基于核心素養(yǎng)的高中生數(shù)學(xué)空間想象能力培養(yǎng)的教學(xué)策略研究

霍健強

【摘要】人腦是培養(yǎng)空間想象能力的物質(zhì)基礎(chǔ)，空間想象能力使人們對于某種真實的事物進行立體的多維度空間的想象。高中數(shù)學(xué)中幾何圖形的學(xué)習(xí)就需要學(xué)生具有較強的空間想象能力。本文則從學(xué)習(xí)幾何圖形所需要的空間想象能力出發(fā)，對于如何培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力提出一些看法。

【關(guān)鍵詞】高中數(shù)學(xué) 空間想象能力 教學(xué)策略

【中圖分類號】G633.6 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）13-0140-02

空間想象能力是學(xué)好數(shù)學(xué)必須具備的基本能力，在高中立體幾何圖形的學(xué)習(xí)時對于空間想象能力的要求會更加嚴格。有的高中生在學(xué)習(xí)了立體幾何后認為立體幾何才是數(shù)學(xué)中最難的學(xué)科，追其原因不過是因為空間想象能力差而已。所以如果想要徹底解決之一現(xiàn)象，就要注重培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力。我根據(jù)多年教學(xué)經(jīng)驗總結(jié)出幾點教學(xué)策略，希望對于提高學(xué)生的空間想象能力有所幫助。

一、重視圖形從平面到立體的變化過程

因為立體幾何是從平面幾何演變過來的，所以在進行立體幾何教學(xué)之前要先讓學(xué)生了解平面幾何與立體幾何的聯(lián)系。在對立體幾何進行講授的過程中可以通過類比的方法讓學(xué)生對立體幾何有一個基本的了解。因為平面幾何與立體幾何有很大的相似，所以教師在教學(xué)的過程中要學(xué)會轉(zhuǎn)化，將兩者的知識相融合。這樣讓學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)時能夠形成一個數(shù)學(xué)認知結(jié)構(gòu)，由平面到立體幫助學(xué)生完善空間概念，增強學(xué)生的空間想象能力。

逆向思維對于學(xué)生學(xué)習(xí)立體幾何也有很大的幫助作用，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)如何將平面圖形向空間圖形的轉(zhuǎn)變。但對于剛剛開始學(xué)習(xí)幾何圖形的學(xué)生來說，他們的逆向思維能力較弱，所以導(dǎo)致他們對于立體幾何知識的分析能力和抽象能力也較弱。在教學(xué)中可以通過利用平面與空間中的線線關(guān)系、線面關(guān)系來強化學(xué)生對于三維空間的認識，提高空間想象能力。

二、加強立體幾何教學(xué)中的直觀性教學(xué)

直觀性原則就是讓學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過程中能夠直觀的去概括數(shù)學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律，大致分為四種形式。

1.實物直觀。利用現(xiàn)實中的實物來建立學(xué)生對于立體圖形的認識，教師在教學(xué)的過程中可以利用教室隨處可見的物體比如：粉筆盒、板擦之類的長方體，讓學(xué)生在可見的實物中對長方體產(chǎn)生概念。隨著教育的不斷發(fā)展、改革，直觀教學(xué)也越來越普遍，高中大多利用直觀教學(xué)對線線關(guān)系、線面關(guān)系、面面關(guān)系等進行初步的介紹，讓學(xué)生更加清楚地從實物去了解概念，也有助于學(xué)生空間想象能力的提升。同時加入一些簡單的例題加強學(xué)生的記憶。

題目：垂直于同一直線的兩條線可能是什么關(guān)系？答案是：平行或垂直?？紤]這個問題時首先要考慮兩條線是否在同一平面內(nèi)，這就需要學(xué)生的空間想象能力，學(xué)生也可用直觀的方法解決，拿三支筆擺一下即可。

2.模型直觀。利用模型進行教學(xué)，不僅可以讓學(xué)生了解所講內(nèi)容的基本概念，還對相關(guān)知識的拓展有很大的幫助。這種教學(xué)方式可以在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時，讓學(xué)生能夠主動地去學(xué)習(xí)。教師在利用模型教學(xué)時還可以讓學(xué)生參與進來，例如：對于空間中面面關(guān)系讓學(xué)生根據(jù)自己的理解擺出知道的關(guān)系，教師及時給予肯定。這樣就大大增強了學(xué)生的自信心，也會激發(fā)學(xué)生的想象熱情。

直觀教學(xué)的過程中教師應(yīng)多鍛煉學(xué)生的動手能力，可以布置一些課外作業(yè)。讓學(xué)生在家中自己制作上課時會用到的模型，這樣不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣也會大大提高教學(xué)質(zhì)量。教師加以引導(dǎo)讓學(xué)生自己對新知識進行探究，當學(xué)生有所收獲時，也證明學(xué)生的空間想象能力得到了提高，對于立體幾何也有了更深的理解。直觀教學(xué)也是在促進學(xué)生的思維能力的發(fā)展，不是單純的一種說法而是把直觀教學(xué)真正的與教學(xué)內(nèi)容相融合，提高教學(xué)質(zhì)量。

三、從實際出發(fā)提高直觀圖的繪作能力

一般情況下教師會用具有繪圖能力的計算機軟件進行繪圖，但是這種做法也只是教師在繪制立體幾何的圖形，學(xué)生沒有參與其中就不會切實的體驗到繪圖過程，這樣不利于空間想象能力的培養(yǎng)。在立體圖形的教學(xué)課程中有直觀圖畫法課，但因為在正?？荚囍袥]有此類的問題出現(xiàn)，所以大多教師就忽略了它的存在。

立體幾何的教學(xué)離不開圖形，教師一定要重視對于學(xué)生作圖能力的培養(yǎng)，一定要讓學(xué)生學(xué)會如何繪圖、看圖。在教學(xué)的過程中學(xué)生學(xué)生的空間想象能力也會隨之提高，教師要引導(dǎo)學(xué)生將自己能夠想象到的立體圖形動手畫下來。在培養(yǎng)學(xué)生繪圖能力的過程中，教師要以身作則在作圖的過程中對學(xué)生講述繪圖時的一些要求和方法，讓學(xué)生盡快的掌握畫圖的技巧。當學(xué)生能夠獨立的完成對于立體圖形的繪制時，就說明學(xué)生的空間想象能力得到了較大的提高，邏輯思維能力也隨之有了一定的加強。想要讓學(xué)生學(xué)好立體幾何這一部分首先就要培養(yǎng)學(xué)生的繪制立體圖形的能力，這樣才能讓學(xué)生有參與感，從而加強學(xué)生對于立體幾何的學(xué)習(xí)熱情，積極的學(xué)習(xí)。

四、利用多媒體技術(shù)教學(xué)

因為立體幾何的內(nèi)容太過抽象所以需要學(xué)生具有較強的空間想象能力和邏輯思維能力，因此在高中數(shù)學(xué)里立體幾何對于大部分學(xué)生來說都是一個難點。在普通的教學(xué)過程中大多都是教師在黑板上手繪立體圖形，很難讓學(xué)生感受到立體圖形的特點。隨著科技的進步，課堂上也不斷的出現(xiàn)高科技的輔助教學(xué)工具，多媒體教學(xué)就是其中一個。數(shù)學(xué)教師可以利用多媒體將立體圖形的以三維的形式向?qū)W生展示出來。這樣有利于學(xué)生更加生動形象的對立體圖形進行理解，對于學(xué)生的空間想象能力的提高也有所幫助。高中生正是對高科技產(chǎn)品好奇心最強的時候，利用多媒體教學(xué)不僅能夠加快學(xué)生對于知識概念的理解，還可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。多媒體教學(xué)對于學(xué)生了解立體幾何的初步知識的理解起著很大的幫助作用，讓學(xué)生很容易的掌握了其中的重點知識。

利用多媒體教學(xué)時，最主要的就是讓學(xué)生掌握立體幾何相關(guān)的知識。多媒體教學(xué)相對于其他教學(xué)來說它的優(yōu)勢在于，多媒體教學(xué)不用其他的輔助道具，只需要操作電腦，就可以讓學(xué)生通過圖片及影像對立體圖形進行直觀的了解，對概念有所掌握。例如對于立體圖形中線面的垂直關(guān)系等，多媒體就可以通過影像生動形象的介紹需要掌握的重點，從而給學(xué)生留下深刻的印象，提高學(xué)生的空間想象能力。

五、對學(xué)生進行創(chuàng)造性想象的訓(xùn)練

對于空間想象能力弱的學(xué)生來說他們對于空間形式的創(chuàng)造性想象也是有一定難度的，所以單純地憑空去想象一個空間形狀是很困難的，這種創(chuàng)造性想象對于人的空間想象能力要求極高。因此就需要學(xué)生接受一些相關(guān)的訓(xùn)練來提高他們的創(chuàng)造性想象的能力。在之前的課程中學(xué)過畫圖的一些基本知識后，就可以將識圖與畫圖相結(jié)合，與創(chuàng)造性想象的訓(xùn)練相結(jié)合。但要側(cè)重于創(chuàng)造性想象的訓(xùn)練，訓(xùn)練時不僅對于空間想象能力的要求高還需要能夠?qū)缀螆D形相關(guān)的知識進行靈活的運用，還需要有很強的邏輯思維能力。在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性想象的過程中會有習(xí)題練習(xí)，以觀察圖形為主的證明題，避免選擇計算量大的題目。例如：

六、建立良好的師生關(guān)系

自古以來學(xué)生對于教師都存在一些畏懼心理，這對于學(xué)生的學(xué)習(xí)沒有幫助。所以建立良好的師生關(guān)系對于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情有著重要幫助。立體幾何是高中數(shù)學(xué)中比較難學(xué)的一部分，大多學(xué)生由于空間想象能力較差邏輯思維能力跟不上教師講課的進度，教師不耐煩時也會對學(xué)生生氣這就削弱了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，之就需要教師在教學(xué)的過程中多一些耐心，對學(xué)生多加鼓勵，增強學(xué)生的自信心，從而對學(xué)科產(chǎn)生好感，主動積極的去學(xué)習(xí)。

七、總結(jié)

培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力的過程中要加強學(xué)生對于空間圖形的認知訓(xùn)練，多鍛煉學(xué)生的創(chuàng)造性想象能力。教學(xué)中可以多多利用多媒體技術(shù)，加強學(xué)生對于空間想象的理解。平常鼓勵學(xué)生多動手，多想象。逐步提高學(xué)生的空間想象能力。希望文章的內(nèi)容可以對培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力起到幫助作用。

參考文獻：

[1]張奠宙李士錡李俊數(shù)學(xué)教育學(xué)導(dǎo)論[M]高等教育出版社2003.

[2]楊治良郭力平認知風(fēng)格的研究進展[J]2001.

[3]彭智勇數(shù)學(xué)新課標發(fā)展性評價研究[D]西南師范大學(xué)2004.

[4]聶必凱數(shù)學(xué)變式教學(xué)的探索性研究[D]華東師范大學(xué)2004.