3D模型在數學圖形教學中的應用

◇陳 軍

【作者單位：昆山市玉山鎮同心小學江蘇】

隨著科學技術的發展，3D技術等現代技術得到了快速普及與發展。如果將3D技術引入數學課堂，利用3D模型輔助學生理解圖形知識，就可以增強學生學習的直觀性，提高學習效果。本文基于小學數學圖形教學，就如何高效地應用3D模型進行了探析。

在新課程標準下，小學數學課程教學內容較以往發生了較大的改變，教學要求與標準也越來越高，創新教學理念、方式方法與路徑顯得尤為重要。圖形教學是小學數學教學的重要內容，其主要目標是引導學生認識平面圖形和立體圖形等一些基本數學圖形。由于這部分圖形知識具有很強的抽象性，對學生的空間想象力等具有較高要求，但如果創新運用3D模型等一些直觀性更強的實物輔助學生理解圖形知識，就可以極大地提升學生的學習效果。

一、巧用3D 模型，輔助學生理解圖形概念

3D模型主要是指立體化模型，其可以將某些平面化的圖形以直觀性更強的立體化形式展現出來。在以往的小學數學教學中，教師可能更加側重于利用PPT或黑板繪圖等方式為學生展示長方體、正方體、圓錐與圓柱等相關的圖形知識，這種平面展示的形式對學生自身的空間想象力和抽象思維能力具有較高要求。實踐表明，上述的這些圖形教學方式容易增加學生學習的難度；同時，這些圖形知識的展示形式不夠形象，學生在學習圖形概念等的時候可能會存在興趣不高和認識度不足等問題，影響了他們實際的學習效果。此時，如果在開展圖形基本概念的教學中，靈活地運用3D模型輔助學生進行理解，可以有效激發學生學習興趣；同時由于正方體等各種3D模型的直觀性非常強，配合教師的專項講解，可以極大地提升小學生的學習效果。

例如，在《立體圖形的認識》部分知識教學期間，其中涉及正方體、長方體、圓錐與圓柱等幾種類型的立體圖形，這些立體圖形是三維圖形，對學生的空間想象力與思維能力具有較高的要求，學生理解起來難度比較大。而如果教師在該部分知識的教學中應用3D模型，指導學生對照模型去理解各種立體圖形的基本概念定義，就可以極大地降低學生理解的難度，提高他們學習的效果。同理，在為學生講解圓錐等圖形概念期間，教師也可以靈活地運用3D模型，幫助學生理解相關圖形的基本概念，如圓錐底面、圓柱的高等都可以通過直觀展現3D模型進行標注，提升了學生理解的效果。

二、巧用3D 模型，發展學生空間思維能力

立體圖形是小學數學教學中的重要內容之一，也是學生學習的難點。其中所涉及的立體圖形體積的計算、表面積的計算等知識，對小學生的空間想象力與邏輯思維等具有較高要求。在該部分數學知識教學中如果直接采用PPT的方式為學生介紹相關的立體圖形知識，很容易影響學生學習的興趣與效果，也會限制學生空間思維能力的發展。如果在該部分圖形知識教學中有效地運用3D模型，將圓錐體等不同的立體圖形以更加直觀的形式展現給學生，使學生在動手操作的過程中能切實體會和掌握圓錐的底面積、圓錐的高等相關圖形知識，則能有效促進他們空間思維能力的發展。

例如，在指導學生學習立體圖形展開圖部分知識時，由于小學生的空間想象力等思維能力比較差，在理解立體圖形展開圖的時候常常會陷入理解瓶頸，如不知道圓錐體圖形展開之后是何種形式，這就增加了學生學習的難度，同時也不利于學生空間思維能力的發展。此時如果采用3D模型，指導學生親自動手操作模型，讓學生動手做一做，就能深化學生對立體圖形展開圖方面知識的理解與認識，有效地促進他們空間想象力、邏輯思維能力和分析能力的發展，這是以往PPT授課方式無法實現的一個重要教學優勢。

三、巧用3D 模型，提高求解圖形問題能力

在新課標下，空間思維能力、問題求解能力是小學數學關鍵能力培養的重要基礎，其直接關乎學生數學綜合學習能力的發展。當下小學數學教學中圖形部分知識教學的一個重要目標就是提升學生對圖形問題求解能力。但在實際的圖形問題教學中，如果教師直接采取講授式授課模式，學生常常理解不透，學習效果不佳。而如果在指導學生解決圖形問題的時候靈活運用3D模型，就有利于輔助學生理解相關圖形問題的題干含義，優化他們解決圖形問題的思路，從而極大地提升他們的圖形問題求解能力。

例如，在《圖形的平移》課部分知識教學中，相關的問題主要是有關圖形的平移問題，對學生的邏輯思維、空間想象力等具有較高的要求。此時，在教學相關問題的時候，教師可以靈活地運用3D模型，輔助學生進行問題求解。考慮到部分學校的3D模型材料非常有限，教師可以直接使用橡皮泥、面團或白蘿卜等自主制作一些簡易的3D模型，同樣可以輔助學生理解與掌握相關的圖形知識，提高他們解決圖形問題的能力。此外，靈活運用3D模型，同樣有利于發展小學生的模型思想，一舉多得。

總而言之，3D模型是輔助小學數學圖形教學的一個重要工具，在深化學生對圖形概念的理解與認識、發展學生空間思維能力以及提高他們圖形問題求解能力等方面具有積極的作用。為了有效應用3D模型開展教學，教師要注意結合圖形教學的目標以及小學生的學習特征與興趣，科學地制訂3D模型教學方案，避免盲目應用3D 模型而影響了其應用效果。