初中数学教学中如何培养学生空间想象能力
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初中数学教学中如何培养学生空间想象能力作者:韦玉莹
来源:《中学教学参考·语英版》2010年第05期
初中数学的空间是一维、二维、三维的欧氏空间,即直线、平面、立体图形.初中数学的空间想象能力就是指人们对客观事物的形状、结构、大小、位置关系进行了观察、分析、抽象思考和创新的能力.它是初中数学三大基本能力之一,是一种智力活动.那么,在初中数学教学中如何培养学生空间想象能力呢?
一、借助实物模型演示与学生动手相结合,培养学生空间想象能力
对客观事物的感知,是各种心理活动的基础,也是想象的基础.学生只有掌握大量关于空间的感性材料,才能经过思维加工去认识空间.因此,为了培养学生的空间想象能力,就必须提高感知效果.在课堂教学中,演示教具是帮助学生提高感知效果的重要手段.一般来说,在引入新概念时,可以利用教具帮助学生建立概念,比如讲授长方体、正方体、圆柱、圆锥等时,给学生观察这些模型;讲二次函数图象时可用一根铝线制作成“抛物线”展示给学生;在讲解定理证明时,可以引导学生观察教具寻求证题思路;而在定理得证后,又可通过教具引导学生观察反例,加深对定理的理解.
实践是联接主体和客体的桥梁,是认知发展的源泉.因此,用教师演示、学生看的方法进行教学,不如让学生自己动手更能提高学生的学习兴趣,增强学生学习的主动性.在教学中,要引导学生自己动手.如引导学生认真完成课本中布置的制作模型的任务;引导学生利用纸张、橡皮泥、生活用具拼制小型模型;引导学生自己设计图形;引导学生观察、解剖、分析实物或进行实地测量等等.这样,借助实物模型演示与学生动手相结合的方式,很好地培养了学生的空间想象能力.
二、加强空间想象力的训练,培养学生空间想象能力
能力总是伴随人的活动而产生和提高的.如同运算能力的培养一样,为了培养学生的空间想象能力,也要加强空间想象力的训练.在教学中,要经常提出一些能引起学生空间想象思考的训练,让学生练习.例如,教几何概念时,要求学生想象出这个概念的各种实物原型或想象出这个概念的相应图形.如三棱锥、球等.还可以结合教学内容,要求并指导学生作一些识图练习.学生能否正确进行空间想象,很大程度在于会不会观察分析图形.有时一个图形中线条纵横交错,局部图形重叠遮盖,会给观察图形带来很大困难,进而给识别、选取基本图形
造成障碍.这时更显出识图能力的重要性,若识别不了图形,推理就无从下手.根据解题的需要有时要将复杂的图形剖析、分离、构造出有用的图形,并应用它的性质及特征,给推理、想象打开局面,以至找到正确解题途径.也可以进行拼图练习,或在一个复杂的几何图形中,找出几个三角形、四边形、几对相似形等等.
三、通过数形结合,培养学生空间想象能力
空间想象能力的培养不限于在几何的教学中去完成,在代数的教学中也同样能进行.几何方法具有直观、形象的优势,而代数方法的特点是解答过程严密、规范、思路清晰.我们在采用这两种方法的同时,还更应采用数形结合的方法.数形结合的方法,其本质就是要求将表达空间形状、大小、位置关系的语言或式子与其具体的形状、位置关系结合起来,建立数与形之间的对应关系,这种对应关系的建立,就蕴含了抽象的思维活动,需要一定的空间想象能力方能完成.教学中要充分重视数形结合,注意由形想到数及由数想到形.如在同一坐标系中作出y1=x2,y2=x+3的图象,问:x取什么值时从而能形象、快捷地得出结论.在解决实际问题时,同样应教给学生数形结合的思想方法,启发他们学会对一些数量关系作出“形”的解释,发掘其中“形”的因素,以增加解决问题的有效途径,同时也发展学生的空间想象能力.
四、通过趣味数学,培养学生自觉进行空间想象的兴趣
兴趣是最好的老师.通过趣味数学,培养学生自觉进行空间想象的兴趣,对培养学生空间想象能力起到事半功倍的效果.如教点、线、面、体概念以后,可尝试以下的题目:
(1)如图2所示,用11根火柴棒摆出了一间小房子,你能不能只移动一根火柴,使小房子转个方向?
看似简单的例子,却有效地激发了学生的探究兴趣,在学生动脑思考,动手探究过程中很好地培养了学生的空间想象能力.
五、利用现代教学手段辅助教学,培养学生空间想象能力
计算机或多媒体都具备图形、文字、声音,有活动影像,有强大的绘图功能,利用计算机等多媒体教学,不仅能使一些在课堂上难于讲清的概念、烦琐的演算过程、复杂的数形关系和一些生产、生活中的实际问题,通过图片、动画等具体形象地展示给学生,而且能充分调动学生学习的积极性和自主性,增强学生的能力.如“旋转对称图形”做一做:画△ABC和过点P的两条直线PQ、PR.画出△ABC关于PQ对称的三角形A′B′C′,再画出△A′B′C′关于PR对称的三角形
△A″B″C″.观察△ABC和△A″B″C″,你能发现这两个三角形有什么关系吗?猜想什么样的单个变换作用于原三角形会恰好有同样的效果?然后去验证它们的猜想,通过几何画板来演示得出
△ABC绕P点旋转得到△A″B″C″,那么旋转角为多少度?通过改变∠P的度数,使用动态软件能在每种情况中迅速产生不同的例子,并且按照变化进行计算,推理和作图,从而使学生易于检验猜想.
初中数学空间想象能力的培养不是一朝一夕的,也不能只单靠几何课的教学来实现.它与运算能力和逻辑思维能力的培养,常常交织在一起,是相辅相成的.作为教师,特别是数学教师在教学实践中,要大胆探索,勇于创新,使培养中学数学空间想象能力的理论更加完善科学.
参考文献
[1]陈振宣等编著.中学数学思维方法[M].上海:上海科技教育出版社,1988
[2]王连山编著.怎样写毕业论文[M].沈阳:辽宁大学出版社,1986
[3]马忠林,王鸿钧等著.数学教育史简编[M].南宁:广西教育出版社,1991
(责任编辑黄春香)。