观解决问题的能力是空间观念成熟的标志。3李玉龙、朱维宗认为，观念是思维活动的结果，是客观事物在人脑中留下的概括的形象。学生通过在实际生活中对物体形状、结构的观察，在教学中对抽象几何图形、模型的感知，在头脑中形成几何表象，获得个人与物体、物体与物体之间的距离、大小、方位的空间知觉，并在感知材料的基础上进行抽象、概括的思维活动。逐步形成了几何观念"空间观念是在空间知觉的基础上形成的几何观念。空间观念包括三个方面：（1）实物几何化；（2）由基本图形寻找出基本元素及其关系；（3）由比较复杂的图形分解出简单的、基本的图形&能根据条件做出立体模型或画出图形。空间观念不仅是“观念”，还是数学课程里新的内容、题材和呈现方式。空间观念是学生主动、自觉或自动化地“模糊”二维和三维空间之间界限的一种本领，是学生对活中的空间与数学本上的空间之间密切关系的领悟。4

提到“空间观念”一词，人们自然会将其和空间想象力联系在一起对二者之间的关系，在王焕勋主编的《实用教育大辞典》中有这样的描述：空间观念是在空间知觉的基础上形成的关于物体的形状、大小及其相互位置关系（方位、距离）

2林崇德，辛涛. 智力的培养[M]. 杭州: 浙江人民出版社，1996.

3王林全. 空间观念的基本构成与培养——兼谈美国如何发展学生的空间观念[J]. 数学通报, 2007, (10)：

24~27.

4李玉龙，朱维宗. 小学初步空间观念及其培养[J].现代中小学教育, 2008(10): 47~49.

的表象，空间想象力是在空间观念的基础上形成和发展的。5我国一些学者也赞成这个说法。如曹才翰指出，空间想象能力对初中生来说，这种要求太高了，所以义务教育阶段教学大纲中只提出培养学生的空间观念。空间观念至少反映了如下的五个方面的要求：（1）由形状简单的实物抽取出空间图形；（2）由空间图形反映出实物；（3）由复杂图形中分解出简单的、基本的图形；（4）由基本的图形中寻找出基本元素及其关系；由文字或符号作出或画出图形。6邸莉认为，在教学中应让学生掌握相应的基础知识和基本技能，学会解决简单的实际问题，丰富对现实空间及图形的认识，更好地认识和理解人类的生存空间，发展形象思维，培养学生的空间观念和创新意识。学生从空间知觉到空间想象能力的发展过程中，是以空间观念为表象的。7

（二）空间观念的基本特征

除空间观念的内涵外，还可通过空间观念具有的特征做进一步的理解和把握。

1、经验性

空间观念作为物体的形状、大小、位置等在头脑中的映像，是空间知觉经过加工后所形成的空间表象．有关研究指出：儿童的空间表象不是以他们的空间环境感觉读出的，而是从早些那些环境的活动操作中构造的，他们是依靠经验开始几何学习并逐步形成空间观念的8

，使得空间观念体现出经验性特征。具体来说，由于儿童的思维以形象性和具体性为主，儿童的几何学习不是以几何的公理体系为起点的，而是以已有的经验为起点，即儿童所学的几何不是论证几何，更多的是一种经验几何或实验几何．他们一般比较容易理解直观的几何图形，对一些较为抽象的概念需要借助直观演示，因此儿童空间观念的形成更多地依赖于动手操作和直观感知，通过不断地尝试搭建、选择分类、组合分解等活动来加深对图形直观特征的体验，逐步积累几何知识和经验，不断丰富自己的想象，从而形成空间表象。

2、概括性

5王焕勋. 实用教育大辞典[M]. 北京: 北京师范大学出版社，1995.

6刘晓玫. 小学生空间观念的发展规律及特点研究[D]. 东北师范大学, 2007.

7邸莉. 浅谈在小学数学教学中将发展空间观念落在实处[J]. 中国电力教育, 2008, (10): 89~90.

8Grouws D A. Handbook of Research on Mathematics Teaching and Learning [M]. New York: Macmillan Publish Company, 1992.（5）