高中立体几何教学如何培养学生空间想象能力

刘李荣

【摘要】空间想象能力是学好高中立体几何的基础和关键，许多学生对高中立体几何“望而生畏”，最根本的原因就是缺乏空间想象能力，以至于在学习中“事倍功半”，收效甚微.作为一线教师，应在日常教学中积极探索和深入思考，以其有效培养学生的空间想象能力.笔者结合自身教学实践，就高中立体几何教学中如何培养学生空间想象能力提出了几点策略性意见，希望对相关教师有所助益.

【关键词】高中;立体几何;空间想象能力;能力培养

作为高中数学中的重难点内容，立体几何的学习要求学生具备一定的空间想象能力，否则就不可能真正地学好和用好该部分知识.许多学生对高中立体几何“望而生畏”，最根本的原因就是缺乏空间想象能力，以至于在学习中“事倍功半”，收效甚微.可以说，学生空间想象能力的培养是教师立体几何教学中的关键性和根本性的任务.以下，笔者拟结合自身教学实践，就高中立体几何教学中如何培养学生空间想象能力谈几点策略性意见，希望对相关教师有所助益.

一、培养学生学习兴趣，迈出成功第一步

兴趣是学生不断进步的动力源泉，它既能充分调动学生的主观能动性，又能使学生产生持续不断的学习欲望，对学生的学习成果有着显著的影响作用.相比于初中阶段，高中立体几何由于知识容量大且对空间想象能力的要求较高，不少学生学起来往往感到枯燥和困难，甚至将之视为一种负担，而要有效改善此种不良现状，培养学生学习数学的兴趣是第一步也是最关键的一步.

培养学生对立体几何的学习兴趣，方法和手段当然有很多.笔者认为，最根本的原则是教师不断自提自身专业素养和人格修养，在潜移默化中影响和激励学生.常言道“亲其师而信其道”，高中学生正处于青春期发展的重要阶段，追求个性、憧憬梦想、渴望被认同是其普遍的心理和性格特征，其价值观念与思想动态很容易接受外来影响，尤其是所谓“偶像”的影响不容忽视.鉴于此，教师若能通过展现优秀的、独具特色的数学素养，使学生感到“老师很厉害”“很有魅力”，进而产生“偶像”引领效应，则在日常的潜移默化中就容易使学生产生模仿心理，进而就容易对立体几何的学习发生兴趣.

二、通过制作和加工实物模型，培养空间立体感

空间立体感是空间想象能力的基础.高中新课标中明确指出，学生应具备转化几何体、三视图、展开图的基本能力，在看到实物形状后能够想象出几何图形，看到几何图形后则能反过来想象出实物的形状.教学实践表明，学生空间想象能力差的主要原因就是没有空间立体感，在脑海中无法完成立体模型和几何图形的转化.这可以说是立体几何教学的一大瓶颈.对此，笔者认为最实用也最有效的对策便是充分利用数学模型，使学生手脑并用，充分体验模型的制作与应用，在此过程中教师加以合理的引导和点拨，使学生在动手操作的过程中逐步建立空间观念，锻炼空间想象能力.

具体来讲，教师可引导、利用一些生活中容易取得的材料自主制作一些常见数学模型，如利用硬纸片和胶带制作多面体模型，学生在动手操作的过程中，自然而然地就会多面体的结构形成深度理解并留下深刻印象，最终切实地掌握其重要性质.这对增强学生平面模型与立体图形之间的抽象转化能力是大有益处的.再如，让学生用同一个平面从模型的不同横切面位置截取立体模型，形成不同的横截面，这种方法在求解一些求立体图形横截面面积时非常的直观而有效.总之，让学生亲自动手制作或加工立体模型，其最大优势就在于直观性和体验性，便于学生从形象思维到抽象思维的过渡，从而养成较强的空间立体感.

三、借助现代多媒体教学技术，增强动态想象能力

现代多媒体技术的发展和应用为课堂教学带来了巨大的便利性，成为提高教学效率及教学有效性的有力手段.高中立体几何题对抽象思维能力和空间想象能力要求较高，同时变化较多，尤其是一些载体复杂、变量较多的题目，学生即使熟练掌握了基本知识，也往往抓不住解题关键而顺利结题.究其根本，主要是由于学生的动态想象能力不足，以至于无法对学过的知识活学活用.而通过灵活运用多媒体现代教学技术，可以在很大程度上弥补这一弊端.因为它不仅能十分方便且清晰地呈现某些立体结构，更便于动态地展示一些重要的几何变化过程，从而在动态演变过程中培养学生的空间想象能力.

举个简单而典型的例子，在学习“三垂线定理”一节时，教师就可以利用多媒体制作的立方体幻灯片，使其缓缓转动，让学生全方位、多角度加以观察和体会，从而获得在动态的立体演化过程中形成对定理的深度理解，同时也锻炼了学生的动态想象能力.可见，在立体几何教学中，多媒体技术应用广泛，其不仅可以立体地模拟和展现相关几何体，更便于学生动态地的观察和分析几何元素的位置、特点及相互关系，当几何元素位置变动时，通过投影方式来展示则更加形象生动.因此，在高中立体几何教学中，我们应善于借助现代多媒体技术，活用、巧用，以期达到培养学生动态想象力的目的.

当然，凡是有利亦有弊，多媒体教学技术也不能过分使用，以免造成学生的注意力分散而适得其反.作为一线教师，更不可為了贪图便利而滥用多媒体技术.这一点也是需要引起注意的.

综上，笔者结合自身教学实践及体会，就高中立体几何教学中如何培养学生空间想象能力提出了几点浅显见解，即“培养学生学习兴趣，迈出成功第一步”“借助现代多媒体教学技术，增强动态想象能力”“借助现代多媒体教学技术，增强动态想象能力”.事实上，高中立体几何空间想象能力的培养是一个既有深度又有广度的研究课题，有效的策略及方法当然还有很多.作为一线教师，应在日常教学中积极探索，深入思考并善于总结.

【参考文献】

[1]仇夜生.高中立体几何教学中如何帮助学生形成空间想象能力[J].中国校外教育：下旬，2016（4）：132.