試論信息技術背景下學生直觀想象能力的培養

摘 要：直觀想象能力作為小學數學核心素養培養的一項主要內容，是學生解決某些圖形類數學問題，提升他們數學解題能力的一種必備素養。本文立足于信息技術背景，就如何將直觀想象能力培養理念在小學數學教學中的滲透進行了重點探究，以期為小學數學教學提供一些新思路。

關鍵詞：小學數學;信息技術;直觀想象能力;培養

圖形是小學數學知識的重要組成部分，也是學生解決數學問題中經常面臨的一個基本對象。相較于抽象的數字，圖形的直觀性更強，對小學生的直觀想象能力具有較高要求，如果學生直觀想象能力不足，那么會直接影響他們對某些圖形知識的理解，也不利于他們解決某些圖形方面的相關數學題。因此，加強直觀想象能力這種數學核心素養培養是當下小學數學教學的重點內容之一。

一、 小學生直觀想象能力的含義

直觀想象能力是一種基本的數學核心素養，其具體的內涵主要是指幫助小學生可以靈活地借助圖形對他們遇到的數學問題進行描述與刻畫，學會應用圖形去找尋解決他們遇到的各種數學問題的思路。根據圖形的不同，可以將其分成幾何直觀與空間想象，二者可以深化學生對事物變化和形態的理解，是輔助他們理解圖形知識或解決數學問題的重要思維工具，如借助空間想象能力的應用，可以幫助小學生對事物的形態改變、位置變化以及運動情況等進行更好地認識，或者利用圖形方面的知識去對數學問題進行描述、刻畫與分析，最終通過構建數與形的直觀模型來達到解決相關數學問題的目的。

二、 信息技術與小學生直觀想象能力培養整合的重要價值

在新課標下，培養小學生數學核心素養是現階段小學數學教學的根本出發點與落腳點，即教師的一切教學工作需要圍繞學生數學核心素養發展開展。直觀想象能力作為小學生核心素養的一個重要組成部分，是學生利用圖形對數學問題進行刻畫與描述，或者利用圖形去找尋解決數學問題解題思路的一種基本能力，所以為了提升小學生的數學解題能力，促進他們數學核心素養發展，就必須要注意培養小學生的直觀想象能力。從本質上來講，直觀想象能力是一種基于圖形所形成的想象力，是小學數學課堂教學的重要目標，相應的形成離不開直觀的圖形展示。相較于以往的知識講授式授課模式，如果教師在實際的授課中可以巧妙地運用電子白板、多媒體技術等信息技術，將某些抽象的文本知識以直觀、形象的圖形知識展示給學生，那么可以增強數學知識的直觀性與形象性，同時也可以強化學生的圖形運用意識，這對促進他們的直觀想象能力發展會產生積極的影響。由此可見，有機地整合小學生直觀想象能力培養和信息技術不僅具有可行性，也具有重要的現代教育價值。

三、 信息技術與小學生直觀想象能力培養整合的具體對策

（一） 基于數形結合，培養直觀想象能力

“數”與“形”是構成數學世界的兩個基本要素，是認識數學知識的重要形式。離開了“數”，單靠“形”無法對相關數學問題進行量化分析;離開了“形”，單靠“數”無法將數學知識與問題進行直觀化、形象化處理，會增加學生理解數學知識或解決數學知識的難度。只有充分地把握“數”與“形”，才能夠全面地認識數學知識，尤其是借助“形”將數學知識加以展現后，可以使數學知識的學習變得生動、形象且富有趣味，有利于激發學生的探索欲和求知欲，降低他們理解某些抽象數學知識的難度，更為重要的是有利于促進他們直觀想象力的發展。而如果教師在教學中單純地采取“粉筆+黑板”的方式開展圖形方面數學知識教學，容易影響圖形知識展示的直觀性，也會影響課堂教學的效率。但是如果可以在實際的授課中靈活地運用多媒體技術等信息技術，那么更有助于幫助學生直觀地體會數學知識的形象性與生動性。

例如，在《圖形與幾何》部分數學知識教學期間，教師可以引導學生提前思考以往所學習的線段知識，引導學生結合所觀察到的實物圖形進行大膽思想與想象，將他們抽象的思考過程進行“圖形化”處理，這樣可以使他們通過按照“抽象—推理—歸納、概括”的學習流程，以算式對相關數學規律進行表示，同時借助相應的數學規律求解數學問題，這樣可以通過“數”與“形”之間相互的轉換幫助學生養成正確的數形轉化意識。在實際授課中，為了深化學生對所學圖形與幾何部分知識的理解，強化他們的記憶，教師可以靈活地借助計算機或平板等信息技術產物，將圖形以“動態化”的形式展現給學生，引導學生通過直觀感受去體會抽象數學問題的“圖形化”處理，這樣可以提高學生學習該部分知識的效果。比如，基于電子白板的應用，為學生展示幾組圖形相互組合的生動圖片，引導他們直觀地觀察這些圖片，并相應地思考這些圖形是由哪幾種基本圖形拼接得到的，這樣就可以利用電子白板的合理應用激發學生探索欲，配合學生自己動手操作，可以借助電子白板增強圖形知識展示的直觀性，深化他們對圖形與幾何知識的理解與認識，促進他們直觀想象能力的發展。

（二） 基于問題解決，培養直觀想象能力

正所謂：“思起于疑?！睘榱擞行У嘏囵B小學生的直觀想象能力，教師可以在平時的教學中抓住學生思維的疑惑之處，引導學生思考問題的求解過程來逐步形成良好的直觀想象能力，尤其是要抓住圖形方面知識學習的難點或相關類型題的求解時機，這樣更有利于培養學生的直觀想象能力。實際上，數學知識本身具有很強的抽象性與繁雜性特性，小學生自身的邏輯思維等思維能力還沒有發展成熟，所以在理解某些數學知識或解決某些數學問題的時候可能遇到許多問題。此時如果可以靈活地運用多媒體技術等信息技術，將復雜、抽象的過程以形象、直觀的動態化形式展示給學生，那么可以利用形象與直觀性強的信息技術去提升學生理解這些復雜、抽象的數學知識或者輔助他們解決某些復雜、抽象的數學問題，最終可以利用信息技術突破數學知識學習難關或數學問題求解難關的過程中，深化學生對相關數學知識的理解與認識，促進學生直觀想象能力的發展。

例如，在“圓的面積”部分數學知識教學期間，為了深化學生對相關抽象圖形知識的理解，可以靈活地運用信息技術將相關抽象數學知識以形象、直觀的形式展現出來，輔助學生理解圓形面積的求解公式及其推導過程。特別是基于多媒體課件為學生的展示，可以將固定不變的數學圖形知識以動態的推導過程展示給學生，使他們可以更好地接受和掌握圓形面積計算公式。比如，首先借助多媒體設備或電子白板將圓形均分成總計16份的兩部分，之后交錯拼接好這兩部分，可以使學生直觀地觀察到這兩部分圖形可以構成一個近似的長方形。然后教師再將圓形均分成32份、64份、128份……，并分別展示最終拼接成的近似長方形。隨著借助多媒體動態化展示這些圓形均分和拼接過程，學生會直觀地觀察到隨著圓形等分份數的增加，最終拼接所形成的圖形就越來越接近長方形，這樣就可以從視覺層面上意識到圓形的面積求解可以轉化成一個長方形的求解過程，最終通過該種直觀的圖形動態演變過程展示，就可以使學生更加深刻地理解與掌握圓形面積的計算公式以及相應的推導過程，也有利于發展他們的直觀想象思維。又如，在學生掌握長方體和正方體的體積求解方法后，為了強化學生對這部分知識的理解，教師可以相應地為他們出示下述問題：在一個邊長為2cm的正方體的表面上全部涂抹上藍色，之后將其裁剪成體積為1cm3的小塊正方體，試問最終可以裁剪出多少塊？在這些小塊正方體中，其中0個面為藍色、1個面為藍色、2個面為藍色、3個面為藍色的小塊正方體各有多少？針對該問題，由于小學生的空間想象能力不足，所以對他們而言問題求解難度比較大。此時教師可以相應地利用多媒體設備，借助計算機投影操作，幫助學生在銀幕上直觀地展現正方體“切割”“旋轉”與“提取”等相關動態操作，以此幫助學生直觀地觀察裁剪后所得到的各種小塊正方體，這樣就可以便捷地解決該道數學問題。如此一來，不僅有利于突破學生解題的難關，也可以借助信息技術發展他們的抽象思維能力和空間想象能力。

（三） 基于情境創設，培養直觀想象能力

在以往的數學教學過程中，教師常常是主導課堂的行為個體，學生則處于被動知識接受狀態，這使得學生的思維與想象力都處于受束縛狀態，自主學習能力無法得到有效發展，直觀想象能力自然也無法有效養成。在新課程理念下，為了培養小學生的直觀想象能力，同樣需要遵從一些基本的教學理念，其中最為核心、最為重要的一個教學理念就是生本教育理念，即要想方設法激發學生學習興趣，引導學生積極開展自主進行探討和學習，充分發揮他們在學習數學知識或形成直觀想象能力過程中的主觀能動性。同理，在培養小學生直觀想象能力過程中，教師也需要本著“以生為本”的教學理念，從激發學生學習興趣入手，立足于直觀想象能力培養目標，科學地選擇教學方法，合理制定教學方案，力求有效地調動學生的學習思維，引導他們積極開展自主思考。而情境教學法是一種符合學生思維認知發展，且能夠有效激發學生學習抽象數學知識的興趣，調動他們學習積極性的有效教學法。因此，在開展教學期間，教師可以靈活地運用多媒體技術等信息技術，為學生創設一個生動、形象的圖文并茂教學情境，引導學生在良好的情境中去學習數學知識，促進自身直觀想象能力的發展。

例如，在學習“圖形的運動”部分數學知識期間，為了激發學生學習該部分知識的興趣，有效地調動學生的自主學習意識，教師可以借助多媒體設備，為學生播放一段有關剪紙的視頻短片。通過為學生展示剪紙這項中國傳統藝術的視頻短片，可以促使學生對剪紙藝術產生濃厚的興趣，并對剪紙藝人的精湛技藝產生崇拜之情。在播放完該視頻后，教師可以啟發學生思考“你們發現這些剪紙有什么共同特征呢？”等一些問題。學生針對這些問題可能會有不同的回答，如有的學生會回答“它們都很漂亮”，有的學生會回答“它們都是紅色的”等。然后教師可以繼續引導學生從圖形角度考慮它們的共同特征，這樣就可以逐步將學生的思路引導向“圖形的對稱性”這一基本特征。如此一來，通過借助多媒體設備的靈活運用，可以為學生創設圖形方面的直觀情境，有利于激發他們學習這部分圖形知識的學習興趣，深化他們對圖形對稱性等特性的理解與認識，提高他們的學習效果，同時借助多媒體設備的情境創設，可以更好地促進學生直觀想象能力的發展。

綜上所述，信息技術與小學生直觀想象能力培養的有機結合具有其可行性與必要性。為了有效地利用信息技術培養小學生的直觀想象能力，教師可以基于數形結合思想滲透，抽象圖形問題解決和抽象圖形情境創設，滲透直觀想象能力培養思想，力求從整體上促進小學生直觀想象能力發展。

作者簡介：陳柳琴，福建省寧德市，福建省古田縣第二小學。