高中数学教学中直观想象素养的培养策略

在高中数学教学中，直观想象主要立足空间想象与几何直观对事物的变化与形态进行观察，学生借助空间形式尤其是图形对数学问题进行分析与解决，是新课程改革推进中不可缺少的核心素养之一。通过深入地解读直观想象素养内涵可知，几何直观主要是发挥图形特点对数学问题进行了解，直观迁移所学的知识，解决相应的问题，空间想象则是立足生活情境加工与改造几何图形，做好新图形的创造。二者有一定的共同点也有不同点，需要教师重点分析其侧重点，并在解决问题时做好几何直观与空间想象二者关系的处理工作。

一、高中数学教学中培养学生直观想象素养的意义

1.提高学习效率

数学核心素养中直观想象能力是相当重要的一部分内容。分析整个高中阶段的教材可知，其中包含很多有关几何与函数的内容，学生很难靠理解定义来解决数学问题。对此，教师要高度重视发展学生直观想象能力，使学生学习数学知识时不断发展自身理解复杂抽象数学问题的能力，使其在脑海中建立直观形象的数学模型，让复杂抽象的数学问题变为几何模型，这样才能提高解决问题的效率。

如此，学生在日后的学习中遇到数学运算或复杂抽象的逻辑推理题时，可以发挥自身直观想象力，明确学习方向，使复杂的问题向简单问题转变，构建直观形象的图形，明确问题的要点，发挥数形结合的作用计算最终的结果。学生解决数学问题的过程中若仅简单地解读数据，很难快速解决问题，而发挥直观想象的作用构建相应的图形模表，对数据进行梳理，则能对提高解决数学问题的效率起到促进作用。可见，教师要将发展学生直观想象能力当作重点内容，这也是提高学生学习效率的关键途径。

2.促进学生全面发展

高中数学教学中，教师发展学生想象能力一定程度上可以提高学生解决数学问题的技能，取得理想的课堂教学效果，帮助学生构建完善的思维能力，发展其精神，促进学生整体应用能力的提高，这对学生全面发展有积极作用。学生形成直观想象能力之后解决数学问题时就可以建立几何模型，通过多种方法提高自身空间想象能力，解决问题时可以将生活与数学知识有机结合，不断提高自身解决生活问题的能力。

二、高中数学教学中培养学生直观想象素养存在的问题

1.教师方面

部分教师教学方法不恰当、教学能力不足，这是学生直观想象能力偏低的主要原因。一方面，部分教师开展教学活动时对学生的考试成绩过于关注，不重视教学创新，也没有主动为学生营造优良的思维训练与发展探究能力的环境，无法提升学生直观想象力。另一方面，部分教师不重视创新教学方法，没有充分利用数学模型或多媒体之类的数学直观教学手段，很难激发学生直观想象能力方面的素养。

2.学生方面

纵观当前教学现状，学生直观想象素养能力不高与自身有很大的关系。首先，部分学生片面地理解数学知识，解决问题时更重视模仿，没有正确地理解所学知识，解决数学问题时思维模式与方法都比较固定，无法把握数学问题的本质，很难提高自身直观想象能力。其次，部分学生解决数学问题时很难灵活自如地把握数学概念与图形的联系，无法用图形自觉梳理应解决的实际问题，很难实现学以致用的目标。最后，部分学生缺乏数形结合意识，解决数学问题时很难发挥图形的辅助作用，想象能力不强，无法掌握空间图形，直观想象素养偏低。

三、高中数学教学中直观想象素养的培养策略

1.情境问题驱动，激活学生直观想象思维

好的情境可以将学生注意力集中到课堂上，培养学生的思维能力，让学生学会自觉调整学习状态，在学生不会解决问题但是又急于解决问题的时机制造悬念，激发学生的求知欲望。然而，不少学生对直观想象的认识比较抽象模糊，教师就需要发挥情境问题的驱动作用，以激活学生直观想象思维。教师创设真实可靠的生活情境可以加强数学与生活的联系，激发学生学习数学学科的兴趣，让学生切身体会到数学在生活中的应用。因此，教师可以借助问题让学生把握数与形的关系，在类比归纳中明确不同实例的差异与共性。如此，学生在经历数学图形的产生、图形的抽象与图形的变换中发现图形中复杂的数学本质。

例如，教学“直线与平面的垂直关系”时，教师可以通过PPT给学生展示公路大桥桥柱与水面、地下车库立柱与地面、天安门前旗杆与地面的图片，让学生以图形直观性为基础，发挥自身空间想象能力，明确上述图片的位置关系，提高新课导入效率。如此，学生可以生动形象地体会到直线与平面之间的垂直关系，且学习这部分内容时脑海中就会储存直线与平面垂直的有关图形信息，这对激活学生直观想象思维有促进作用。在教学中，教师要通过生活实例消除学生对知识的陌生感，触动学生心灵，这样才更容易取得理想的教学效果。

2.加强专题训练，提高图形应用能力

3.动手实践，帮助学生构建完善的知识体系

素质教育深化推进的今天，教师开展教学时应重视培养学生动手实践能力，调动学生参与课堂的积极性，提高课堂教学效率，构建完善的数学模型，发展学生的直观想象素养。以往的研究表明，学生理解抽象复杂的事物时，需要亲自接触具体事物，才能让感性认识变得理性。这就要求教师要引导学生动手实践，让学生经历知识的形成过程，提高学生直观想象能力。

例如，教学“直线与平面的垂直关系的判定”这一内容时，教师可以设计折纸活动，让学生分组完成折纸实验：先剪出一个三角形的纸片，之后沿着顶点α翻折，得出折痕ad，之后在桌面上放置翻折后的纸片，最后让小组派代表以本组折纸活动情况为依据，对ad与所在平面α与支线L的关系进行分析。其中有一个小组认为“支线与平面不垂直”，之后借助反例阐述其定义，最后“看”出数学结论，这些都是学习数学学科不可缺少的步骤，有利于加深学生记忆。小组成员动手操作后沟通交流、大胆猜想，及时发现变化的图形中不变的规律，最终总结出直线与平面垂直的判定定理为：若一条直线与一个平面上的直线都垂直，那么此直线与该平面垂直。可见，数学教学中教师可以让学生动手实践，在观察、分析、猜想与操作中解决问题，发展学生的直观想象能力。

总之，教师培养学生直观想象素养在学生全面发展中发挥着不可替代的作用。因此，教师应以情境问题为驱动，激活学生直观想象思维，加强专题训练，提高学生图形应用能力，鼓励学生动手实践，帮助学生构建完善的知识体系，从多个方面培养学生的直观想象素养，为学生学好数学奠定基础，促进学生的全面发展。

（作者单位：甘肃省武山县第三高级中学）

（责任编辑刘源）