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直观想象是指借助几何直观和空间想象感知事物的形态与变化,利用图形理解和解答数学问题的过程.在教学中,教师不仅要引导学生借助空间几何体模型认识点、线、面之间的位置关系、变化规律,还要引导学生借助图形分析解答问题.学生具有较强的直观想象能力,有助于增强运用图形思考问题的意识,感悟知识的本质,为促进数学核心素养的发展奠定基础.
一、利用数学模型,帮助学生建立空间观念
在教学中,教师不仅要结合常见的空间立体几何模型,引导学生认识空间中点、线、面的位置关系以及空间几何体的结构,还要引导学生通过对模型进行观察,学会绘制不同视角下的图形,鼓励学生通过想象,对立体几何模型进行分解、重组、还原,使其在头脑中对空间立体几何图形的不同形式形成深刻的认识.
例如,在教学《空间几何体的三视图》时,教师可以分别将提前准备好的正方体、球、圆柱模型(正方体的长与球的直径、圆柱的母线、底面的直径相等)展示出来,然后将球放在长方体和圆柱的上方,要求学生分别从正上方、正前方、和左侧观察,然后提问:大家看到的分别是什么图形?学生纷纷回答:正方形、圆和正方形、圆.然后,要求学生通过想象,分别画出它们的三视图.通过这样的方式,学生掌握了三视图的画法,形成了空间观念.
二、借助多媒体技术,培养学生的空间想象能力
空间立体几何知识较为抽象,学生理解起来难度较大.在教学中,教师要借助多媒体,通过形象、直观的方式来帮助学生降低学习的难度,激发学生的学习兴趣.教师可以借助多媒体技术的移动、旋转、缩小、放大等功能,将几何体以动态的形式展示出来,培养学生的空间想象能力.
例如,在教学 《平面与平面平行的判定》时,教师可以利用多媒体展示两个平面,如图1所示,并任意画出两条直线,给出问题:(1)平面β内有一条直线与平面α平行,则α、β平行吗?(2)平面β内有两条直线与平面α平行,则α、β平行嗎?学生在观察、思考、交流后表示:都不行.教师继续追问:那在什么情况下,平面α、β才会平行呢?学生感到很茫然.这时,教师利用多媒体,移动平面β内的两条直线a、b,将问题(1)(2)中的情形演示出来,学生就会发现只有当a、b相交时,平面α、β才会平行.这样便得出了两个平面平行的判定定理:一个平面内的两条相交直线与另一个平面平行,则这两个平面平行.学生在思考问题的同时,想象直线在β内的不同情形,能从多种情况中得出结论,培养了空间想象能力.
三、联系生活实际,引导学生构建几何模型
在教学中,教师还要结合教学内容,引导学生联系生活实际,使其对生活中的实物,如桌子、椅子、建筑物等结构有清晰的认识.教师要根据具体情境设置问题,引导学生借助其中的数形关系构建几何模型,解决一些实际应用问题.
例1.今有底面为矩形的屋脊状的楔体,下底面宽30m,长40m,上棱长20m,高20m,问:它的体积是多少?该楔体的三视图如图2所示,其中图中小正方体的边长为10m,则该楔体的体积为( ).
解析:教师可以引导学生将该楔形的直观图表示出来,如图3中的几何体ABCDEF,取AB的中点G,CD的中点H,连接FG、GH、HF.学生可发现该几何体是四棱锥F?BCHG与三棱柱ADE?GHF的组合体,三棱柱ADE?GHF可以通过割补法得到一个高为EF=20,底面积为S=[12]×30×20=30的一个直棱柱,所以该楔形的体积V=30×20+[13]×20×30×20=100 m3.
总之,培养学生的直观想象能力,教师应充分了解学生的学情,灵活利用数学模型,帮助学生建立空间观念;借助多媒体技术,培养学生的空间想象能力;联系生活实际,引导学生构建几何模型,以此促进学生直观想象能力的提升.
(作者单位:江苏省泰州市民兴实验中学)
一、利用数学模型,帮助学生建立空间观念
在教学中,教师不仅要结合常见的空间立体几何模型,引导学生认识空间中点、线、面的位置关系以及空间几何体的结构,还要引导学生通过对模型进行观察,学会绘制不同视角下的图形,鼓励学生通过想象,对立体几何模型进行分解、重组、还原,使其在头脑中对空间立体几何图形的不同形式形成深刻的认识.
例如,在教学《空间几何体的三视图》时,教师可以分别将提前准备好的正方体、球、圆柱模型(正方体的长与球的直径、圆柱的母线、底面的直径相等)展示出来,然后将球放在长方体和圆柱的上方,要求学生分别从正上方、正前方、和左侧观察,然后提问:大家看到的分别是什么图形?学生纷纷回答:正方形、圆和正方形、圆.然后,要求学生通过想象,分别画出它们的三视图.通过这样的方式,学生掌握了三视图的画法,形成了空间观念.
二、借助多媒体技术,培养学生的空间想象能力
空间立体几何知识较为抽象,学生理解起来难度较大.在教学中,教师要借助多媒体,通过形象、直观的方式来帮助学生降低学习的难度,激发学生的学习兴趣.教师可以借助多媒体技术的移动、旋转、缩小、放大等功能,将几何体以动态的形式展示出来,培养学生的空间想象能力.
例如,在教学 《平面与平面平行的判定》时,教师可以利用多媒体展示两个平面,如图1所示,并任意画出两条直线,给出问题:(1)平面β内有一条直线与平面α平行,则α、β平行吗?(2)平面β内有两条直线与平面α平行,则α、β平行嗎?学生在观察、思考、交流后表示:都不行.教师继续追问:那在什么情况下,平面α、β才会平行呢?学生感到很茫然.这时,教师利用多媒体,移动平面β内的两条直线a、b,将问题(1)(2)中的情形演示出来,学生就会发现只有当a、b相交时,平面α、β才会平行.这样便得出了两个平面平行的判定定理:一个平面内的两条相交直线与另一个平面平行,则这两个平面平行.学生在思考问题的同时,想象直线在β内的不同情形,能从多种情况中得出结论,培养了空间想象能力.
三、联系生活实际,引导学生构建几何模型
在教学中,教师还要结合教学内容,引导学生联系生活实际,使其对生活中的实物,如桌子、椅子、建筑物等结构有清晰的认识.教师要根据具体情境设置问题,引导学生借助其中的数形关系构建几何模型,解决一些实际应用问题.
例1.今有底面为矩形的屋脊状的楔体,下底面宽30m,长40m,上棱长20m,高20m,问:它的体积是多少?该楔体的三视图如图2所示,其中图中小正方体的边长为10m,则该楔体的体积为( ).
解析:教师可以引导学生将该楔形的直观图表示出来,如图3中的几何体ABCDEF,取AB的中点G,CD的中点H,连接FG、GH、HF.学生可发现该几何体是四棱锥F?BCHG与三棱柱ADE?GHF的组合体,三棱柱ADE?GHF可以通过割补法得到一个高为EF=20,底面积为S=[12]×30×20=30的一个直棱柱,所以该楔形的体积V=30×20+[13]×20×30×20=100 m3.
总之,培养学生的直观想象能力,教师应充分了解学生的学情,灵活利用数学模型,帮助学生建立空间观念;借助多媒体技术,培养学生的空间想象能力;联系生活实际,引导学生构建几何模型,以此促进学生直观想象能力的提升.
(作者单位:江苏省泰州市民兴实验中学)