数字孪生技术赋能下小学数学“空间与几何”可视化教学创新研究

几何知识抽象性与传统教学手段的局限性，是制约小学高年级学生空间观念发展的重要因素。当前，部分小学数学教师在教学时过于依赖二维图片与静态教具，无法动态呈现几何体的拓扑变换过程，导致学生陷入“空间可视化不可见、数学关系不可触”的认知困境。教师运用数字孪生技术能构建实体对象的虚拟镜像，并赋予其交互智能，突破实体教具的功能边界，为学生构建“观察一操作一推理一验证”的认知链条。本研究以小学数学的“空间与几何”模块为研究对象，从认知科学、教育技术学等视角出发，探讨数字孪生技术赋能可视化教学的理论，并提出“认知具象化一行为数据化一评价智能化”三维