立体几何是空间的视觉逻辑，是关于空间位置关系、空间图形的科学。从脑科学的角度看，大脑处理图形与处理其它代数等知识的机理是不同的，学生学习立体几何的困难普遍存在。图形变式教学是中国传统变式教学的一个分支，利用图形变式教学进行教学实验是新课程背景下立体几何教学的一次大胆尝试，这对帮助教师改进教学方法、促进学生突破立体几何学习困难有重要作用。本文主要采用文献研究法、问卷调查法、访谈法、教学实验法和数据统计分析法。从2011年年底开始，笔者在大量阅读相关文献的基础上开始研究立体几何图形变式教学的相关问题。2012年8月底，在立体几何教学前，通过对成都二十中的五个不同层次班级125名高三学生的调查和对该校12名教师的访谈，得到如下结论：学生学习立体几何的困难是普遍存在的；学生学习立体几何的困难主要表现为辨图、识图、想图、画图的困难；立体几何学习成绩优异的同学对立体几何图形、模型、题型等非常重视，初步具备了图形变式的思维方式；绝大多数教师对立体几何的变式教学关注很少，少数有名望的教师采用的立体几何变式教学主要集中在归纳模型及常见模型的结论、研究图形之间的内在联系与转化这两个方面，但没有进行系统的图形变式教学研究。笔者从2012年9月至2012年11月，在立体几何教学时进行了立体几何图形变式教学实验，摸索出了操作图形、确定基本图形、设计变式图形、图形结构化的图形变式教学操作模式。2012年11月至2013年1月，对本实验进行了系统总结，对实验数据进行了分析整理。通过本实验，结合实验前测和后测的数据，得到了如下结论：图形变式教学较大幅度提高了各个层次学生的立体几何学习成绩，有效地促进了学生突破立体几何的学习困难；图形变式教学对提高班级学生整体成绩、高分组学生成绩、中间组学生成绩有显著影响，对提高低分组学生成绩没有显著影响。本文力求在理论上和实践上为立体几何的教学提供一种可以借鉴的方法和模式，为学生突破立体几何学习困难提供一条新的途径。