为了改进“图形与几何”内容的教学实践及优化教学评价,提高小学生数学空间观念能力水平,实现以评促教,本研究通过科学地对小学生数学空间观念进行测量,以期为后续学生的数学空间观念发展提出有针对性的提升策略。研究综合采用定性与定量方法,运用了文献研究法、问卷调查法、文本分析法、测验法、统计分析法等方法展开研究,依据教育大数据时代教育测评模型的构建范式,借鉴我国基础教育测评模型中的研究方法,通过明确小学生数学空间观念的内涵与操作性定义、确定发展小学生数学空间观念的测评指标体系,开发小学四年级学生数学空间观念的测评工具,并验证测评工具的质量。研究结论如下:（1）空间观念是通过感知现实世界物质存在的广延性和伸张性,在脑海中留下关于欧几里得三维空间中物体的形状、大小、位置关系等数学性质的表象,并形成对平面图形和几何体的几何性质的理解力和判断力。在小学阶段,主要涉及和研究正方形、长方形、平行四边形、梯形、三角形、圆形等平面图形,角、线段、直线、射线等基本元素,长方体、正方体等几何体,圆锥、圆柱、球等旋转体,几何性质则包括角度、长度、周长、面积、表面积、体积、对称、平移、旋转、方位、距离等。（2）数学空间观念包含形状识别、运动变换、方位距离、图形绘制四个维度,每个维度下包含（完全）直观想象、直观想象与简单分析抽象、直观想象与复杂分析三个能力水平的指标,从而形成小学生数学空间观念的测评指标体系。（3）四年级学生有如下特点:容易识别出经过90°旋转变换的图形,但在识别旋转180°和270°图形上能力还稍欠缺;可以将实际物体与几何图形进行基本的匹配,但还无法很好地理解和掌握几何图形的性质;在方位距离上的能力相对较弱,尤其难以准确描述路线图;难以树立分辨平面图形与立体图形的意识;尽管尚未系统学习过三角形,但基本都具备识别和理解三角形的能力;数学空间观念水平整体处于中间水平;在形状识别和运动变换上的能力发展相对而言更加迅速,而在方位距离与图形绘制上能力发展较为缓慢,且形状识别能力差异较大;川渝地区八所学校学生在数学空间观念及其维度上的能力差异非常大。研究创新之处在于将小学生数学空间观念进行操作性定义,系统建立小学生数学空间观念测评指标体系,并使用项目反应理论较为系统地开发小学四年级学生数学空间观念测评工具。但题量偏少,且样本代表性不足。