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怎么增强空间想象力

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  空间想象力对于学生来说特别重要,关乎数学的学习能力,怎样才能增强空间想象力呢?今天学习啦小编为大家带来了怎么增强空间想象力资料,一起来看看吧!

  怎么增强空间想象力

  当一个学生苦恼地述说自己基础太差时,其背后原因可能有三:一是以前太贪玩,没有付出足够多时间去学习;二是学习方法不对;三是某些基础认知能力欠缺。

  最难的是某些基础认知能力上有欠缺的同学,这些同学,常常使用的学习方法也不对,虽然以前也曾努力过,但常因成绩不好,丧失学习信心,曾屡次放弃学习,颓废贪玩。所以这些基础差的同学,有可能三个原因都占齐了。

  也许在文科生中,空间想象能力不足的同学会更多一些,因为不少同学正是因为学不好几何等而不得不转学文的。但其实在理科生中,空间想象能力不足的同学也是很多的。

  我给一学生讲几何,有时他提出一思路,我会说:错,因为那条线段可以动。我的意思是:那条线段滑动时,仍满足题目条件,但可轻易否决他的思路不成立。我曾以为:每个人都能在脑子里把这些线段滑动,或把图形变形,来寻找并检验答题的思路和方法。后来才知道,只有极少数人才有能力这样做。

  西方教育体系下的孩子,空间想象能力要强很多。

  米开朗基罗的雕塑,与莎士比亚的戏剧、牛顿的理论有同样不朽的名声。在中国则虽有不朽的雕塑作品,但没有不朽的名字,只有无数默默无闻的匠人。因此,尽管空间想象能力在各项艺术能力中难度最大,但在中国的传统文化中,是不重视空间想象能力的。中国小孩天天作业,获得语文数学上看得见的成绩,欧美小孩则经年累月玩各种游戏,特别是拼图与积木等,培养的是看不见的能力。

  空间想象能力不仅体现在几何或地理构建地球与太阳的关系这些知识上,事实上,几乎所有数学理论或函数都会附上图形以利于理解,绝大数物理现象也需要在大脑中构建一些想象中的图形才会更好理解,化学的原子分子结构电子层排列等知识若没有空间想象能力也会变得很难。

  今天,在中国,已有更多的人特别是教育者注意空间能力的重要性。学生增加了学习三视图的画法等内容。但是,空间能力不应该是到了学校,到了某个年龄段才开始培养的,而应是在孩子很小时,就为其营造一个可潜移默化地发展空间能力的成长环境。这样,当学生学三视图的画法时,会觉得这是很简单、很轻松愉快的事,不会让人绞尽脑汁半天都想不出来。

  对于空间能力有欠缺的中学生,特别是高中生,已不可能再坐时光飞车回到过去,一切从头开始。所以只能从现在的起点出发,进行针对性的训练来提高。训练时,可把中学几何定理文字打印出来,然后每朗读一条定理,就在纸上画出相应图形;可多画几遍,如有可能,每一遍从不同视角画出不一样图形;接下来可边读边用手在空气中画图;慢慢过渡到边看边在脑子里想图形。如果自己做不到,可两三个同学结组,你读我画,互相帮助和讨论。

  这种看着文字然后画图和想象的方法也可用函数性质和图形来作素材,第一步是通过性质的文字描述得到函数的各种图形,第二步是让函数中某参数变化,形成函数图象发生渐变的动画。这样针对性的训练每天半小时到一小时,大约两个月后,空间能力就会慢慢地开始有很明显的进步。

  想用题海战术来提高空间能力这类基础能力,基本上是很难的。能力较低的同学,要自己做出题目,会花费很多时间,最终不得不直接看答案,背答案。有些人直接看答案都要看很久才有点懂,即使把答案看懂了,记着了,也不能举一反三,遇到其他类似题还是有可能做不出来。

  有同学说:高三了哪有时间提基础?记住:磨刀不误砍柴功!你每天训练一小时,两个月只花五六十小时而已,以后你在数学、物理等学习中节约出来的远远不止这点。另外,训练基础能力的过程,也让基础知识掌握得更加牢靠。老实说:你要真把基础知识掌握得非常熟练的话,一道难题不做,也够考上一本。

  当学生有一道题做不出来或看不懂时,可以暴露学生很多信息,通过对其帮助或分析可以发现其弱点和不足,然后制定后续的学习方向和方法。但大多数人常简单认为这只是学生在学习中没认真没努力,当发现对其反复讲解仍不懂时,会觉得学生没用心听,没用心思考,或者觉得这么简单都不懂,是不是太笨。有时候学生想寻求帮助,结果反而是伤了自尊和自信。

  其他可能造成严重的学习障碍的基础能力,包括:阅读能力不足;对文字理解能力不足;在知识和实际问题间建立类比联系的能力不足等。无论是哪一种能力不足,都暴露出学生在以前的成长过程中,其家庭和学校环境存在某些学习资源的严重缺失,或某些学习机会被父母和老师压制和漠视。但无论哪种能力的不足,只要你能发现并采取适当的措施补救的话,仍然可以获得相当长足的进步。

  什么是空间想象力

  空间想象力是人们对客观事物的空间形式(空间几何形体)进行观察、分析、认知的抽象思维能力,它主要包括下面三个方面的内容:(1)能根据空间几何形体或根据表述几何形体的语言、符号,在大脑中展现出相应的空间几何图形,并能正确想象其直观图.(2)能根据直观图,在大脑中展现出直观图表现的的几何形体及其组成部分的形状、位置关系和数量关系.(3)能对头脑中已有的空间几何形体进行分解、组合,产生新的空间几何形体,并正确分析其位置关系和数量关系. 培养学生的空间想象力是中学数学教学的主要任务之一,同时也是难点之一.在教学中如果对空间想象力这一名词只是提的多,理性分析不够,不能把握其培养规律,就可能造成这样的结果:少部分有悟性的学生的空间想象力得到了提高,而大部分学生则收益甚少,乃至于视《立体几何》的学习为畏途.

  辩证唯物主义认为,任何事物的变化发展都有其内在规律.空间想象力的提高也是如此,它是逐级向上的,即有明显的层次性.教师惟有把握好这一规律,将之有机地渗透到教学实践中去,有意识、有针对性地采取得当的教学方法和措施,才能有效地提高学生的空间想象力.

  如何提高学生的空间想象力

  一、利用计算机绘制生动、形象的立体图形,使学生通过对直观图形透彻的观察,理解抽象的理论概念

  在“多面体与旋转体的体积”这一章中,主要内容是柱、锥、台、球四种体积公式的推导,关键是对立体图形分析与理解。为了帮助学生在观察图形的基础上从感性认识向理性认识过渡,我们运用我校的计算机设备,与专职电脑编程人员密切合作,设计编制了图形软件来辅助教学。我们先根据讲解的需要设计出基本图形,再配合编程人员利用计算机先进的绘图系统进行绘制。在绘制过程中,我们利用画面的连续移动构成动画来体现切割、旋转、移动等动态动作。在讲解祖原理时,其主要内容为:两个等高的几何体,若被平行于底的平面截得的两个截面面积相等,则这两个几何体的体积相等。为了体现其中的关键点:两个几何体任意位置的平行截面相等,我们绘制了多幅不同位置截面的图形,并将截面涂上鲜明的色彩,按顺序编排好,连续播放时即形成了截面上下移动的动画效果,使学生形象地认识到不同位置的平行截面处处相等。又如在讲解锥体的体积公式推导时,由于要将三棱柱分割成三个三棱锥,图形变化较大,学生不易理解,因此我们将切割过程从头至尾展现给学生,在讲解时又将所要比较的两个三棱锥逐步恢复到切割前的状态,再分开。随着分开一复原一再分开的移动过程,学生们清楚自然地得出了所要推证的结论,同时也使得教师的讲解轻松而且顺理成章。有了锥的体积公式,我们又进一步依据大锥被平行于底的平面截去一小锥得到台体的思路,利用已推导出的锥体体积公式去推导台体的体积公式。我们利用动画效果使一平面进行移动呈现出动割大锥的过程,即让平面从大锥锥体某处以平行于底的方式插入,从另一侧抽出,留下切割的痕迹,进而将截得的小锥移到其它位置,将剩下的台体展现给学生。这一过程的加入,在学生的头脑中非常深刻地留下了台体与锥体的联系,可以说是过目不忘,收到了很好的效果。

  二、充分利用计算机绘图多功能的优越性,从多方位、多角度、多侧面描绘立体图形,解决平面立体图形与真实立体图形在视觉上的差异

  我们在平面上绘制立体图形就要考虑到视觉差异的问题。比如,在纸上画一个立方体,它的某些面就必须呈平行四边形,才给人一种“体”的感觉,而实际上立方体的各个面均为正方形。为了不使学生把直观感觉当作概念,我们设计了一些旋转变形动作。在讲球的体积公式时,应用祖原理,找到了一个与半球体积相等的几何体,即与半球等高的圆柱中间挖去一个圆锥,证明的关键是推导出二者在等高处的平行截面面积相等。从图上看,这两个截面分别为椭圆和椭圆环,而实际形状应为圆和圆环。为了更形象地说明问题,我们将这两个截面设计为从原位置水平移动出来,再水平旋转90度使其成为竖直放置,这样两个截面就恢复了实际形状。同时我们又让环形截面中的小圆逐渐缩小至一点,使圆环变成与另一截面大小一样的圆,通过二者色彩的互换闪烁,使学生形象直观地感觉到是两个面积相等的截面,然后通过理论证明它们的面积相等。这样,从直观到理论两方面的配合,加深了学生的理解,使得这个难点顺利解决。

  三、利用多媒体辅助教学,引导学生通过观察图形主动积极地去寻找解题思路

  现代教学论的思想核心是确认教师在教学中的主导地位的同时,认定学生在学习活动中的主体地位。因此教学的最终目的是启发和调动学生的主动性、积极性,让学生“会学”。在多媒体教学的尝试中,为了打破传统教学中的“老师讲,学生听”的习惯,我们将课上的习题“从一个正方体中,如图那样截去四个三棱锥后,得到一个正三棱锥,求它的体积是正方体体积的几分之几?”根据题意设计成动画情景。一个正方体依次被切去了四个角,把切去的部分放到屏幕的四角,中间剩下一个三棱锥,求三棱锥的体积。学生根据画面的演示,立即想到剩余部分是由整体减去切掉的。有了思路后,再从画面中清晰地推导出每个角的体积是整体的1/6,进而得出所求体积为整体的1/3。这样,通过画面的演示,不需教师讲解,学生自己就可以找到求解方法,同时在无形中途立了间接求体积的概念。通过多媒体教学,我们发现它具有不可比拟的优越性。首先,多媒体教学使课上教学省力;它能直观、生动、形象地进行教学,有利于引起学生的注意力,充分调动学生的积极性,并且使教师的板书量大大减少。其次,多媒体教学增大了课容量,加强了知识间的连贯性。由于多媒体教学直观、生动、形象地突出了教学重点,浅化了教学难点,使学生理解知识的进度加快,并且节省了教师反复讲解的时间,节省了课时,相对增大了课容量,突出了各部分知识的连贯性,取得较好的教学效果。


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