小学生数学几何直观素养培养的方法探究

四川省资阳市雁江区玉柴学校  谢世兵

摘要：几何直观是小学数学核心素养的重要组成部分，能够帮助学生通过图形认知、空间想象和逻辑推理理解抽象数学问题。本文结合《义务教育数学课程标准（2022年版）》要求，分析几何直观的内涵与价值，针对当前教学中存在的“重结论轻过程”“重计算轻操作”等问题，提出生活化情境创设、动态化工具辅助、层次化活动设计等教学策略，并结合具体教学案例探讨如何在课堂中实现几何直观素养的渗透。研究结果表明，通过多维度的实践引导，能够有效提升学生的图形感知能力与空间思维能力，为数学深度学习奠定基础。

关键词：几何直观；核心素养；小学数学；教学策略；图形认知

随着数学课程改革的深化，“几何直观”被列为义教阶段学生数学学科十大核心素养之一。新课标明确指出，几何直观是“利用图形描述和分析问题，探索解决问题的思路并预测结果”的能力。在全面践行核心素养的今天，每堂数学课都应有所担当并最终实现所有素养发展赋能。然而，当前小学数学几何直观素养培养教学中仍存在以下问题：一是直观经验缺失，部分教师以公式背诵代替图形操作，导致学生空间观念薄弱；二是教学方法单一，过度依赖教材静态图示，忽视动态生成过程；三是学科整合不足，几何知识与生活实际、其他学科联系不紧密。接下来的文档，本文从教学实践出发，探索几何直观素养的落地路径，旨在为一线教师提供参考。

一、几何直观的理论内涵与培养价值

（一）几何直观素养的核心构成

1.空间感知能力。对图形位置、方向、比例的直觉判断（如判断立体图形的展开图）；

2.图形分析能力。拆分复杂图形为基本元素（如组合图形的面积计算）；

3.问题转化能力。将抽象问题转化为直观图示（如用线段图解决行程问题）。

（二）培养几何直观素养的教育意义

1.促进抽象思维发展：几何直观是连接具体形象与抽象符号的桥梁；

2.增强问题解决能力：如通过画图策略解决“鸡兔同笼”问题；

3.渗透数学文化价值：从七巧板到建筑对称，感受几何之美。

二、当前小学数学几何教学的现状分析

为了更有效地培养学生几何直观素养，我在本校以及外校进行了走访。通过本校以及周边几所小学的课堂观察与教师访谈我发现：

1.学生层面：约40%的学生难以想象立体图形的三视图，60%对平移、旋转概念仅停留在记忆层面；

2.教师层面：75%的教师认为几何教学难点在于“如何让学生理解不可见部分”（如长方体棱的隐藏关系）；

3.教学资源：信息技术工具使用率不足30%，操作类作业多局限于纸笔练习。

三、数学课堂中学生几何直观素养培养的教学策略

（一）构建多元化教学情境，激活直观感知

1.生活化情境导入。如在教学《长方体的认识》时为了培养学生几何直观素养可让学生观察文具盒、冰箱等实物，归纳“面、棱、顶点”特征；同时还可以引导学生设计“包装礼品盒需要多少彩带”问题，引导学生通过测量棱长总和解决实际问题。

2.动态化工具辅助。为促进学生感知能力发展可借助使用GeoGebra动态演示平行四边形转化为长方形的过程，理解面积公式推导；当然也可借助AR技术呈现三维图形展开与折叠，突破空间想象难点。

（二）设计层次化实践活动，深化空间观念

1.操作层次：从“拼、剪、折”到“推理验证”。在低年级可引导学生用七巧板拼出指定图形，感知图形组合规律；在高年级中可通过剪纸探究“圆的对称轴数量”，结合数据分析得出结论。

2.问题层次：由浅入深设置梯度任务。为使得学生有成功感可采用层次化的问题来诱发思考，一是基础题：计算已知长宽的矩形面积；二是进阶题：在方格纸中画出面积为24cm²的不同形状长方形，感悟“等积变形”。

（三）联结跨学科与生活实际，拓展应用能力

1.与美术学科融合：数学之美中的图形美决定了数学与美术的整合是跨学科的第一个转化。如学习《轴对称图形》后，设计“创意对称剪纸”活动，鼓励学生评选“最美几何图案”；

2.与工程问题结合：这是生活化的一大实践。课堂上可引导学生设计“校园花坛改造方案”，要求计算周长、面积并绘制比例图，培养综合应用能力。

四、小学生数学几何直观素养培养的教学案例设计与分析

案例1：《圆的周长与面积》教学片段

1.直观感知：课始，要求学生用绳绕圆形物体一周，对比直径与周长的关系，发现π的近似值；

2.动态验证：在学生探究中可通过滚动圆片、几何画板演示，理解C=πd的推导过程；

3.问题延伸：在课堂小结时可组织学生讨论“为什么井盖通常是圆形”，渗透圆形在实际应用中的稳定性。

案例2：《观察物体（三）》教学设计

1.任务驱动：导入完成后通过多媒体呈现或者给出若干小正方体实物，要求拼出从正面、左面、上面观察均为指定形状的立体图形；

2.合作探究：引导各合作小组利用积木尝试不同组合，或者利用三维技术多方向转向并验证；

3.思维升华：在课堂进入小结环节，引导学生总结“由三视图确定几何体”的不唯一性，培养批判性思维。

五、评价与反思

坚持教学评一体化原则，做到：

1.过程性评价：通过课堂观察记录学生的操作、表达与创新表现；

2.差异化评价：对空间能力较弱的学生提供“图形补全”专项练习；

3.教学反思：避免过度依赖技术工具，需平衡直观演示与抽象推理的关系。

六、结论与展望

几何直观素养的培养需要教师以学生认知规律为基础，通过“做中学”“用中学”实现思维可视化。未来可进一步引导学生探索如何将3D打印技术引入几何教学和开发校本化的几何实践活动课程，让学生几何直观素养发展更迅速和猛烈。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.义务教育数学课程标准（2022年版）[S].北京师范大学出版社.

[2]张奠宙.数学教学中学生几何直观能力的培养[J].教育学，2019年。