高中數(shù)學(xué)教學(xué)中學(xué)生直觀想象力的培養(yǎng)路徑

徐芳紅

在核心素養(yǎng)理念的大力推動下，教師群體開始探究數(shù)學(xué)教學(xué)走向直觀化、形象化的有效方法，以此積極培養(yǎng)高中生的直觀思維、想象力以及空間立體感，切實推動高中生核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。隨著知識學(xué)習(xí)的加深，教學(xué)內(nèi)容對高中生抽象思維能力的要求越來越高，然而，高中生直觀思維與想象力的培養(yǎng)仍然不能松懈，直觀想象力仍是高中生核心素養(yǎng)之一。因此，教師要在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中探尋有效路徑繼續(xù)深入培養(yǎng)高中生的直觀想象力。

一、學(xué)生直觀想象力培養(yǎng)的重要性

首先，培養(yǎng)高中生的直觀想象力能強(qiáng)化高中生的直觀思維、形象思維、想象力、空間立體感以及空間位置感，因而能有效培養(yǎng)高中生的主體思維能力、立體想象力以及空間位置能力。因此，培養(yǎng)高中生的直觀想象力能切實提升高中生的思維素養(yǎng)、主體能力以及核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。

其次，培養(yǎng)高中生的直觀想象力能為教師確定教學(xué)設(shè)計、教學(xué)思路、教學(xué)活動以及教學(xué)過程提供非常具體的教學(xué)任務(wù)與教學(xué)指導(dǎo)，明確教師的育人方向與教學(xué)內(nèi)容。因此，培養(yǎng)高中生的直觀想象力能有效提升數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的指向性、主體性與實效性，加大教師對高中生直觀想象力的培養(yǎng)力度。

最后，培養(yǎng)高中生的直觀想象力是新課程改革對數(shù)學(xué)教學(xué)提出的實施要求，以素質(zhì)教育為科學(xué)指導(dǎo)，提升數(shù)學(xué)教學(xué)的精準(zhǔn)性、目的性以及生本性。因此，培養(yǎng)高中生的直觀想象力能切實推動數(shù)學(xué)課堂教學(xué)積極踐行科學(xué)育人觀，努力完善高中生進(jìn)行知識學(xué)習(xí)、思維培養(yǎng)、能力訓(xùn)練與素質(zhì)發(fā)展的成長環(huán)境。

二、學(xué)生直觀想象力培養(yǎng)的有效路徑

在數(shù)學(xué)課堂上，教師要開展豐富多彩的主體性、直觀性的教學(xué)活動，給予高中生良好的感官刺激，積累更多、更好的直觀信息，助力學(xué)生直觀想象力的提升。

（一）借助生活教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的直觀想象力

生活教學(xué)是指教師在數(shù)學(xué)課堂上為高中生創(chuàng)造一個實物化、生活化、體驗化的主體認(rèn)知環(huán)境，讓高中生在直觀思維與形象思維中悅納大量的立體信息與空間信息。因此，教師可以開展生活教學(xué)，向高中生輸送盡可能多的直觀信息與立體刺激，為培養(yǎng)高中生的直觀想象力積累足夠多的信息儲備，一點(diǎn)點(diǎn)地培養(yǎng)高中生的空間立體想象力，助力高中生核心素養(yǎng)的切實提升。

例如，在人教版必修二第一章第一節(jié)“空間幾何體的結(jié)構(gòu)”的生活教學(xué)中，教師可以為高中生提供一些特殊加工過的塑料棒，塑料棒的兩端都裝有一個卡口，便于與其他塑料棒進(jìn)行關(guān)聯(lián)，因而能直接建構(gòu)起一個空間幾何體的基本骨架。因此，教師可以為高中生提供充足的塑料棒，讓高中生親自動手組裝一個正方體或長方體的基本骨架，幫助高中生在頭腦中積累足夠多的直觀信息與立體信息。另外，教師可以將一個紙箱子引入數(shù)學(xué)課堂，并用刀沿著邊長將紙箱子裁成六個平面圖形，然后，讓高中生將六個平面圖形再次組裝成一個立體圖形，反復(fù)多次，以此培養(yǎng)高中生的立體感、直觀思維與想象力。為了確保上述活動產(chǎn)生良好的實效價值，教師應(yīng)開展分組活動，以提升高中生對動手實踐活動的參與率，提升實踐活動的參與性、主體性與把玩性。因此，教師創(chuàng)設(shè)的生活教學(xué)為高中生提供了很多直接接觸、切身感知、實踐探究的好機(jī)會，自然能有效促進(jìn)高中生直觀想象力的科學(xué)發(fā)展。

（二）借助電化教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的直觀想象力

電化教學(xué)具有非常強(qiáng)大的表現(xiàn)力，尤其是信息技術(shù)與多媒體技術(shù)的科學(xué)融合，能為高中生提供一個虛擬化、直觀化、立體化與變形化的感官刺激平臺，切實促進(jìn)高中生直觀思維、形象思維以及想象力的科學(xué)發(fā)展。因此，教師要大力開發(fā)多媒體設(shè)備的教學(xué)價值，為高中生展示立體圖形的多元變化形式，借助良好的感官刺激在高中生的頭腦中留下虛擬變形過程，助力直觀想象力發(fā)展。

例如，在人教版必修二第一章第三節(jié)“空間幾何體的表面積與體積”第一課時的電化教學(xué)中，為了幫助高中生更好地掌握“空間幾何體的表面積”，教師可以使用多媒體設(shè)備為高中生展示六個平面組裝成一個立方體的虛擬過程。然后，教師又使用多媒體設(shè)備開展拆解立方體的教學(xué)活動，將一個立方體再次拆解成六個平面圖形，而且，在多媒體設(shè)備的支持下平面圖形與立體圖形反復(fù)多次地像機(jī)器人變形一樣變來變?nèi)?，以此為高中生輸送源源不斷的直觀信息與立體信息。這樣，高中生就會在頭腦中儲存大量的變形信息與直觀信息，因而非常有助于高中生直觀想象力的科學(xué)培養(yǎng)與逐步提高。因此，多媒體設(shè)備能為高中生提供大量的虛擬化直觀信息，能借助鮮活的直觀信息助力高中生立體想象力的有效培養(yǎng)與循序漸進(jìn)，切實推進(jìn)高中生直觀想象力的科學(xué)培養(yǎng)。

（三）借助支架教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的直觀想象力

支架教學(xué)是指教師首先開展難點(diǎn)突破活動，然后將剩余探究任務(wù)全部留給高中生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、合作探究與互助成長，借助高中生的集體智慧與團(tuán)隊合力去處理預(yù)留任務(wù)。因此，教師可以實施支架教學(xué)，以知識簡述為教學(xué)支架，啟動后續(xù)高中生之間的主體探究、友好交流與整合發(fā)展，在集體討論中培養(yǎng)高中生的直觀想象力。這樣，高中生就會在快樂溝通中悅納信息，在兼收并蓄中逐漸成長。

例如，在人教版必修二第一章第二節(jié)“空間幾何體的三視圖和直觀圖”的支架教學(xué)中，教師首先簡述三視圖是指一個物體的左視圖、主視圖和俯視圖，直觀圖是指用實線或虛線畫成的立體圖像，然后，教師又親自演示一下正方體直觀圖的畫法。接著，教師就組織高中生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)與合作探究。很快，高中生就在課堂交流中總結(jié)出“左視圖”就是從左邊觀察物體的視覺效果圖，“主視圖”就是從正面進(jìn)行觀察的視覺效果圖，“俯視圖”就是從上面向下觀察物體的視覺效果圖。而且，高中生還可以在繪畫“直觀圖”中進(jìn)行交流、對比、糾錯與改善，在互幫互助中快快樂樂地進(jìn)行“直觀圖”的主體實踐活動。因此，支架教學(xué)以教師的知識簡述為教學(xué)支架，科學(xué)啟動高中生的后續(xù)自主探究活動，能實現(xiàn)教師教學(xué)智慧對高中生認(rèn)知思維的有效啟迪，助力高中生直觀想象力的科學(xué)培養(yǎng)。

（四）借助翻轉(zhuǎn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的直觀想象力

翻轉(zhuǎn)教學(xué)是指高中生在課下預(yù)習(xí)中進(jìn)行信息儲備，然后在課堂交流、合作探究中再次進(jìn)行知識探究，借助互幫互助、集思廣益實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)與高效發(fā)展。因此，教師可以開展翻轉(zhuǎn)教學(xué)，讓高中生在課下的實物觀察、主體感知、直觀思維中積累更多、更好的儲備信息，并在課堂交流中互通有無、各取所需，切實促進(jìn)高中生直觀想象力的科學(xué)培養(yǎng)，有效提升高中生的思維素養(yǎng)與主體能力。

例如，在人教版必修二第二章第一節(jié)“空間點(diǎn)、直線、平面之間的位置關(guān)系”的翻轉(zhuǎn)教學(xué)中，點(diǎn)、線、面三元素之間的關(guān)系具有一定的直觀性、邏輯性與推理性，因而需要高中生慢慢歸納、細(xì)細(xì)總結(jié)。因此，高中生可以在預(yù)習(xí)過程中掌握“兩點(diǎn)確定一條直線、兩條相交線確定一個平面，相互平行的兩個面內(nèi)的直線不一定平行等”。隨后，高中生可以在課堂交流中深化自己的認(rèn)知結(jié)果，借助集體智慧整合出更多的探究任務(wù)，如“兩個平面相互平行，則第三個面與這兩個面的交線也相互平行”“兩條相交直線同時與一個平面平行，則這兩條相交直線確定的平面也與這個平面平行”等。因此，高中生既能在課下預(yù)習(xí)中初步感知到一些淺層次的認(rèn)知內(nèi)容，又能在課堂交流、合作探究中獲得一些深層次的認(rèn)知內(nèi)容，以此實現(xiàn)對教學(xué)內(nèi)容的深度學(xué)習(xí)，切實培養(yǎng)高中生的直觀想象力、邏輯推理能力以及科學(xué)歸納能力，提升高中生的核心素養(yǎng)。

（五）借助扮演教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的直觀想象力

扮演教學(xué)，又名角色扮演教學(xué)法或“小先生”制，教師挑選幾個直觀想象力較強(qiáng)的學(xué)生扮演“小先生”，代替教師對學(xué)習(xí)有困難的學(xué)生進(jìn)行直接幫助，彌補(bǔ)教師孤掌難鳴的教學(xué)尷尬。因此，教師可以實施角色扮演教學(xué)法，以“小先生”為得力助手，盡可能多地為“小先生”輸送直接幫助與親自示范，以此實現(xiàn)“星星之火，可以燎原”的良好教學(xué)效果，助力直觀想象力的培養(yǎng)。

例如，在人教版必修二第二章第三節(jié)“直線、平面垂直的判定及其性質(zhì)”的角色扮演教學(xué)中，教師引導(dǎo)高中生進(jìn)行分組活動，并為每一組高中生都選派一名“小先生”作為組長去關(guān)注高中生的自主學(xué)習(xí)與合作探究，一旦發(fā)現(xiàn)某個高中生存在認(rèn)知困難，“小先生”就挺身而出、伸出援手，親自走到有困難學(xué)生的身邊為其耐心講解知識學(xué)習(xí)過程中的困惑。這樣，有困難的學(xué)生就會慢慢掌握不懂的內(nèi)容，“小先生”實時陪伴在高中生的身邊，因而能將自己的學(xué)習(xí)經(jīng)驗、認(rèn)知方法、探究結(jié)果都一一傳輸給有困難的學(xué)生。因此，角色扮演教學(xué)法能開發(fā)出高中生的內(nèi)部潛力，助力高中生直觀想象力的培養(yǎng)。

綜上所述，教師既是新課程改革的踐行者，也是數(shù)學(xué)課程教學(xué)的實施者，更是高中生直觀想象力培養(yǎng)的完成者。因此，教師立足數(shù)學(xué)課堂，以培養(yǎng)高中生的直觀想象力為教學(xué)目標(biāo)，積極采取生活教學(xué)、電化教學(xué)、支架教學(xué)、翻轉(zhuǎn)教學(xué)以及扮演教學(xué)，高質(zhì)量、高效益、高水平地創(chuàng)建數(shù)學(xué)課堂教學(xué)，切實促進(jìn)高中生直觀思維、形象思維、想象力以及空間立體感的全面發(fā)展，實現(xiàn)高中生主體能力與核心素養(yǎng)的科學(xué)發(fā)展，優(yōu)質(zhì)完成教書育人的

使命。