所谓空间观念，是指人们对客观事物、几何形体的形状、大小、位置以及它们之间的变化、关系和基本结构在头脑中的概括化的形象。《数学课程标准》对空间观念培养作了如下描述：“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，进行几何形体与其三视图、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之间的位置关系；能运用图形形象地描述问题，利用直观来进行思考。”它为教师在课堂教学中实质性地落实空间观念的培养提供了具有可操作性的指导意见。皮亚杰等人研究认为，空间表象是通过儿童主动和内化行为的逐渐组织而构建起来的，然后导致了运算系统的建立。对儿童来说，形状的抽象并不是对物体属性的感觉进行抽象的结果，而是儿童协调行为的结果。比如“角的认识”，是儿童在早期通过玩具（如积木）、家具的边角等实物的探索、触摸、操作，并协调这些活动而得来的结果。
　　专家们认为可以把儿童空间观念的形成大致分为4个阶段：一是具体（实物直观），如相应几何形体的实物；二是半具体（模像直观），如已被构造出来的实物模型；三是半抽象（图像抽象），如用图显示的标准图形；四是抽象（概念抽象），如在大脑中建立对象的本质属性。
　　笔者从学生的学习方式、学习目标、学习方式3方面结合案例谈一些个人的看法。
　　首先，从学习内容来看，要丰富有关空间观念培养的资源。空间观念的重要表现之一是：“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，进行几何形体与其三视图、展开图之间的转化。”选择与空间观念密切相关的题材，既要重视让学生对几何形状、大小的感知，更要重视对几何形体的变换关系的感知。教师也应具有较强的课程资源的开发与创造的意识，在原有教材内容的教学中更多地注入发展空间观念的元素。
　　其次，从学习目标来看，应降低单纯的求积计算的学习要求，减少和控制计算的量，保证将教学重心落在丰富与形成空间表象上。一直以来，小学数学几何教学的重心是周长、面积、体积的计算，以教会学生计算方法为最终目的。教师必须将这种只关注计算的教学向关注观念、能力、计算并重的教学转变。下面案例展示的就是教师将教学重心从球体积计算转向丰富和形成空间表象、关注方法策略的培养上。
　　案例：“圆柱”的复习教学片段
　　师：把图中所示的两个长方形旋转一周，可以得到两个圆柱体，大胆猜测一下，所得到的两个圆柱体的体积、侧面积、表面积相等吗？它们的大小关系怎样？然后用自己的办法验证一下。
　　在学生独立思考的基础上组织交流及全班汇报。
　　生：左边的长方形旋转所形成的圆柱体的体积是用2×3.14×42计算的，而右边的长方形旋转所形成的圆柱体的体积是用4×3.14×22计算的，所以左边的要大一些。
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　　从学生学习方式上来看，应以“活动”贯穿于学习始终，创设相应情境，丰富学生的感性认识，它是学生建构数学语言、形成空间观念的前提条件。教师要设计多样的活动，使学生通过观察、操作、模拟等活动，并把这些活动加上自己的想象、分析、推理，以加强对几何形体的形状、大小、方位、关系和结构的感知，促进其形成正确的认知结构，在获得基本知识技能的同时，有效发展学生空间意识。
　　如对一年级的学生来说，仅靠观察长方形、正方形或三角形图片的感知方式可能就不如让他们去触摸这些图形卡片的感知方式更有利于认识其本质属性；但如果能让学生自己用小棒去搭建这些图形，效果可能会更好。而对于稍高年级的学生，几何学习开始涉及较强的维度或抽象性，这就更需要通过操作来形成对图形性质的认识。例如，学生对长方形面积计算方法的认识，就是通过“数面积纸”的方式，利用比较而获得的；而学生学习平行四边形、梯形或三角形的面积计算方法，则是通过对图形的割补而获得的。
　　我国学者和教师对空间观念形成过程中的心理特点进行长期的研究，其成果认为小学生空间观念形成过程中有以下心理特点：1）直观性，对一些抽象的几何概念不能直接理解，要借助直观手段来领悟；2）描述性，学生往往倾向于用日常用语来描述几何概念；3）渐进性，学生空间观念的发展是逐步进行的，不能一蹴而就；4）偏重于明显要素，学生首先感知的是最明显的、最突出的部分；5）偏重于单个要素，小学生容易观察图形中的单个要素，而图形的特征反映要素之间的关系时，他们就比较困难；6）从标准图形到变式图形有困难；7）偏重对称图形；8）从二维空间到三维空间有困难。