探索研究在初中数学实验中发展学生的直观想象能力

2019-04-07吴竺奉

中学课程辅导·教学研究 2019年20期

吴竺奉

一、直观想象能力的含义

直观想象是数学学科核心素养中的一个重要方面，直观想象不等同于“数形结合”，是指借助几何直观和空间想象感知事物的形态与变化，利用图形理解和解决数学问题的过程。在基础教育改革不断深入的时代背景下，教育领域逐渐达成了一种共识，即数学教育的根本目的并非单纯的传授数学知识，而是注重学生们能力的培养。能够理解数学知识并运用数学知识的人才是社会需要的人才。数学这门学科本质上也是研究空间形式和数量关系的科学，而直观想象能力作为数学教学中的培养目标之一，需要得到数学老师们在教学中的重视。

二、在初中数学实验中发展学生们的直观想象能力

1.在思维型数学实验教学中培养学生们直观想象能力思维型数学实验是初中数学实验的一种，能够引导学生们发现数学问题和解决数学问题。思维型数学实验能够引导学生们针对知识要点合理推理，对逻辑思维能力的培育提供了新的机遇。学生们在思维型数学实验中掌握学习的要点，在推理和论证当中提高学习数学的效率。例如，在学习“无理数”相关的知识时，为更好的引入这一概念，数学老师们可以设计这样的思维型数学实验，具体环节如下所示：

数学老师剪出两个边长为1cm的正方形，看看怎样能够用这两个正方形拼出更大的正方形？

有的同学提出了列方程的方法，那如果拼出的大正方形边长为x，x应该符合什么条件x一定是整数吗？你的理由是什么？在这一题目指引下，学生们纷纷陷入了思考，并逐渐在老师设计的直观实验中提升想象能力。很快的，在计算中学生们发现大正方形的边长x并非整数，有的同学认为这是一个分数，而且和过去学习的分数不同，学生们逐渐认识到这一“x“和本节课要学习到的”无理数“的关联性，从思维型实验出发学生们在问题引导和思维探索中提升了直观想象能力。

2.在操作型数学实验教学中培养学生们直观想象能力操作型数学实验就是指学生们亲自动手操作的数学实验，大部分学生们操作的实验都是验证性实验。这种需要学生们参与的实验需要一些小的工具和材料，在学生们探究意识和想象力驱使下，教学的重难点也就自然而然的出现了。操作型数学实验意味着全体同学的参与，在实验中发现某一数学规律或定律，培养学生们的直观想象能力并感受到数学学习的魅力。

例如，在学习平行四边形的性质一课时，数学老师无需按照僵化的教学模式开展教学，而是可以另辟蹊径，设计小型的操作型数学实验，在直观的实验中让学生们感受平行四边形的特征，具体的过程如下所示：

数学老师和学生们都准备一张纸，剪下两个边长为1cm的三角形，先让两个三角形处于重合的位置，然后找到其中一个三角形最长边的重点O，固定O点让三角形旋转180度后观察两个三角形共同构成了什么图形。数学老师顺势提问学生：旋转后的两个三角形共同构成了什么图形？观察这个新形成的图形边和角有什么特征？以小组为单位共同讨论和总结平行四边形的特征。

3.在计算机模拟数学实验教学中培养学生们直观想象能力计算机是一种重要的教学辅助工具，具有极强的运算能力和信息处理能力，能够直观的展现图形的变化并激发学生们的直观想象能力。计算机模拟数学实验在数学结合部分扮演的角色尤为重要，在计算机的演示中学生们的思维也逐渐活跃起来，提升学生的空间想象能力及动态思维能力。初中数学教学中几何知识教学占据很大比重，而其中图形的旋转、平移和对称等原先老师们头痛的教学难点都可以通过计算机动态的呈现，在直观的呈现中学习和领会知识。

三、在初中数学实验中发展学生直观想象能力要注意的问题

1.通过基础知识与合理猜想培养直观想象能力直观想象力的水平在一定程度上影响着学生们的解题速度和效率。直观想象力的培育并非一蹴而就的，数学老师们要引导学生们分析表面背后的实质，在“悟“中提升直观想象能力。诚然，直观想象能力是以基础知识掌握为基础的，这就需要数学老师们做好基础知识教学，准确掌握数学定力和规律，而后再进行推断和想象。在掌握基础知识的基础上需要做好猜想训练，提升学生们直观想象能力并引导学生们敢于大胆设问、设疑，培养其直观洞察能力。

2.重视学生们的动手操作为有效提升学生们的直观想象能力，数学老师要将动手操作的过程交付给学生，让学生们在实践动手操作中提升综合素养。例如，在学习立体图形的三视图时，让学生们使用材料（如纸板）来制作模型，再操作不同方式的展开图，在动手操作中学生们感受到立体几何与现实生活的紧密关联，慢慢也就学会用数学的眼光看待问题，学会观察世界、认识世界。数学老师要认识到自己的主导者、学生们的主体者角色，不能单纯为节省时间而忽视学生们的动手操作。