我們知道,學生空間想象力較差,往往是他們學習有關空間圖形知識的絆腳石.由於不可能壹下子就能具備這種能力,所以要想順利地發展學生這種能力,往往要求提前對學生進行長期而耐心細致的培養和訓練.在中學數學教學中,空間想象力主要包括下面四個方面的要求:
1.對基本的幾何圖形(平面與立體)必須非常熟悉,能正確畫圖,能在頭腦中分析基本圖形的基本元素之間的度量關系及位置關系;
2.能借助圖形來反映並思考客觀事物的空間形狀及位置關系.
3.能借助圖形來反映並思考用語言或式子所表達的空間形狀及位置關系.
4.熟練的識圖能力.即從復雜的圖形中能區分出基本圖形,能分析其中的基本圖形和基本元素之間的基本關系.
在立體幾何教學中廣泛采用直觀教具(尤其是立體圖)並進行大量的空間想象力的訓練,這固然可以發展學生的空間想象的數學能力.但是,培養學生的空間想象力不只是立體幾何的任務,也不只是幾何的任務.而是在數學的其它各科都有,如見到函數y=x2-8x+15=(x-3)(x-5)就要立即想到開口向上,且與x軸交(3,0),(5,0)兩點的拋物線(對稱軸為x=4).
對解二次不等式x2-8x+15>0時,若思維中有圖象的表象,則很快就能確定其解集:x<3,或x>5.
在1982年全國數學會沈陽會議紀要裏提出要加強“幾何直觀能力”.著名的數學家、蘇聯A.H·柯爾莫戈羅夫院士在指出數學教學中直覺的作用時曾說過:“在只要有可能的地方,數學家總是力求把他們研究的問題盡量地變成可借用的幾何直觀問題.
……幾何想象,或如同平常人們所說‘幾何直覺’對於幾乎所有數學分科的研究工作,甚至對於最抽象的工作,有著重大的意義.在中學,空間形狀的直觀想象是特別困難的壹件事.例如,如果能閉上眼睛,不用圖形就能清楚地想象壹個正方體被壹個穿過正方體中心又垂直於它的壹條對角線的平面所截得的圖形是什麽樣子,這該算是個很好的數學家了(相對於壹般中學水平而言).”
學好幾何,很重要的壹點就是要有強的空間想象力。我們都知道任何科學都要它的背景和應用場合。幾何更是如此,它實際上就是空間各種物體間的位置關系(距離、方向)和自身幾何特性的抽象。我們所學的大部分幾何公理、定理,都可以從空間中找到實例(比如房屋的墻壁間平行或垂直)或者能夠想象得到(比如空間兩根無線長的、彼此平行的線)。既然幾何是關於這樣壹些關系的科學,那麽學好它、理解它包含的知識,就必須要在學習中運用想象力去理解這些知識,這樣才能有好的學習效果。
那麽怎麽鍛煉強的想象力呢?不斷練習,不斷實踐,註意觀察食物。只有多想,多去聯系實際,久而久之,才能具備強的空間想象能力。