淺析高中數(shù)學課堂培育學生空間觀念

何世軍

摘 要：在高中教學過程中，有很多問題的解決都需要學生具備較強的空間觀念。隨著新課改的不斷深入，如何在高中課堂上培養(yǎng)學生的空間觀念已成為重要的教育目標。特對當前空間觀念的含義以及實際的教學價值等進行分析，并對當前如何提高初高中生的空間觀念的培養(yǎng)策略進行簡要的探討，希望能推動我國數(shù)學教育水平的提升。

關(guān)鍵詞：高中數(shù)學;空間觀念;幾何;想象能力

中圖分類號：G63? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1673-9132（2020）24-0084-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2020.24.041

當前高中教師群體普遍認為空間觀念對于高中數(shù)學十分重要，但是在實際應用過程中很少對空間觀念進行基于其內(nèi)涵的解讀，在理解方面也存在著相關(guān)的誤區(qū)。很多教師重視學生空間思維能力的培養(yǎng)，同時對于空間概念的教學也在加強，通過不斷地加強本質(zhì)之間的聯(lián)系，使其形成一個體系，對學生的解題步驟等進行有效的規(guī)范，也能夠讓教學思想和方法更加精準，從而提高學生的學習能力。所以教師的綜合素質(zhì)直接影響到學生空間觀念的結(jié)果，而對于學生來說，不斷地加強空間觀念的理解也是十分必要的。

一、空間觀念

（一）空間觀念的含義

對于我國目前的教學來說，很多數(shù)學教育在空間觀念的培養(yǎng)方面還不夠先進，與國外相比差距比較大，很多學生對于空間觀念的含義和具體應用無法真正得到落實。很多學者在對空間觀念的研究過程中都有比較大的局限性，不能真正將空間觀念應用在教學中。一般來說，空間觀念主要體現(xiàn)在兩個層面，一是對實物的幾何化，二是對圖形的再次記憶和思考，但是空間觀念涉及了三個方面的內(nèi)容，分別是空間感實物、幾何畫、有幾何圖形的想象實物這三種，共同組合形成了當前空間觀念的思維活動，也是當前人們在思考過程中的一個主要的概括。很多學生在實際生活中對物體形狀進行觀察，在實際解答問題時，通過對圖形和模型的感知形成幾何表象，有效地在腦中想象人與物體之間的方位大小，從而形成幾何觀念和空間觀念。

空間觀念一般包括三個方面，分別是實物幾何畫、基本圖形尋找出基本元素及其關(guān)系以及由比較復雜的圖形分解出簡單的，能根據(jù)條件做出的模型和圖形空間觀念，這不只是一種簡單的觀念，更是當前新課改下的一個重要內(nèi)容。通過有效的呈現(xiàn)和對題材的豐富，讓學生更加主動自覺地對二維和三維的空間進行明確劃分，能讓學生進行有效的領(lǐng)悟。而對于空間觀念來說，當前高中數(shù)學教學中涉及的空間觀念主要是學生對圖形的識別和理解，在解題過程中能夠充分運用自己的邏輯思維和空間想象能力，對圖形進行探索，在這個過程中對圖形進行分解和組合是基礎(chǔ)而深層次的挖掘，也能夠進一步對圖形的變化和運行進行了解，通過對幾何直觀問題進行解決，讓當前空間觀念的研究更有效果。

（二）空間觀念的教育價值

人類一直處于三維世界中，為了更好地了解我們當前生活的空間，可以通過對三維空間的細致劃分來逐漸把控和了解，所以在當前初高中教學中對三維空間的認識比較系統(tǒng)，學生必須要有三維空間的能力，才能更好地解題?？臻g觀念是創(chuàng)新的基本要素，在很多科學發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新過程中，必須要通過有效的空間觀念進行更加直觀和形象的描繪，從而讓科學創(chuàng)新得以發(fā)展。有人認為沒有空間觀念就無法進行有效的發(fā)明和創(chuàng)造，同時很多設(shè)計師頭腦中想象的是對設(shè)計物的實物形態(tài)，但是在繪圖過程中，如果僅進行二維的設(shè)計，這樣不能夠很好地掌握整個圖形的全體形態(tài)，同時根據(jù)圖紙需要制作出相應的模型才能夠使整個圖形完善成型。所以人們必須要在二維空間和三維空間之間加強轉(zhuǎn)換，才能夠推動空間觀念的提升。

此外，有關(guān)空間觀念的內(nèi)容有很大一部分與學生的生活和學習相互關(guān)聯(lián)，更加貼近學生的實際生活經(jīng)驗，這樣能夠讓學生加強對數(shù)學化意識的培養(yǎng)，也能夠激發(fā)學生的學習欲望和興趣。在教學過程中必須要突出空間與圖形的重要性，高中生也要有空間想象能力和推理能力，這樣才能解答大部分的高中幾何問題。

（三）對空間觀念的培養(yǎng)

在進行空間能力培養(yǎng)過程中，很多學者都將不同的角度作為研究重點，通過深入了解中學生的運算能力，借助圖形和基本的平面以及直線等逐漸進行掌握，同時也通過有效運算，來加強對三維空間的立體理解能力。

首先，可從簡單的圖形到復雜的幾何圖形，再到立體圖形，這種方法能夠讓學生的空間觀念越來越深，在實際教學過程中也比較有效果，調(diào)查顯示很多學生在初中和小學的學習中沒有對空間觀念進行學習。

其次，空間想象能力的培養(yǎng)必須從多方面入手，很多學生不僅需要自身努力，也需要一些基本的腦部能力，通過腦神經(jīng)、視覺經(jīng)驗和語言等相互作用，才能對空間觀念進行深入研究，也能夠提升學生的數(shù)學能力和水平。同時很多學生對于空間數(shù)學問題興趣不高，這會極大影響學生的學習效果，所以通過引入空間觀念，不僅能夠增強他們的自信心，也能夠提高學生的學習成績。

最后，學生在學習過程中經(jīng)常會出現(xiàn)錯誤，教師需通過循序漸進的方式對學生空間想象能力進行培養(yǎng)，只有了解每一個學生的實際情況突破固定的模式，才能夠通過靈活的方式來提升學生的學習能力。

二、高中對空間觀念的課標要求

新課標中對數(shù)學學科的課程和特點進行了細致的描述，并已將空間觀念作為教育重點，是推動學生創(chuàng)新精神和實踐能力的一項重要的學習內(nèi)容。很多學校模板化比較嚴重，在教學過程中教師過于形式化，無法讓學生真正掌握各種學習能力，只是通過被動參與，沒有發(fā)揮出其主動性和創(chuàng)造性。對空間想象能力的培養(yǎng)能夠讓學生通過簡單的實物想象出幾何圖形和實物形狀，但是在實際應用過程中卻很少出現(xiàn)。在新課標的引領(lǐng)下，很多高中教學已經(jīng)將“教”與“學”分開，在整個數(shù)學教學階段，不僅在態(tài)度行為方面進行教學，更重要的是讓學生與教師教材之間進行多項互動，通過有效的碰撞和聯(lián)系讓當前的數(shù)學教學更加和諧，更具有科學性與全面性。

三、高中生空間觀念的培養(yǎng)策略

（一）課堂中多呈現(xiàn)反映空間觀念知識的素材，培養(yǎng)空間觀念意識

在高中數(shù)學課堂上，要想培養(yǎng)學生的空間觀念，首先就要對知識和素材進行積累，使學生循序漸進地形成空間意識。很多學生僅靠教材中的資源不能得到很好的鍛煉，必須在生活中掌握圖形以及立體幾何的基本知識，這樣才能夠有效地創(chuàng)設(shè)教學情境，提高學生的學習興趣。所以，教師在上課時一定要重視教材與現(xiàn)實之間的聯(lián)系，通過平面與立體的知識講解，及對點線面等進行分析，這樣才能有效地解決相關(guān)問題。同時很多教師要通過利用有效的教學手段，應用多媒體等方式，采用動畫和三維視圖進行動態(tài)表現(xiàn)，讓學生的空間觀念得到強化，使他們的學習興趣、邏輯能力和智力因素等得到加強。

（二）重視概念的教學，強化概念之間的本質(zhì)聯(lián)系

概念教學是當前基本教學中的重點，要通過對當前教學對象和任務的分析，對數(shù)學的概念進行推理，將一些法則和定理等進行推導，能夠讓學生們逐漸掌握解題能力。作為高中生，在接觸到新的數(shù)學概念時可能會很難理解，所以必須要對這個概念的內(nèi)涵進行分析，通過有效的結(jié)合來幫助學生們解決問題。例如：在對“三視圖”進行講解的過程中，學生可以分辨出主視圖、左視圖和俯視圖，但是在這個概念更加深入的過程中，教師一定要將三者之間進行關(guān)聯(lián)，通過幾何概念和空間觀念來解題，對于一些難度大的題目，只有通過有效的結(jié)構(gòu)才能夠準確地理解和解答。

（三）強調(diào)作圖的操作程序，規(guī)范學生的解題步驟

規(guī)范的解題步驟是破解難題最重要的方式，教師能夠?qū)W生的思維水平進行掌握，也能夠?qū)W生的作圖能力進行控制，通過由直觀到抽象、由二維到三維的轉(zhuǎn)化來使學生的動手和動腦能力共同提升。所以教師在講課過程中一定要重視解題步驟規(guī)范性，也要將學生的思維能力變得更加清晰，如果在細節(jié)上出現(xiàn)錯誤就會使答題思路比較混亂，一定要重視更加規(guī)范性的教育。但是就當前來說，一些學校缺乏對學生有效的解題教育，不能很好地提高學生的思維水平，所以教師一定要多進行示范才能讓學生更加有條理，提升空間觀念和操作能力。

（四）正確引導學生的解題策略，滲透數(shù)學思想方法

教師在課堂上應該起到引導作用，傳統(tǒng)的教學過程中，教師主導學生，學生的靈活性和主動能力被抑制。當前一定要重視對學生的解題策略引導，不斷滲透空間觀念來提高學生的解題效率。在這個過程中要提升學生的變通能力和創(chuàng)新能力，同時也要對多個知識點和題目進行融合，所以在具體的教學過程中，一定要重視學生的問題練習，在各個階段都要制訂相關(guān)的計劃，并對數(shù)學思想進行掌握。有些教師認為多做題就可以提高成績，但是對于空間觀念的題目來說，一定要重視掌握概念和內(nèi)涵，這樣才能夠促進數(shù)學思想的發(fā)展，也讓知識掌握更加牢靠。

（五）提高教師綜合素質(zhì)，重視學生空間觀念的培養(yǎng)

高中數(shù)學課堂中，教師是主體，所以要提高教師的綜合素質(zhì)，很多學生的思維發(fā)展不夠完善，為了進一步提高學生的空間觀念，教師一定要在教學過程中去培養(yǎng)并不斷提高自身的素質(zhì)，不斷地學習掌握先進的教學技能，這樣才能夠完成當前的教學任務，使學校和家長都能滿意。而對于空間觀念來講，有效地進行鞏固和鍛煉，能夠?qū)W生的學習情況進行掌控，并對有問題的學生進行有針對性的解答，通過鼓勵和幫助能夠讓所有的學生得到成長，不斷地溝通與學習，解決空間觀念上的問題。

綜上所述，教師要讀懂教材教學內(nèi)容和學生的實際情況，選擇合適的教學方法，同時也要通過與教師和學者之間的交流和研究來推動當前空間觀念培養(yǎng)方法的創(chuàng)新，激發(fā)學生的學習動力和學習習效果。

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