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核心素养视角下学生直观想象能力的培养

2019-09-10何玉芳

高考·上 2019年5期
关键词:直观想象培养策略高中数学

何玉芳

摘 要:随着新课改的实施与推进,当代教育越来越重视对学生核心素养的培养。直观想象能力作为高中数学核心素养的重要组成部分,对于学生发现和提出、分析和解决数学问题都具有不可忽视的作用。为了有效落实对高中生直观想象核心素養的培养,当代教师不仅需要对其有一个全面的了解,还应该寻求有效的教学方法,不断增强学生运用图形和空间想象思考问题的能力。因此,本文从空间想象、画图用图、数形联系、直观模型四方面对核心素养视角下学生直观想象能力的培养展开了探讨。

关键词:高中数学;核心素养;直观想象;培养策略

直观想象是借助几何直观和空间想象感知事物的形态和变化,进而解决数学问题的过程。培养学生的直观想象核心素养不仅是当前数学教学的普遍需求,更是提高高中生数学综合能力的有力保障。借助直观想象这一核心素养,不仅能够有效降低高中生的数学解题难度,还有助于学生更加接近数学学科的本质,这对于高中生的全面发展与进步都将产生积极影响。所以,在高中数学教学中,教师应该借助有效的教学方法来引导学生去了解、体验、掌握直观想象素养,并将其化为己用。

一、直观想象:空间想象

高中生直观想象核心素养的培养离不开对学生空间想象的训练,借助空间想象能力不仅能够提高学生的识图能力,还能够让学生在遇到一些空间数学问题时能够在大脑中直接形成空间表象,这对于提高数学解题效率具有重要作用。空间想象能力并不能在短时间内形成,它需要进行一系列的表象积累。为此,教师一方面可以采取直观性教学,一方面可以让学生去观察实物形体,以提高学生的感性认识。长而久之,高中生的空间想象能力必然会有所提高,而空间想象能力的提高又将直接作用于高学生直观想象素养的形成与发展。

为了培养学生的直观想象核心素养,我首先将重点放在了对学生空间想象能力的培养上。所以,无论是在课前预习环节,还是课堂教学过程中,亦是课下的作业任务,我都会有意识的引导学生去关注生活中的一些实物形体,以帮助学生有序积累表象,为空间想象奠定基础。以“空间几何体的三视图和直观图”的教学为例,我要求学生在预习阶段从生活中找一个物品,在对比中画出它的三视图和直观图,从而使学生初步感受到了空间几何体在各个视角的图像,并为接下来的课堂教学奠定了基础。而在具体的教学过程中,我则选择了水杯这一实物,并要求大家在自己的位置上绘制出水杯的三视图,从而使学生在直接观察的基础上进行了空间想象。在借助这些直观性较强的方式来展开教学的过程中,我还提出了一些生活中常见的事物,让学生进行空间想象,并进行绘制,从而使学生得到了充分的训练,并在后期的比对中有效积累了表象信息。从最终的教学成果来看,学生们不仅掌握了该课重点知识,更获得了充分的表象积累,有效提高了自身的空间想象能力,进而为直观想象素养的提升奠定了坚实的基础。

二、直观想象:画图用图

利用图形描述、分析数学问题是培养学生直观想象核心素养所不可或缺的方式,这也意味着教师需要更加重视对学生画图用图能力的培养,学生只有具备灵活用图的意识和能力,才能更为轻松的解决数学问题。画图往往能够将问题简单化,直观化,且能够将学生的注意力集中到审题过程中,进而提高整体学习质量。基于此,教师要引导学生去画图,让学生在画图与用图中明确图形在解题中的意义和作用,从而在今后的数学解题中学会自主的画图,并利用图形解决问题。这一习惯的养成不仅能够进一步增强高中生的直观想象能力,更能够让学生逐步建立起图形与数之间的联系,这对于学生解答数形题也具有重要作用。

画图并不是让学生凭空进行绘制,而是要根据题意画出相应的图形,目的是让问题变得更加直接,再借助图形来顺利解决问题。所以,我经常会有意识的为学生提供一些需要借助画图来解决的数学问题。例如:在学习“函数与方程”时,我便提前为学生准备好了一套问题,以供学生进行画图用图训练。所以,在确保学生已经掌握了函数方程思想的几种重要形式后,我将问题分发给了大家。以以下问题为例:

已知函数f(x)=-x²+2ex+m-1,g(x)=x+e²/x(x>0),若y=g(x)-m有零点,求m的取值范围。

从这一问题来看,要想直接得出答案显然是非常困难的,但是若能先做出g(x)=x+e²/x(x>0)的图像,便能够更加直接的看出零点,并得出m≧2e。

所以,在学生拿到这些问题后,我便提醒学生可以通过画图来解答,从而使学生有意识的在审题后进行了画图。通过画图这一形式,学生们逐渐解决了这些问题,并感受到了画图的直观性和便捷性,进而养成了良好的画图用图习惯。在一次次利用图形描述、分析数学问题的过程中,高中生的直观想象核心素养也得到了有效的培养。

三、直观想象:数形联系

高中阶段的数学教学离不开数与形之间的联系,所以让学生建立数形联系对于提高教学质量,培养高中生的直观想象素养都将产生积极影响。一直以来,数与形之间都有着密切的联系,数形题更在高中数学中占据着重要地位。可以说,要想提高高中生的数学学习能力和数学成绩,就不能忽视对学生数形方面的教学,且要有意识的引导学生去感受二者之间的联系,学会对其进行分析和延申。为此,教师可以将其作为一个主题来展开教学,再借助针对性较强的数形题进行训练,从而在提高学生重视度的同时帮助学生构建数形联系。实际上,借助数形联系解决数学问题的过程,也是发展学生直观想象这一核心素养的过程。

为了帮助高中生建立数与形之间的联系,进一步培养学生的直观想象核心素养,我非常重视学生在数形方面的训练。为此,我从所学数学内容出发,精选了诸多数形题,并将它们组成了一张试题,进行打印。在课上,我将学生进行了分组,之后将试卷分发了下去。在大家的注意力集中到问题上后,我要求各小组学生先以个人的形式进行答题,并提醒学生可以将数与形结合到一起来进行审题、分析、解题,从而使学生自主投入到了对问题的解答中,并有意识的将数形联系到了一起。在给予学生充分的时间进行自主解题后,我进一步要求学生以小组为单位来分享自己的解题思路,从而使大家在互动与交流中感受到了数形结合在问题解决中的便捷之处。在这些数学题中,包含了好几个板块,有“直线与方程”“三角函数”“空间几何体”等诸多方向。显然,这些板块不仅是高中数学的重点,且经常出现数形题。在这些针对性的训练中,学生们不仅接触到了不同类型的数形题,且有效锻炼了自己的直观想象能力。

四、直观想象:直观模型

直观模型在数学教学中的应用,不仅能够让数学知識直观化,还能够有效降低数学学习难度。同时,直观模型是学生直观想象的重要载体,对于培养学生的直观想象能力起到了不可忽视的作用。所以,在高中数学教学中,教师要善用直观模型来展开教学,从而将抽象的数学知识具体化、简单化。直观模型的应用不仅仅是用于解决某一类的问题,更多的是让学生将模型与问题联系到一起,这会使学生在遇到相似问题时能够从大脑直接想象出一个动态的模型,从而解决相应问题。可以说,直观模型在数学教学中的作用并不仅仅是一个教学道具,更是学生进行直观想象的媒介。很多时候,学生都不能去依靠模型解决问题,而是需要借助直观想象。在这之前,教师应该为学生直观想象核心素养的培养提供基本的方法,而直观模型的应用便能够发挥出有效作用。

利用直观模型展开教学的方式不仅能够降低数学抽象知识的学习难度,还有助于提高学生的直观想象能力。所以,但凡能够用到直观模型,我通常都会为学生提前准备好。例如:在学习“空间几何体”的相关知识时,我便为学生准备了长方体、正方体、棱柱、棱锥等多种多样的几何体模型,并给予了学生充分的时间进行观察和了解,从而使学生更为直观的掌握了空间几何体三视图和直观图的画法,并学会了计算空间几何体的表面积和体积,而模型的直观性更能够让学生在下一次遇到问题时直接进行直观想象,从而快速解决相关问题。除此之外,在学习“点、直线、平面之间的位置关系”时,为了让学生更为直观的看到它们的位置关系,并掌握直线、平面平行的判定以及直线、平面垂直的判定,了解它们的性质,我为学生进行了模型演示,提前准备了硬纸板充当平面,一次性筷子充当直线,硬币充当点,从而为学生再现了这一位置关系,进而在提高教学质量的同时有效培养了高中生的直观想象能力。

综上所述,在核心素养视角下,培养高中生的直观想象素养非常有其必要性。为了实现这一培养目标,当代教师需要引导学生去主动接触和应用这一能力,如此才能使学生感受到直观想象在数学学习中的便捷之处,进而养成良好的数学思维习惯,并有效解决数学问题。

参考文献

[1]顾蕾蕾.探究高中生数学直观想象能力培养策略[J].数学教学通讯,2019(36):77+81.

[2]蔡丽思.高中数学教学中学生直观想象能力的培养研究[J].才智,2019(31):42.

[3]陈晓波.从学生直观想象能力的培养谈高中数学核心素养的养成[J].数学教学通讯,2019(27):58-59.

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