试论信息技术背景下学生直观想象能力的培养

摘 要：直观想象能力作为小学数学核心素养培养的一项主要内容，是学生解决某些图形类数学问题，提升他们数学解题能力的一种必备素养。本文立足于信息技术背景，就如何将直观想象能力培养理念在小学数学教学中的渗透进行了重点探究，以期为小学数学教学提供一些新思路。

关键词：小学数学;信息技术;直观想象能力;培养

图形是小学数学知识的重要组成部分，也是学生解决数学问题中经常面临的一个基本对象。相较于抽象的数字，图形的直观性更强，对小学生的直观想象能力具有较高要求，如果学生直观想象能力不足，那么会直接影响他们对某些图形知识的理解，也不利于他们解决某些图形方面的相关数学题。因此，加强直观想象能力这种数学核心素养培养是当下小学数学教学的重点内容之一。

一、 小学生直观想象能力的含义

直观想象能力是一种基本的数学核心素养，其具体的内涵主要是指帮助小学生可以灵活地借助图形对他们遇到的数学问题进行描述与刻画，学会应用图形去找寻解决他们遇到的各种数学问题的思路。根据图形的不同，可以将其分成几何直观与空间想象，二者可以深化学生对事物变化和形态的理解，是辅助他们理解图形知识或解决数学问题的重要思维工具，如借助空间想象能力的应用，可以帮助小学生对事物的形态改变、位置变化以及运动情况等进行更好地认识，或者利用图形方面的知识去对数学问题进行描述、刻画与分析，最终通过构建数与形的直观模型来达到解决相关数学问题的目的。

二、 信息技术与小学生直观想象能力培养整合的重要价值

在新课标下，培养小学生数学核心素养是现阶段小学数学教学的根本出发点与落脚点，即教师的一切教学工作需要围绕学生数学核心素养发展开展。直观想象能力作为小学生核心素养的一个重要组成部分，是学生利用图形对数学问题进行刻画与描述，或者利用图形去找寻解决数学问题解题思路的一种基本能力，所以为了提升小学生的数学解题能力，促进他们数学核心素养发展，就必须要注意培养小学生的直观想象能力。从本质上来讲，直观想象能力是一种基于图形所形成的想象力，是小学数学课堂教学的重要目标，相应的形成离不开直观的图形展示。相较于以往的知识讲授式授课模式，如果教师在实际的授课中可以巧妙地运用电子白板、多媒体技术等信息技术，将某些抽象的文本知识以直观、形象的图形知识展示给学生，那么可以增强数学知识的直观性与形象性，同时也可以强化学生的图形运用意识，这对促进他们的直观想象能力发展会产生积极的影响。由此可见，有机地整合小学生直观想象能力培养和信息技术不仅具有可行性，也具有重要的现代教育价值。

三、 信息技术与小学生直观想象能力培养整合的具体对策

（一） 基于数形结合，培养直观想象能力

“数”与“形”是构成数学世界的两个基本要素，是认识数学知识的重要形式。离开了“数”，单靠“形”无法对相关数学问题进行量化分析;离开了“形”，单靠“数”无法将数学知识与问题进行直观化、形象化处理，会增加学生理解数学知识或解决数学知识的难度。只有充分地把握“数”与“形”，才能够全面地认识数学知识，尤其是借助“形”将数学知识加以展现后，可以使数学知识的学习变得生动、形象且富有趣味，有利于激发学生的探索欲和求知欲，降低他们理解某些抽象数学知识的难度，更为重要的是有利于促进他们直观想象力的发展。而如果教师在教学中单纯地采取“粉笔+黑板”的方式开展图形方面数学知识教学，容易影响图形知识展示的直观性，也会影响课堂教学的效率。但是如果可以在实际的授课中灵活地运用多媒体技术等信息技术，那么更有助于帮助学生直观地体会数学知识的形象性与生动性。

例如，在《图形与几何》部分数学知识教学期间，教师可以引导学生提前思考以往所学习的线段知识，引导学生结合所观察到的实物图形进行大胆思想与想象，将他们抽象的思考过程进行“图形化”处理，这样可以使他们通过按照“抽象—推理—归纳、概括”的学习流程，以算式对相关数学规律进行表示，同时借助相应的数学规律求解数学问題，这样可以通过“数”与“形”之间相互的转换帮助学生养成正确的数形转化意识。在实际授课中，为了深化学生对所学图形与几何部分知识的理解，强化他们的记忆，教师可以灵活地借助计算机或平板等信息技术产物，将图形以“动态化”的形式展现给学生，引导学生通过直观感受去体会抽象数学问题的“图形化”处理，这样可以提高学生学习该部分知识的效果。比如，基于电子白板的应用，为学生展示几组图形相互组合的生动图片，引导他们直观地观察这些图片，并相应地思考这些图形是由哪几种基本图形拼接得到的，这样就可以利用电子白板的合理应用激发学生探索欲，配合学生自己动手操作，可以借助电子白板增强图形知识展示的直观性，深化他们对图形与几何知识的理解与认识，促进他们直观想象能力的发展。

（二） 基于问题解决，培养直观想象能力

正所谓：“思起于疑。”为了有效地培养小学生的直观想象能力，教师可以在平时的教学中抓住学生思维的疑惑之处，引导学生思考问题的求解过程来逐步形成良好的直观想象能力，尤其是要抓住图形方面知识学习的难点或相关类型题的求解时机，这样更有利于培养学生的直观想象能力。实际上，数学知识本身具有很强的抽象性与繁杂性特性，小学生自身的逻辑思维等思维能力还没有发展成熟，所以在理解某些数学知识或解决某些数学问题的时候可能遇到许多问题。此时如果可以灵活地运用多媒体技术等信息技术，将复杂、抽象的过程以形象、直观的动态化形式展示给学生，那么可以利用形象与直观性强的信息技术去提升学生理解这些复杂、抽象的数学知识或者辅助他们解决某些复杂、抽象的数学问题，最终可以利用信息技术突破数学知识学习难关或数学问题求解难关的过程中，深化学生对相关数学知识的理解与认识，促进学生直观想象能力的发展。

例如，在“圆的面积”部分数学知识教学期间，为了深化学生对相关抽象图形知识的理解，可以灵活地运用信息技术将相关抽象数学知识以形象、直观的形式展现出来，辅助学生理解圆形面积的求解公式及其推导过程。特别是基于多媒体课件为学生的展示，可以将固定不变的数学图形知识以动态的推导过程展示给学生，使他们可以更好地接受和掌握圆形面积计算公式。比如，首先借助多媒体设备或电子白板将圆形均分成总计16份的两部分，之后交错拼接好这两部分，可以使学生直观地观察到这两部分图形可以构成一个近似的长方形。然后教师再将圆形均分成32份、64份、128份……，并分别展示最终拼接成的近似长方形。随着借助多媒体动态化展示这些圆形均分和拼接过程，学生会直观地观察到随着圆形等分份数的增加，最终拼接所形成的图形就越来越接近长方形，这样就可以从视觉层面上意识到圆形的面积求解可以转化成一个长方形的求解过程，最终通过该种直观的图形动态演变过程展示，就可以使学生更加深刻地理解与掌握圆形面积的计算公式以及相应的推导过程，也有利于发展他们的直观想象思维。又如，在学生掌握长方体和正方体的体积求解方法后，为了强化学生对这部分知识的理解，教师可以相应地为他们出示下述问题：在一个边长为2cm的正方体的表面上全部涂抹上蓝色，之后将其裁剪成体积为1cm3的小块正方体，试问最终可以裁剪出多少块？在这些小块正方体中，其中0个面为蓝色、1个面为蓝色、2个面为蓝色、3个面为蓝色的小块正方体各有多少？针对该问题，由于小学生的空间想象能力不足，所以对他们而言问题求解难度比较大。此时教师可以相应地利用多媒体设备，借助计算机投影操作，帮助学生在银幕上直观地展现正方体“切割”“旋转”与“提取”等相关动态操作，以此帮助学生直观地观察裁剪后所得到的各种小块正方体，这样就可以便捷地解决该道数学问题。如此一来，不仅有利于突破学生解题的难关，也可以借助信息技术发展他们的抽象思维能力和空间想象能力。

（三） 基于情境创设，培养直观想象能力

在以往的数学教学过程中，教师常常是主导课堂的行为个体，学生则处于被动知识接受状态，这使得学生的思维与想象力都处于受束缚状态，自主学习能力无法得到有效发展，直观想象能力自然也无法有效养成。在新课程理念下，为了培养小学生的直观想象能力，同样需要遵从一些基本的教学理念，其中最为核心、最为重要的一个教学理念就是生本教育理念，即要想方设法激发学生学习兴趣，引导学生积极开展自主进行探讨和学习，充分发挥他们在学习数学知识或形成直观想象能力过程中的主观能动性。同理，在培养小学生直观想象能力过程中，教师也需要本着“以生为本”的教学理念，从激发学生学习兴趣入手，立足于直观想象能力培养目标，科学地选择教学方法，合理制定教学方案，力求有效地调动学生的学习思维，引导他们积极开展自主思考。而情境教学法是一种符合学生思维认知发展，且能够有效激发学生学习抽象数学知识的兴趣，调动他们学习积极性的有效教学法。因此，在开展教学期间，教师可以灵活地运用多媒体技术等信息技术，为学生创设一个生动、形象的图文并茂教学情境，引导学生在良好的情境中去学习数学知识，促进自身直观想象能力的发展。

例如，在学习“图形的运动”部分数学知识期间，为了激发学生学习该部分知识的兴趣，有效地调动学生的自主学习意识，教师可以借助多媒体设备，為学生播放一段有关剪纸的视频短片。通过为学生展示剪纸这项中国传统艺术的视频短片，可以促使学生对剪纸艺术产生浓厚的兴趣，并对剪纸艺人的精湛技艺产生崇拜之情。在播放完该视频后，教师可以启发学生思考“你们发现这些剪纸有什么共同特征呢？”等一些问题。学生针对这些问题可能会有不同的回答，如有的学生会回答“它们都很漂亮”，有的学生会回答“它们都是红色的”等。然后教师可以继续引导学生从图形角度考虑它们的共同特征，这样就可以逐步将学生的思路引导向“图形的对称性”这一基本特征。如此一来，通过借助多媒体设备的灵活运用，可以为学生创设图形方面的直观情境，有利于激发他们学习这部分图形知识的学习兴趣，深化他们对图形对称性等特性的理解与认识，提高他们的学习效果，同时借助多媒体设备的情境创设，可以更好地促进学生直观想象能力的发展。

综上所述，信息技术与小学生直观想象能力培养的有机结合具有其可行性与必要性。为了有效地利用信息技术培养小学生的直观想象能力，教师可以基于数形结合思想渗透，抽象图形问题解决和抽象图形情境创设，渗透直观想象能力培养思想，力求从整体上促进小学生直观想象能力发展。

作者简介：陈柳琴，福建省宁德市，福建省古田县第二小学。