基于數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)下的中學(xué)生空間想象能力培養(yǎng)的研究

楊朝暉

【摘要】 數(shù)學(xué)涉及諸多幾何圖形，學(xué)生只有具備較強的空間想象能力才能充分理解抽象的數(shù)學(xué)概念原理和幾何圖形.培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力也是數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的基本內(nèi)容之一.但是在當(dāng)前的高中數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師只注重對解題方法的講解，忽視了學(xué)生空間觀念的強化和空間想象能力的培養(yǎng).因此，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力不僅是讓學(xué)生能掌握基本的幾何解題技巧，更是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的基本要求.本文從打造活力課堂，多媒體輔助教學(xué)、制作數(shù)學(xué)模型三個方面出發(fā)，展開數(shù)學(xué)教學(xué)來培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力.

【關(guān)鍵詞】 高中數(shù)學(xué);核心素養(yǎng);空間想象能力

數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的基本內(nèi)容包括培養(yǎng)學(xué)生理性精神、分析問題和解決問題的能力、邏輯思維能力等數(shù)學(xué)文化素養(yǎng).空間想象能力是指在人腦中構(gòu)成的研究對象的空間表象，并能夠?qū)ζ溥M行改造和重新構(gòu)造新的幾何圖形的能力，是形象思維和邏輯思維的組合，因此，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力也是核心素養(yǎng)的基本內(nèi)容.那么如何克服傳統(tǒng)高中數(shù)學(xué)幾何教學(xué)的弊端，強化學(xué)生空間觀念，培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力，提升學(xué)生的幾何學(xué)習(xí)效率成為廣大高中數(shù)學(xué)教師面臨的重要課題.下面筆者結(jié)合多年的教學(xué)實踐經(jīng)驗對培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力的有效教學(xué)策略進行一番研究與探討.

一、打造活力課堂，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

興趣使學(xué)生學(xué)習(xí)的動力和源泉，也是教師高效教學(xué)的基礎(chǔ)和保障.幾何圖形較為抽象，學(xué)生如果沒有充足的興趣就會影響整體數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)效率.因此，高中數(shù)學(xué)教師在幾何教學(xué)的過程中要改變以往枯燥的教學(xué)，營造活躍的課堂氛圍，通過運用故事、游戲等趣味化的課堂活動賦予教學(xué)生命力，打造活力課堂，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.

例如，在教授“立體幾何中的向量方法”時，筆者與學(xué)生進行了如下對話.

師：在一定條件下，給定一個點X，和該點的對應(yīng)的方向，大家能否確定一條直線與空間的位置關(guān)系嗎？

生：可以.空間中任取一條直線，L的位置可以任意有L上的點X及一個定方向確定，點X是直線上的一點，用向量X表示這條直線的方向，然后，在直線L上取另一點Y，使向量XY=X，那么對直線上任意點都存在一個實數(shù)，所以給定一個定點，能夠判斷直線與空間的位置關(guān)系.

這樣，在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師通過打造活力課堂，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引發(fā)了學(xué)生對數(shù)學(xué)的長久熱愛，培養(yǎng)了學(xué)生的空間意識，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率.

二、多媒體輔助教學(xué)，強化學(xué)生空間觀念

傳統(tǒng)的幾何教學(xué)模式過于單一和枯燥，也無法突破時空的限制，將靜態(tài)化為動態(tài)，學(xué)生不能在腦海中建立形象動態(tài)的變化過程.因此，高中數(shù)學(xué)教師要充分利用多媒體輔助教學(xué)，直觀立體的展示幾何圖形，教學(xué)由單維空間轉(zhuǎn)向多維立體空間，通過旋轉(zhuǎn)、放大、動態(tài)演變等讓學(xué)生能夠多角度、多方面的進行觀察，讓學(xué)生在動態(tài)演示過程中強化空間觀念，思維更加活躍.

例如，在教授“空間幾何體的三視圖和直觀圖”時，為了增強學(xué)生的空間概念，筆者運用多媒體為學(xué)生演示了空間圖形的畫法，以一個不規(guī)則的立體圖形為例，由于該圖形是一個不規(guī)則圖形，學(xué)生很難判斷出該圖形的直觀圖，所以筆者在圖形中畫出直角坐標系，再將該圖形進行旋轉(zhuǎn)，使該立體圖形側(cè)面對準學(xué)生，將該圖形的頂點進行延伸，確定頂點的位置，然后再將其他點進行延伸，并連接各點連線，使新的圖像呈現(xiàn)在坐標系上.這樣，在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師通過多媒體輔助教學(xué)，將抽象、立體的圖形轉(zhuǎn)換成了直接經(jīng)驗，增強了學(xué)生的空間想象能力，加深了學(xué)生的空間概念，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率.

三、制作數(shù)學(xué)模型，充分實現(xiàn)手腦并用

幾何教學(xué)的難點就在于無法使學(xué)生在腦海中將圖形還原為立體模型，并實現(xiàn)模型與圖形之間的轉(zhuǎn)換.因此，高中數(shù)學(xué)教師要充分利用數(shù)學(xué)模型，讓學(xué)生實現(xiàn)手腦并用，引導(dǎo)學(xué)生運用生活中的材料開動腦筋自主制作數(shù)學(xué)模型，讓學(xué)生在制作過程中將圖形動態(tài)地存儲到腦海中，構(gòu)建空間概念，實現(xiàn)圖形與模型之間的轉(zhuǎn)化.

例如，在教授“空間幾何體的結(jié)構(gòu)”時，為了讓學(xué)生對立體圖形有深層次了解，筆者為學(xué)生組織了一場拼裝模型活動.首先，將學(xué)生分成了以6人一小組的形式，分完組后下發(fā)任務(wù).任務(wù)一：按照平面圖上所畫的圖形，拼裝出相應(yīng)的立體圖形.任務(wù)二：拼裝出一個四棱錐體，并畫出該圖形的平面圖.任務(wù)下發(fā)后，小組成員立即展開行動，積極加入課堂探究活動中.這樣，在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師通過讓學(xué)生制作數(shù)學(xué)模型的方法，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，充分發(fā)揮了學(xué)生的空間想象能力，實現(xiàn)了學(xué)生手腦并用.

總之，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力不僅僅是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的基本內(nèi)容，也是學(xué)生學(xué)好立體幾何的關(guān)鍵所在.為此，高中數(shù)學(xué)教師要真正轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，將培養(yǎng)的空間想象能力作為重要教學(xué)任務(wù)，著手打造活力課堂、多媒體輔助教學(xué)、制作數(shù)學(xué)模型，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)幾何的興趣、讓學(xué)生充分實現(xiàn)手腦并用，強化學(xué)生的空間觀念，真正提高學(xué)生的空間想象能力，進而提高高中數(shù)學(xué)幾何教學(xué)的實效.

【參考文獻】

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