3D模型在数学图形教学中的应用

◇陈 军

【作者单位：昆山市玉山镇同心小学江苏】

随着科学技术的发展，3D技术等现代技术得到了快速普及与发展。如果将3D技术引入数学课堂，利用3D模型辅助学生理解图形知识，就可以增强学生学习的直观性，提高学习效果。本文基于小学数学图形教学，就如何高效地应用3D模型进行了探析。

在新课程标准下，小学数学课程教学内容较以往发生了较大的改变，教学要求与标准也越来越高，创新教学理念、方式方法与路径显得尤为重要。图形教学是小学数学教学的重要内容，其主要目标是引导学生认识平面图形和立体图形等一些基本数学图形。由于这部分图形知识具有很强的抽象性，对学生的空间想象力等具有较高要求，但如果创新运用3D模型等一些直观性更强的实物辅助学生理解图形知识，就可以极大地提升学生的学习效果。

一、巧用3D 模型，辅助学生理解图形概念

3D模型主要是指立体化模型，其可以将某些平面化的图形以直观性更强的立体化形式展现出来。在以往的小学数学教学中，教师可能更加侧重于利用PPT或黑板绘图等方式为学生展示长方体、正方体、圆锥与圆柱等相关的图形知识，这种平面展示的形式对学生自身的空间想象力和抽象思维能力具有较高要求。实践表明，上述的这些图形教学方式容易增加学生学习的难度；同时，这些图形知识的展示形式不够形象，学生在学习图形概念等的时候可能会存在兴趣不高和认识度不足等问题，影响了他们实际的学习效果。此时，如果在开展图形基本概念的教学中，灵活地运用3D模型辅助学生进行理解，可以有效激发学生学习兴趣；同时由于正方体等各种3D模型的直观性非常强，配合教师的专项讲解，可以极大地提升小学生的学习效果。

例如，在《立体图形的认识》部分知识教学期间，其中涉及正方体、长方体、圆锥与圆柱等几种类型的立体图形，这些立体图形是三维图形，对学生的空间想象力与思维能力具有较高的要求，学生理解起来难度比较大。而如果教师在该部分知识的教学中应用3D模型，指导学生对照模型去理解各种立体图形的基本概念定义，就可以极大地降低学生理解的难度，提高他们学习的效果。同理，在为学生讲解圆锥等图形概念期间，教师也可以灵活地运用3D模型，帮助学生理解相关图形的基本概念，如圆锥底面、圆柱的高等都可以通过直观展现3D模型进行标注，提升了学生理解的效果。

二、巧用3D 模型，发展学生空间思维能力

立体图形是小学数学教学中的重要内容之一，也是学生学习的难点。其中所涉及的立体图形体积的计算、表面积的计算等知识，对小学生的空间想象力与逻辑思维等具有较高要求。在该部分数学知识教学中如果直接采用PPT的方式为学生介绍相关的立体图形知识，很容易影响学生学习的兴趣与效果，也会限制学生空间思维能力的发展。如果在该部分图形知识教学中有效地运用3D模型，将圆锥体等不同的立体图形以更加直观的形式展现给学生，使学生在动手操作的过程中能切实体会和掌握圆锥的底面积、圆锥的高等相关图形知识，则能有效促进他们空间思维能力的发展。

例如，在指导学生学习立体图形展开图部分知识时，由于小学生的空间想象力等思维能力比较差，在理解立体图形展开图的时候常常会陷入理解瓶颈，如不知道圆锥体图形展开之后是何种形式，这就增加了学生学习的难度，同时也不利于学生空间思维能力的发展。此时如果采用3D模型，指导学生亲自动手操作模型，让学生动手做一做，就能深化学生对立体图形展开图方面知识的理解与认识，有效地促进他们空间想象力、逻辑思维能力和分析能力的发展，这是以往PPT授课方式无法实现的一个重要教学优势。

三、巧用3D 模型，提高求解图形问题能力

在新课标下，空间思维能力、问题求解能力是小学数学关键能力培养的重要基础，其直接关乎学生数学综合学习能力的发展。当下小学数学教学中图形部分知识教学的一个重要目标就是提升学生对图形问题求解能力。但在实际的图形问题教学中，如果教师直接采取讲授式授课模式，学生常常理解不透，学习效果不佳。而如果在指导学生解决图形问题的时候灵活运用3D模型，就有利于辅助学生理解相关图形问题的题干含义，优化他们解决图形问题的思路，从而极大地提升他们的图形问题求解能力。

例如，在《图形的平移》课部分知识教学中，相关的问题主要是有关图形的平移问题，对学生的逻辑思维、空间想象力等具有较高的要求。此时，在教学相关问题的时候，教师可以灵活地运用3D模型，辅助学生进行问题求解。考虑到部分学校的3D模型材料非常有限，教师可以直接使用橡皮泥、面团或白萝卜等自主制作一些简易的3D模型，同样可以辅助学生理解与掌握相关的图形知识，提高他们解决图形问题的能力。此外，灵活运用3D模型，同样有利于发展小学生的模型思想，一举多得。

总而言之，3D模型是辅助小学数学图形教学的一个重要工具，在深化学生对图形概念的理解与认识、发展学生空间思维能力以及提高他们图形问题求解能力等方面具有积极的作用。为了有效应用3D模型开展教学，教师要注意结合图形教学的目标以及小学生的学习特征与兴趣，科学地制订3D模型教学方案，避免盲目应用3D 模型而影响了其应用效果。