高中数学教学中发展学生直观想象素养的策略研究

引言：数学素养是学生发展的关键能力之一，是适应未来社会的必备素质。《普通高中数学课程标准》明确指出，数学教学不仅要传授知识，更要注重培养学生的数学能力，其中就包括直观想象能力。直观想象是数学学习的重要基础，对培养学生的创新思维、提高解决问题的能力起着至关重要的作用。立体几何是高中数学的重要内容，具有很强的空间想象性和逻辑性，对发展学生直观想象能力有着得天独厚的优势，但目前在高中立体几何教学中，存在着偏重知识传授、忽视能力培养的问题。本文拟从教学策略的角度，探讨如何在高中立体几何教学中发展学生的直观想象素养，以期为高中数学教学改革提供参考。

一、创设生动形象的教学情境，激发学生学习兴趣

立体几何的学习离不开情境的支撑。生动、形象、贴近生活的教学情境能够激发学生的学习兴趣，唤起学生已有的生活经验，为知识的学习奠定基础 [1]。例如，在学习棱柱的表面积时，教师可以展示包装盒、饮料罐等实物，让学生观察它们的形状特点，思考它们的侧面展开图是什么样的，包装盒的表面积怎么计算。实物的展示一方面可以增强学生的直观感受，另一方面可以将数学知识与现实生活联系起来，使枯燥的几何概念变得鲜活起来，提高学生学习的兴趣和主动性。此外，教师还可以结合学生的兴趣爱好，创设游戏情境。例如在学习多面体时，可以开展拼多面体的小组竞赛活动，学生通过亲手操作拼搭，不仅加深了对多面体的直观认识，还能提高动手实践能力和合作意识。寓教于乐的学习氛围，有助于调动学生学习的积极性，使学生在玩中学，学中玩。

二、合理利用信息技术手段，加强学生空间想象训练

信息技术与教育教学的深度融合，为直观想象教学提供了有力支撑。多媒体课件、网络学习平台、虚拟仿真等技术手段的应用，能够直观、形象地再现抽象的数学概念和过程，加强学生的感性认识。特别是在立体几何教学中，学生往往很难从平面图形去想象立体图形，容易产生错误的空间想象。例如，学生在学习三视图时，常常将三个视图孤立起来，无法在脑海中形成完整的立体图像，针对这一问题，教师可以利用几何画板、Sketchup 等三维动态数学软件，从不同视角展示物体的三视图，通过旋转、切割、拼接等操作，使学生直观感受三视图与实际物体的对应关系。学生在动态观察的过程中，空间想象力得到不断强化，对三视图的理解也更加深入。

三、注重引导学生进行头脑操作，提高解决问题的能力

直观想象的实质是头脑中的操作活动。学生只有在头脑中不断操作、变换想象图形，才能真正理解空间关系，提高空间想象力 [2]。因此，教师要注重引导学生开展头脑操作，锻炼学生的思维能力。例如在教学圆锥曲线时，教师可以这样引导学生：“想象一个圆锥，用一个平面去截这个圆锥，随着割平面与圆锥轴的位置关系变化，所得的截痕会有什么变化？”通过这样的发问，学生会在脑海中想象平面截圆锥的过程，主动去思考曲线与位置的关系。教师进一步追问，如果割平面与母线平行，截痕是什么曲线？与圆锥轴垂直，截痕又是什么？这一连串的问题能引导学生在头脑中不断操作、比较，去探究不同情况下曲线的异同。学生在主动思考的过程中，空间想象力、逻辑推理能力等都得到锻炼。 头脑操作往往建立在动手实践的基础之上。例如学习棱柱的三视图时，学生很难将平面图形与立体图形对应起来。此时，教师可以发给学生一些立体模型，让他们亲自观察、用手触摸，感知棱柱的结构特征。然后再引导学生在脑海中复现这一过程，想象从不同方向看到的图形是什么样的。学生借助具体的操作经验，在头脑中重现表象，加深了对棱柱的理解。学生在分析问题、提出猜想并论证的过程中，头脑得到充分地锻炼，解决问题的能力也得到提高。

结束语：立体几何蕴含着丰富的直观想象教学资源。在教学过程中，教师应该创新教学思路，综合运用多种教学策略，全面培养学生的直观想象素养。一方面，要创设贴近学生生活实际的教学情境，以情境创设为载体，激发学生主动学习的热情；另一方面，要合理利用现代信息技术手段，以技术应用为支撑，为学生提供动态化、立体化的学习体验本文的研究虽然以立体几何教学为例，但所得出的促进直观想象教学的策略，对整个高中数学乃至其他学科教学都具有一定的启示意义。

参考文献：

[1] 邱婧雯 . 基于深度学习的“立体几何初步”单元教学研究 [D]. 太原师范学院 ，2024.

[2]秦燕玲 . 高中数学教学中发展学生直观想象素养的策略研究 [D]. 华中师范大学 ，2024.