高中生空间想象素养提升策略

吴晓雪

摘要：高中生的感性认知多于理性认知，在探索数学知识时，他们常会因为缺乏空间想象而无法完成对数学知识的深度探究。为攻克这一难题，文章以高中数学“立体几何”板块知识教学为例，利用经验总结法和案例分析法，探秘提升高中生空间想象素养的有效方法，最终得到要提升高中生的空间想象素养，我们需要从联系生活场景，关联生活经验;利用媒体设备，组织观察实践;做好语言转化训练，提升学生的几何表象构建能力等三个方面入手。

关键词：核心素养;立体几何;高中数学

空间想象力是学生从三维立体角度分析、观察、研究事物的空间形式的能力，也是高中生在学习数学知识时必须具备的基础性能力。在高中数学特别是“立体几何”板块知识学习中，学生是否能够顺利完成从平面想象到立体想象的过渡，直接关系到学生对数学知识内容的理解与掌握程度。因此，在执教高中数学的过程中，教师需理性看待空间想象素养与高中生数学学习活动之间的内在联系，把握空间想象素养发展的内在规律，以学生空间想象素养的提升助力数学课堂的“增效”。总结“立体几何”板块知识学习经验，我得到高中生空间想象素养培养策略如下——

一、联系生活场景，关联生活经验

空间想象不是凭空想象，在引导高中生学习几何知识时，我们需关照学生的现有认知经验，链接生活场景。以生活场景的构造完成立体几何知识探究与生活探究之间的融合，从而唤醒学生对生活这一天然的三维立体空间的观察经验，让学生能够在相关经验的支持下完成对平面图形的立体化还原。

比如，“空间点、直线、平面的位置关系”课时，以引导学生探索空间中点、线、面之间的位置关系为重点，而无论是点、线，还是面，都是抽象的数学概念。在引导学生探秘他们之间的关系时，若没有真实的情境依托，仅以抽象的语言或符号进行描述，学生未必能成功掌握三者之间的位置关系。但若将抽象点、线、面，投影到生活中，选取一到两个具体化的案例，那它们之间的位置就能由学生自己在观察中获得。如，以笔为线，以桌子为面，构建空间场景，抽象的线面位置关系就变成了可看、可感，甚至可触摸的位置关系，而随着两者位置关系的呈现变得直观客观，线面位置相关概念也以一种很自然的方式浮现在了学生们的脑海中。而在这一基础上适度迁移，学生不仅能够举一反三，顺利获得本课所有知识要点，也深度把握了生活与数学之间的内在联系，形成以数学的眼光看待生活现象的意识。

二、借助媒体设备，组织观察实践

高中生空间想象能力的发展是建立在足够多的空间观察经验的基础上的。在组织高中数学“立体几何”知识教学活动时，教师需增加学生在课堂中的观察实践机会，让学生能够真实的观测和归纳几何图案的特点，记忆从平面到立体转化中物体发生的变化，从而累积更多的空间想象素材和经验。而多媒体等智能化教学设备的配置，为课堂空间观察时间活动的组织提供了更多便利。在“立体几何”知识的教学中，教师开发利用智能化教学软件创设观察活动，为学生提供更优的观察体验。

比如，在“基本立体图形”课时探究期间，我利用3D模型软件创建常见立体图形，并将图形导入交互白板。随后，随机抽取一位学生，上台触屏操控软件模型，使立体图形变换不同的方位，其它学生对观测视角、观测结果进行记录，并在观测结束后设计经验交流活动，让学生在交流互动中掌握了椎、柱、球三种常见立体图形的空间结构特征。与直观观察相比，基于智能软件的观察活动新奇既为数学课堂增添几分科技的神秘感，也便利了学生的观测活动，在增加学生空间观测经验的同时，规避了实物观测费时费力的问题。

三、重视语言转化，构建几何表象

要培养学生的空间想象素养，就需要帮助学生熟练掌握文字语言、图形语言、符号语言三种语言之间的转化规律。在实施立体几何知识教学时，教师需重视直观材料与抽象语言之间的结合，积极组织三种几何语言转化活动，通过进行语言转化训练，提升高中生在进行几何语言转化时的熟练度，帮助学生构建几何表象，提升学生的空间想象能力。

比如，在探究“两个平面垂直定理”时，我引入正方体立体图，并要求学生标注正方体八个顶点，连接对角线，找出图中所有垂直面，并加以证明。随后，组织探究成果分享活动，要求学生用话语描述自己从中找到的垂直面，在证明数学定理的过程中，学生成功以三种不同语言描述同一对象，梳理形成包括符号语言、图形语言、文字语言的正方体中包含的垂直面统计表。

通过重视三种语言之间的转化训练，学生在看到文字语言和符号语言时，将其快速转化成直观图形语言。这让学生能够透过文字快速在头脑中建立空间几何表象，进而更快解决空间几何问题。

综上所述，空间想象素养作为高中生必备数学素养是高中数学教学重点。在高中数学教学指导期间，我们理清影响学生空间想象力发展的各种因素，从联系生活、累积经验、强化语言转化训练等多个方面入手，提升学生构建空间几何表象的能力。

参考文献：

[1]赵勤勤.高中数学教学中培养学生空间想象力的有效策略[J].數理化解题研究，2021（24）：31-32.

[2]邹世龙.通过信息技术教学，打造多元高中数学课堂[J].家长，2021（19）：113-114.