高中立體幾何教學如何培養學生空間想象能力

劉李榮

【摘要】空間想象能力是學好高中立體幾何的基礎和關鍵，許多學生對高中立體幾何“望而生畏”，最根本的原因就是缺乏空間想象能力，以至于在學習中“事倍功半”，收效甚微.作為一線教師，應在日常教學中積極探索和深入思考，以其有效培養學生的空間想象能力.筆者結合自身教學實踐，就高中立體幾何教學中如何培養學生空間想象能力提出了幾點策略性意見，希望對相關教師有所助益.

【關鍵詞】高中;立體幾何;空間想象能力;能力培養

作為高中數學中的重難點內容，立體幾何的學習要求學生具備一定的空間想象能力，否則就不可能真正地學好和用好該部分知識.許多學生對高中立體幾何“望而生畏”，最根本的原因就是缺乏空間想象能力，以至于在學習中“事倍功半”，收效甚微.可以說，學生空間想象能力的培養是教師立體幾何教學中的關鍵性和根本性的任務.以下，筆者擬結合自身教學實踐，就高中立體幾何教學中如何培養學生空間想象能力談幾點策略性意見，希望對相關教師有所助益.

一、培養學生學習興趣，邁出成功第一步

興趣是學生不斷進步的動力源泉，它既能充分調動學生的主觀能動性，又能使學生產生持續不斷的學習欲望，對學生的學習成果有著顯著的影響作用.相比于初中階段，高中立體幾何由于知識容量大且對空間想象能力的要求較高，不少學生學起來往往感到枯燥和困難，甚至將之視為一種負擔，而要有效改善此種不良現狀，培養學生學習數學的興趣是第一步也是最關鍵的一步.

培養學生對立體幾何的學習興趣，方法和手段當然有很多.筆者認為，最根本的原則是教師不斷自提自身專業素養和人格修養，在潛移默化中影響和激勵學生.常言道“親其師而信其道”，高中學生正處于青春期發展的重要階段，追求個性、憧憬夢想、渴望被認同是其普遍的心理和性格特征，其價值觀念與思想動態很容易接受外來影響，尤其是所謂“偶像”的影響不容忽視.鑒于此，教師若能通過展現優秀的、獨具特色的數學素養，使學生感到“老師很厲害”“很有魅力”，進而產生“偶像”引領效應，則在日常的潛移默化中就容易使學生產生模仿心理，進而就容易對立體幾何的學習發生興趣.

二、通過制作和加工實物模型，培養空間立體感

空間立體感是空間想象能力的基礎.高中新課標中明確指出，學生應具備轉化幾何體、三視圖、展開圖的基本能力，在看到實物形狀后能夠想象出幾何圖形，看到幾何圖形后則能反過來想象出實物的形狀.教學實踐表明，學生空間想象能力差的主要原因就是沒有空間立體感，在腦海中無法完成立體模型和幾何圖形的轉化.這可以說是立體幾何教學的一大瓶頸.對此，筆者認為最實用也最有效的對策便是充分利用數學模型，使學生手腦并用，充分體驗模型的制作與應用，在此過程中教師加以合理的引導和點撥，使學生在動手操作的過程中逐步建立空間觀念，鍛煉空間想象能力.

具體來講，教師可引導、利用一些生活中容易取得的材料自主制作一些常見數學模型，如利用硬紙片和膠帶制作多面體模型，學生在動手操作的過程中，自然而然地就會多面體的結構形成深度理解并留下深刻印象，最終切實地掌握其重要性質.這對增強學生平面模型與立體圖形之間的抽象轉化能力是大有益處的.再如，讓學生用同一個平面從模型的不同橫切面位置截取立體模型，形成不同的橫截面，這種方法在求解一些求立體圖形橫截面面積時非常的直觀而有效.總之，讓學生親自動手制作或加工立體模型，其最大優勢就在于直觀性和體驗性，便于學生從形象思維到抽象思維的過渡，從而養成較強的空間立體感.

三、借助現代多媒體教學技術，增強動態想象能力

現代多媒體技術的發展和應用為課堂教學帶來了巨大的便利性，成為提高教學效率及教學有效性的有力手段.高中立體幾何題對抽象思維能力和空間想象能力要求較高，同時變化較多，尤其是一些載體復雜、變量較多的題目，學生即使熟練掌握了基本知識，也往往抓不住解題關鍵而順利結題.究其根本，主要是由于學生的動態想象能力不足，以至于無法對學過的知識活學活用.而通過靈活運用多媒體現代教學技術，可以在很大程度上彌補這一弊端.因為它不僅能十分方便且清晰地呈現某些立體結構，更便于動態地展示一些重要的幾何變化過程，從而在動態演變過程中培養學生的空間想象能力.

舉個簡單而典型的例子，在學習“三垂線定理”一節時，教師就可以利用多媒體制作的立方體幻燈片，使其緩緩轉動，讓學生全方位、多角度加以觀察和體會，從而獲得在動態的立體演化過程中形成對定理的深度理解，同時也鍛煉了學生的動態想象能力.可見，在立體幾何教學中，多媒體技術應用廣泛，其不僅可以立體地模擬和展現相關幾何體，更便于學生動態地的觀察和分析幾何元素的位置、特點及相互關系，當幾何元素位置變動時，通過投影方式來展示則更加形象生動.因此，在高中立體幾何教學中，我們應善于借助現代多媒體技術，活用、巧用，以期達到培養學生動態想象力的目的.

當然，凡是有利亦有弊，多媒體教學技術也不能過分使用，以免造成學生的注意力分散而適得其反.作為一線教師，更不可為了貪圖便利而濫用多媒體技術.這一點也是需要引起注意的.

綜上，筆者結合自身教學實踐及體會，就高中立體幾何教學中如何培養學生空間想象能力提出了幾點淺顯見解，即“培養學生學習興趣，邁出成功第一步”“借助現代多媒體教學技術，增強動態想象能力”“借助現代多媒體教學技術，增強動態想象能力”.事實上，高中立體幾何空間想象能力的培養是一個既有深度又有廣度的研究課題，有效的策略及方法當然還有很多.作為一線教師，應在日常教學中積極探索，深入思考并善于總結.

【參考文獻】

[1]仇夜生.高中立體幾何教學中如何幫助學生形成空間想象能力[J].中國校外教育：下旬，2016（4）：132.