高中生空間想象素養(yǎng)提升策略

吳曉雪

摘要：高中生的感性認知多于理性認知，在探索數(shù)學知識時，他們常會因為缺乏空間想象而無法完成對數(shù)學知識的深度探究。為攻克這一難題，文章以高中數(shù)學“立體幾何”板塊知識教學為例，利用經(jīng)驗總結法和案例分析法，探秘提升高中生空間想象素養(yǎng)的有效方法，最終得到要提升高中生的空間想象素養(yǎng)，我們需要從聯(lián)系生活場景，關聯(lián)生活經(jīng)驗;利用媒體設備，組織觀察實踐;做好語言轉化訓練，提升學生的幾何表象構建能力等三個方面入手。

關鍵詞：核心素養(yǎng);立體幾何;高中數(shù)學

空間想象力是學生從三維立體角度分析、觀察、研究事物的空間形式的能力，也是高中生在學習數(shù)學知識時必須具備的基礎性能力。在高中數(shù)學特別是“立體幾何”板塊知識學習中，學生是否能夠順利完成從平面想象到立體想象的過渡，直接關系到學生對數(shù)學知識內(nèi)容的理解與掌握程度。因此，在執(zhí)教高中數(shù)學的過程中，教師需理性看待空間想象素養(yǎng)與高中生數(shù)學學習活動之間的內(nèi)在聯(lián)系，把握空間想象素養(yǎng)發(fā)展的內(nèi)在規(guī)律，以學生空間想象素養(yǎng)的提升助力數(shù)學課堂的“增效”?？偨Y“立體幾何”板塊知識學習經(jīng)驗，我得到高中生空間想象素養(yǎng)培養(yǎng)策略如下——

一、聯(lián)系生活場景，關聯(lián)生活經(jīng)驗

空間想象不是憑空想象，在引導高中生學習幾何知識時，我們需關照學生的現(xiàn)有認知經(jīng)驗，鏈接生活場景。以生活場景的構造完成立體幾何知識探究與生活探究之間的融合，從而喚醒學生對生活這一天然的三維立體空間的觀察經(jīng)驗，讓學生能夠在相關經(jīng)驗的支持下完成對平面圖形的立體化還原。

比如，“空間點、直線、平面的位置關系”課時，以引導學生探索空間中點、線、面之間的位置關系為重點，而無論是點、線，還是面，都是抽象的數(shù)學概念。在引導學生探秘他們之間的關系時，若沒有真實的情境依托，僅以抽象的語言或符號進行描述，學生未必能成功掌握三者之間的位置關系。但若將抽象點、線、面，投影到生活中，選取一到兩個具體化的案例，那它們之間的位置就能由學生自己在觀察中獲得。如，以筆為線，以桌子為面，構建空間場景，抽象的線面位置關系就變成了可看、可感，甚至可觸摸的位置關系，而隨著兩者位置關系的呈現(xiàn)變得直觀客觀，線面位置相關概念也以一種很自然的方式浮現(xiàn)在了學生們的腦海中。而在這一基礎上適度遷移，學生不僅能夠舉一反三，順利獲得本課所有知識要點，也深度把握了生活與數(shù)學之間的內(nèi)在聯(lián)系，形成以數(shù)學的眼光看待生活現(xiàn)象的意識。

二、借助媒體設備，組織觀察實踐

高中生空間想象能力的發(fā)展是建立在足夠多的空間觀察經(jīng)驗的基礎上的。在組織高中數(shù)學“立體幾何”知識教學活動時，教師需增加學生在課堂中的觀察實踐機會，讓學生能夠真實的觀測和歸納幾何圖案的特點，記憶從平面到立體轉化中物體發(fā)生的變化，從而累積更多的空間想象素材和經(jīng)驗。而多媒體等智能化教學設備的配置，為課堂空間觀察時間活動的組織提供了更多便利。在“立體幾何”知識的教學中，教師開發(fā)利用智能化教學軟件創(chuàng)設觀察活動，為學生提供更優(yōu)的觀察體驗。

比如，在“基本立體圖形”課時探究期間，我利用3D模型軟件創(chuàng)建常見立體圖形，并將圖形導入交互白板。隨后，隨機抽取一位學生，上臺觸屏操控軟件模型，使立體圖形變換不同的方位，其它學生對觀測視角、觀測結果進行記錄，并在觀測結束后設計經(jīng)驗交流活動，讓學生在交流互動中掌握了椎、柱、球三種常見立體圖形的空間結構特征。與直觀觀察相比，基于智能軟件的觀察活動新奇既為數(shù)學課堂增添幾分科技的神秘感，也便利了學生的觀測活動，在增加學生空間觀測經(jīng)驗的同時，規(guī)避了實物觀測費時費力的問題。

三、重視語言轉化，構建幾何表象

要培養(yǎng)學生的空間想象素養(yǎng)，就需要幫助學生熟練掌握文字語言、圖形語言、符號語言三種語言之間的轉化規(guī)律。在實施立體幾何知識教學時，教師需重視直觀材料與抽象語言之間的結合，積極組織三種幾何語言轉化活動，通過進行語言轉化訓練，提升高中生在進行幾何語言轉化時的熟練度，幫助學生構建幾何表象，提升學生的空間想象能力。

比如，在探究“兩個平面垂直定理”時，我引入正方體立體圖，并要求學生標注正方體八個頂點，連接對角線，找出圖中所有垂直面，并加以證明。隨后，組織探究成果分享活動，要求學生用話語描述自己從中找到的垂直面，在證明數(shù)學定理的過程中，學生成功以三種不同語言描述同一對象，梳理形成包括符號語言、圖形語言、文字語言的正方體中包含的垂直面統(tǒng)計表。

通過重視三種語言之間的轉化訓練，學生在看到文字語言和符號語言時，將其快速轉化成直觀圖形語言。這讓學生能夠透過文字快速在頭腦中建立空間幾何表象，進而更快解決空間幾何問題。

綜上所述，空間想象素養(yǎng)作為高中生必備數(shù)學素養(yǎng)是高中數(shù)學教學重點。在高中數(shù)學教學指導期間，我們理清影響學生空間想象力發(fā)展的各種因素，從聯(lián)系生活、累積經(jīng)驗、強化語言轉化訓練等多個方面入手，提升學生構建空間幾何表象的能力。

參考文獻：

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