如何培養孩子的空間想像力?不要忽視這個方法

2021-01-15 吳國平數學教育

在數學學習過程中,很多人不怕解題訓練的繁瑣,不怕知識定理的記憶,更不怕壓軸題的挑戰,但偏偏輸給一些特殊技能的培養,如空間想像力。

要想學好數學,特別是對於幾何內容來說,一個人在幾何的道路上能走多遠,很大程度上取決於空間想像力。

那麼,什麼是空間想像力呢?

一般情況下,我們把對客觀事物的空間形式或空間幾何形體,進行觀察、分析、認知、研究等的抽象思維能力,就稱之為空間想像力。

簡而言之就是我們通過觀察某一空間幾何形體,如某一立體幾何圖,分析和研究其中點、線、面、角等元素之間的關係,再轉化成具體的數學語言,從而幫助我們解決問題。

一個人能否通過觀察和分析幾何形體得到相關的「信息量」(即空間想像力),而這些「信息量」將成為你解決問題的關鍵所在。因此,在中小學教育階段,一直把空間想像力的培養作為數學教育的主要目標之一。

很多人花費大量的時間和精力,在課外尋找提升空間想像力的方法或策略,其實這是一種南轅北轍的學習方法,得不償失,因為在我們的數學課本裡就安排了培養和提高空間想像力的學習內容,如三視圖的學習。

三視圖能很好培養學生的空間想像能力,與其他數學內容相比,可以幫助我們從不同的角度觀察幾何體所看到的平面圖形,是了解幾何體特性的重要途徑之一。因此,通過三視圖的學習和考查,更有利於培養和發展學生的空間觀念。

三視圖一般包括主視圖(也叫做正視圖)、俯視圖和左視圖這三大部分。

培養學生空間想像力,方法1:

一個幾何體是由一些大小相同的小正方體擺成的,其主視圖與左視圖如圖所示,則組成這個幾何體的小正方體最少有  個。

解:綜合左視圖和主視圖,這個幾何體的底層最少有2+1=3個小正方體,

第二層最少有2個小正方體,

因此組成這個幾何體的小正方體最少有3+2=5個,

故答案為5.

考點分析:

由三視圖判斷幾何體、圖表型。

題幹分析:

根據三視圖的知識,主視圖是由3個小正方形組成,而左視圖是由4個小正方形組成,故這個幾何體的底層最少有3個小正方體,第2層最少有2個小正方體.

解題反思:

本題考查了由幾何體判斷三視圖,題意在考查學生對三視圖掌握程度和靈活運用能力,同時也體現了對空間想像能力方面的考查.如果掌握口訣「俯視圖打地基,正視圖瘋狂蓋,左視圖拆違章」就容易得到答案.

培養學生空間想像力,方法2:

如圖是一個幾何體的三視圖,則這個幾何體的名稱是   。

解:根據三視圖的知識,主視圖以及左視圖都是三角形,

俯視圖為圓形,故可判斷出該幾何體是圓錐;

故答案為圓錐.

考點分析:

由三視圖判斷幾何體、作圖題。

題幹分析:

根據三視圖的知識,主視圖以及左視圖都是三角形,俯視圖為圓形,故可判斷出該幾何體是圓錐;

解題反思:

本題考查了由判斷幾何體,解題的關鍵是正確的利用其三個視圖的形狀作出判斷。

在平時學習過程中,很多學生為什麼沒能在三視圖的學習中提高空間想像能力呢?經過調查研究發現,這些學生都是按照傳統的學習方式學習三視圖,如都只是通過刷題和多解題等,脫離實際生活,沒有充分利用圖片和實物模型,在思維能力培養上出現斷層。

培養學生空間想像力,方法3:

如圖,一個小立方塊所搭的幾何體,從不同的方向看所得到的平面圖形中(小正方形中的數字表示在該位置的小立方塊的個數),不正確的是( )

解:左視圖中的每個數字是該位置小立方體的個數,分析其中的數字,得主視圖有3行,從左到右的列數分別是1,4,2.故選B.

考點分析:

簡單組合體的三視圖。

題幹分析:

分別得到該物體的三視圖中的每個行列中的正方形的個數後找到錯誤的即可。

解題反思:

本題考查了簡單組合體的三視圖,考查了同學們的空間想像能力,本題靈活考查了三種視圖之間的關係以及視圖和實物之間的關係,同時還考查了對圖形的想像力。

三視圖不僅是重要的學習內容,也是近些年中高考數學的熱點,特別是由一些相同的小正方體組成的幾何體的三視圖的試題是近幾年全國各地中高考數學常考題型之一。

培養學生空間想像力,方法4:

下列幾何體各自的三視圖中,只有兩個視圖相同的是(  )

解:①正方形的主、左和俯視圖都是正方形;

②圓錐的主、左視圖是三角形,俯視圖是圓;

③球體的主、左和俯視圖都是圓形;

④圓柱的主、左視圖是長方形,俯視圖是圓;

只有兩個視圖相同的幾何體是圓錐和圓柱.

故選D.

考點分析:

簡單幾何體的三視圖、應用題。

題幹分析:

分別分析四個幾何體的三視圖,從中找出只有兩個視圖相同的幾何體,可得出結論.

解題反思:

本題考查了幾何體的三視圖,熟練掌握常見幾何體的三視圖,考查了學生的空間想像能力.

一個人的空間想像力強不強,主要看以下三個方面的內容:

一是能根據空間幾何形體或根據表述幾何形體的語言、符號,在大腦中展現出相應的空間幾何圖形,並能正確想像其直觀圖;

二是能根據直觀圖,在大腦中展現出直觀圖表現的的幾何形體及其組成部分的形狀、位置關係和數量關係;

三是能對頭腦中已有的空間幾何形體進行分解、組合,產生新的空間幾何形體,並正確分析其位置關係和數量關係。

簡單的講就是考查識圖、畫圖的能力、運算求解能力等基本能力。

培養學生空間想像力,方法5:

從不同方向看一隻茶壺,你認為是俯視效果圖的是( )

解:選項A的圖形是從茶壺上面看得到的圖形.故選A.

考點分析:

簡單組合體的三視圖.

題幹分析:

俯視圖就是從物體的上面看物體,從而得到的圖形;找到從上面看所得到的圖形即可.

解題反思:

本題考查了三視圖的知識,明確一個物體的三視圖:俯視圖就是從物體的上面看物體,從而得到的圖形.

學好三視圖,提高空間想像力,關鍵一點是要在觀察、比較、想像、綜合、抽象分析的過程中,大家要主動去探索空間幾何形體,積極與老師或同學合作交流,這樣對你的空間觀念的培養能起到很大的幫助。

培養學生空間想像力,方法6:

如圖,已知AD∥BC,AB⊥BC,AB=3,點E為射線BC上一個動點,連接AE,將△ABE沿AE摺疊,點B落在點B′處,過點B′作AD的垂線,分別交AD,BC於點M,N.當點B′為線段MN的三等分點時,BE的長為   .

考點分析:

翻折變換(摺疊問題).

題幹分析:

根據勾股定理,可得EB′,根據相似三角形的性質,可得EN的長,根據勾股定理,可得答案.

解題反思:

本題考查了翻折的性質,利用翻折的性質得出AB=AB′,BE=B′E是解題關鍵,又利用了相似三角形的性質,要分類討論,以防遺漏。

通過三視圖的學習,學會把一個立體圖形抽象成平面圖形,或是把平面圖形還原成立體圖形,把立體的圖形具體化和平面化,達到由未知到已知,由抽象到具體的轉化,這樣就能很好的培養和發展學生的空間觀念和空間想像能力。

同時,在處理三視圖相關問題的過程中,能夠幫助學生學會從不同的側面,不同的角度對幾何體的結構特徵進行認識和加工,提高分析問題和解決問題的能力,鍛鍊思維能力,培養探索創新能力等。

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