高中数学教学中如何培养学生直观想象能力 论文

高中数学教学中如何培养学生直观想象能力摘要：在高中数学课程中，抽象概念占比较大，且部分数学问题的解决需要依靠空间想象力进行思维辅助，因此，对学生的直观想象能力提出了更高要求，如何在具体的课堂教学环节中，通过课堂教学组织方式和教学方法的灵活运用，来达到锻炼和提升学生直观想象力的目的，是目前高中阶段数学学科教学的重中之重，并以此来提升高中数学教学效率。本文从直观想象力于高中数学学习的重要意义出发，探讨如何在高中数学教学中实施学生直观想象能力的培养。关键字：高中；数学教学；直观想象力引言：直观想象力的锻炼和提升目标需要结合具体的课程教学内容，并从教师的教学引导阶段入手进行实现。对于高中生来讲，随着整体的课程教学难度不断提升，直观想象力对于其数学学习效果的作用越来越突出。只有在分析数学问题时实现学生直观想象力的全面提升，才能使高中数学教学达到理想的教学效果。一、直观想象力对于高中数学课程教学的积极意义直观想象力在高中数学的课程学习中具有非常重要的实际运用意义，具体体现在以下几个方面。一是有利于启发学生数学课程学习的思维，为进一步取得良好的数学课程学习效果打下坚实的基础。高中阶段的数学知识抽象性强，学生在学习理解的过程中仍存在诸多困难需要克服。在这种情况下，学生自身的想象能力和思维能力就发挥着关键作用，当学生面对复杂的数学问题时，如果具备了很好的直观想象能力，可以顺利帮助学生打开数学学习的思路，以便取得更为突出有效地数学课程学习效果。二是有利于激发学生的学习兴趣。数学问题的解决过程大部分都需要经过联想和转化等程序，在这种情况下，学生直观想象力的作用就更为突出，学生只有具备了直观想象力，才有利于将相对复杂性较高的数学问题通过联想与具体数学模型进行结合，从而找到针对数学问题更为直接有效的解决办法，最终使高中数学学习取得更好的学习效果。二、高中数学教学中现存的问题(一)教学手段单一，学生学习兴趣不高想要学好高中数学，要求学生具有很强的逻辑思维能力，这是由于该学科的学科特质。数学作为从小学到大学一直学习的科目，其重要性不言而喻，而且在高中阶段其重要性就更加明显。但是，以往高中教学一般都是按照教材章节和教学大纲进行教学，学习内容多，课业压力大，教师一般都是按照“预习-讲解-作业-考试”这样的顺序进行，此类方式比较适用于基础相对较好的学生。相反，基础相对较差的学生对此类方式接受度普遍不高，在学习中通常会出现厌学的情况，因此影响数学教学质量，同时也影响学生的学习成绩。(二)高中数学教学目标不清晰高中数学教师在课程讲授之前，一定要给自己的教学确立目标，同时也要给学生立下明确的学习目标，给学生一个正确的学习方向，更有利于学生在学习是少走弯路。但是，当下高中数学学科教学中，教师的教学目标模糊，更有甚者知识应付了事，目标的设立和教学最终目标之间有很大偏差，最终导致学生学习数学积极性低，教师教学质量也达不到理想水平。三、提升高中数学课堂学生直观想象力的对策(一)利用新的教学技术进行教学随着科学技术的不断进步，对教师教学手段也提出了更高要求。信息技术教学已经应用在各个学科，数学科目教学也需要与时俱进，结合教育教学改进的具体要求实现全面融入，刺激学生的感官，让学生动脑动手动口，自主自信地参与到直观形象观察中发展个人的直观形象能力。在网络信息技术的支持下，高中数学的教学中可以多多利用多媒体教学工具。尤其是对于高中生来说，抽象的数学知识只依靠教师按照传统教育教学方式开展引导和教学容易给高中生带来学习困难感，若能引入学生在日常生活中经常学习和利用的教学工具开展教学，则实际的教育教学效果能够得到更加充分地提升[1]。例如，在学习“函数”方面的知识时，函数图像与函数关系式之间有着非常密切的关系，教师可依托两者之间的密切关系锻炼和检验学生的直观想象力。在具体的教学组织过程中，可通过引入多媒体教学工具，将函数图像的动态变化过程通过多媒体工具进行动态显示，随后再让学生书写相关的函数关系式。此外，教师还可以先依托函数关系式作为教学基础，让学生通过对函数图像的直观联想总结和分析函数知识相关规律和特征，为取得更好地函数知识教学效果提供支持。作为教师，应当从自身出发，积极学习和掌握对先进教学工具的运用方式，力求在实际开展教育教学中充分应用先进教学平台和工具达到更好的数学课程教学效果，同时也达到提升个人综合教学能力的目标。如果教学时间比较宽裕，教师还可以反复播放视频，然后在不同的角度暂停，让学生自主分析，深化学生对函数知识点的理解及认知，学生也能够在细心观察中发展个人的直观形象能力。(二)增加实践教学活动教师需要以学生的动手操作为基础，积极利用各种实践活动拓宽学生的思维广度及深度，合理开展实践教学活动，提升学生对知识的理解能力与吸收程度，从而使学生的数学综合素养达到理想水平[2]。实践活动在培养学生直观想象力方面有重要影响力，教师在实践活动中可以仔细观察学生的实操能力、知识水平及习惯等，以确定学生对课本知识的掌握程度。例如，在学习“简单几何体的面积和体积”内容时，教师可以在上节课结束时给学生布置一项任务，让学生以小组为单位结合生活所见并融合自己想象自制一个棱台，然后让学生在小组合作中分析棱台的特征，自主推论最终的计算公式。大部分的学生学习积极性比较高，能够实现个性化的验证和大胆计算，动手能力有了明显的提升，能够逐步掌握课本的重点知识，进一步发散个人的直观想象力，实现个性化探索。(三)组织学生开展小组教学高中数学教师在开展数学教学活动中，结合学科中的重难点内容配合小组教学的手段，不仅可以使学生的学习质量和学习效率得以提升，同时也有利于学生直观想象力的发展，也充分突出学生在教学过程中的主要地位。教育教学的主要对象就是学生，而组织进行小组学习，在其过程中可以对学生学习兴趣及能力有更直观的观察和了解，内容包括小组成员的新思路、新思想以及新知识，主动暴露学生的优点以及不足之处，让学生在小组内部探讨以及分析的过程中实现互相纠正以及互相促进，进而使学生的直观想象能力慢慢提升。同时，组织学生小组合作教学首先是要有详细的教学计划及目标，同时也要将小组活动中所要探究的学科问题提前布置下去，以便给学生一个明确地研究方向，在学生进行小组活动中充分关注活动情况并对有问题的地方进行积极指导，帮助学生更顺利的完成小组活动，同时教师也要对学生的学习情况进行详细记录和学生对知识掌握程度进行总结，促进高中数学科学探究活动的有效落实。例如，在指导学生学习“垂直关系”时，教师则可以先以面与面垂直的判定定理以及定义分析为基础，让学生宏观学习抽象性的数学知识，然后让学生在小组合作中实现进一步讨论，解答学生的疑难点，这一点对学生创造思维能力的培养及提升有重要的作用和影响[3]。(四)构建以生为本的课堂学生直观想象力的培养是一个漫长的过程，教师需要始终坚持素质教育的正确理念，围绕以生为本的教育教学要求，实现不同教育思想的有效贯彻。教师在教育中更多担任的是引领者，提升学生主体地位，让学生多做自主总结与探索，建立自主学习的习惯，转变学生被动学习的传统观念，激发学生潜能，从而提升学生学科综合素养。这种育人方式有助于激发学生学习兴趣，培养学生良好的学习与热情，让学生获得更多自由想象的空间。例如，教师还可以主动借助视频练习发展学生的主观想象力，确保视频练习的针对性以及高效性，让学生自主探究，针对性地培养学生的数学核心素养，提升学生的想象力。科学应用不同的方式方法，从学生的实际出发，让学生能够主动接受教师的指导，尽量避免题海战术，逐步锻炼学生的直观想象力，夯实学生学习基础，检验学生学习成果，巩固学生知识学习，这一点有助于更好体现教学相长的教育教学原则及理念[4]。(五)数形相结合，树立学生直观想象意识教师想要更好地利用课堂教学来提高学生的直观想象能力，首先可以整改课程内容，将教材中所提及的概念、问题进行结合，以此帮助大家更为直观地体会其中含义，进而强化学生学习的效率。有言道“数缺型少直观，形缺数难以微”，数与形之间的关系向来都是相辅相成的，只有将其进行科学、合理的结合，才能够使学生可以轻易地解决实际问题。教师想要利用数形结合的方式来强化学生直观想象力，可以首先引导大家将相对难懂的知识内容利用图形形式表达出来，并在大家充分利用图形了解概念之后，再将图形内容转化回全数字的表达形式，由此来反复培养其直观想象意识[5]。例如，教师在进行“集合”内容的讲解时，就可以充分地利用这一教学手法。在课程开始之初，教师可以利用板书形式绘制一份关于集合的韦恩图，简单地说在黑板上描画出两个圆圈，并在圆圈内、圆圈外写上不同的数字以及字母，之后再为这两个圆圈取一个名字，如圆圈A，圆圈B。在做完课前准备后，教师就可以带领大家对“集合”的概念进行阅读，对其定义有更深刻的了解。同时教师还要带领大家一起学习“集合”的表达方法、元素与集合的关系、以及部分常用的数集及记法，并在完成基本概念的学习之后，将这些基本知识内容与课前准备的韦恩图相结合，进行下一步教学。因为集合相关概念与知识的文字表达相对比较抽象，所以教师就可以利用绘制韦恩图的方式将数形相结合，进而对文字概念作出更为直观的解答。如教师可以让学生们仔细观察板书上的韦恩图内容，尝试从中找出两个集合，并明确哪些构成为集合，哪些为元素，进而再引导大家将板书的内容，并以集合的形式，书写在自己的练习本上，这样就能够使其更直观地学习到相关知识了。在课上教学结束前，教师也可以让学生以这样的方式完成课下作业，如利用“C”为集合表示出“1-20以内所有的质数”，要求大家将思考的步骤也表达出来。如同学们可以将1-20中的整数全部列举出来，然后挑选出其中的质数，然后将所有的质数利用韦恩图的方式进行表明，之后再根据韦恩图图示，写出集合。在这样的方式下，学生的直观想象能力得以有效建立。(六)巧用数学模型，扩展学生对图形直观想象数学模型是对数学学科进行研究期间,非常重要的辅助工具。数学模型在数学教学中的应用，使原本抽象化的数学关系以一种直观的形式展现在学生面前，方便学生同时找出各个变量间的关系。在高中阶段的数学教学当中,学生可以接触到很多模型,如立体几何、平面几何与解析几何有关的模型等。其中立体几何的数学模型一般是指四面体或者长方体对应的三维模型；在解析几何学习中，利用有关模型可以促使高中生在对几何体上面、线、点间关系观察更加方便；而平面几何的数学模型其本质就是把圆形、三角形这些平面几何关系通过模型方式进行呈现，其意义均在于让后数学学习更加形象便捷。教学期间,数学教师可对不同数学模型进行运用,这样可以帮助高中生简化数学问题,培养其空间思维这一能力。但是,不管是何种模型的使用，其意义就是要将抽象的问题具象化，使问题更加简单明了易懂。此外，不同数学模型之间实际有着千丝万缕的联系，在高中数学学习的整个过程中，要在学习新的知识内容之时对之前的数学模型进行回忆，找到其中的共通之处并将记忆进行整合。这样一来,可以有效培养高中生的直观想象能力,促使其学习效率以及解题能力不断提高。例如,在“三角函数”课程的讲解过程中，教师可以设置让学生借助所学习的函数知识对校园内图书馆测量高度，此时,学生便可以结合数学模型,通过构建相应模型对这个实际问题进行解决。使学生既熟悉了数学模型，又锻炼了自己的空间想象力[6]。（七）结合探究性活动,激发学生的创新思维与直观想象力在数学学习的过程中,可以结合一些实践性的探究数学活动来展开直观想象能力的培养,让学生能够通过动手操作的方式来验证自己是否具备良好的直观想象能力,将自己的思维认知结合具体的实物来解决数学问题,拓展学生的创新思维能力,同时也对于学生直观想象能力培养有一定的好处。因为探究性活动的开展,可以激发学生从自主性的学习中提升自己的学习能力。在几何面积求解问题当中,为了帮助学生更好地掌握多个立体图形的表面积求解,就可以引导学生通过自己对问题的理解来组建实际构建组合体,以此将问题转为更为直观的方式来进行解决。例如，一个组合体上面是球体,下面是圆柱体,连接处是球体凹到圆柱体当中。那么在求解的过程中,就要去除一个连接部分的面积,学生对于这个问题的理解就可以结合动手操作的方式来进行有效的检验,以拼接的方式更为清楚、直观地展示图形的构造。教师在学生进行探究性活动的过程中主要起到引导作用，适时设置问题，让学生在实际动手操作的过程中带着问题一边思考一边操作，动手及动脑能力同时得到锻炼，并且在这过程中也在循序渐进的教学进程中使学生逐步形成创新思维与直观想象力，让学生真正掌握数学学习的有效方法，从而取得理想成绩。结语：总之，在高中数学课堂教学改革的过程中学生直观形象能力的培养非常关键，教师需要关注对教学方案的有效优化，教学手段的升级，并了解学生的自主学习兴趣。灵活利用数形结合以及其他的特殊模型逐步树立良好的数学思维及意识，选择学生容易接受的方式进行引导，积极教育发展学生的创新思维，为学生的数学学习提供更多帮助。参考文献：[1]俞大明.浅谈在高中数学教学中培养学生直观想象素养的策略[J].求知导刊,2022(13):35-37.[2