摘 要: 高職生學(xué)習(xí)立體幾何是認(rèn)識空間幾何體的結(jié)構(gòu)特征,并能運用這些特征描述現(xiàn)實生活中簡單物體的結(jié)構(gòu),鞏固和提高有關(guān)直觀圖,三視圖和空間點、線、面的位置關(guān)系的學(xué)習(xí)和理解,逐步形成、提高空間想象能力的過程。老師在教學(xué)過程中要充分運用多媒體等現(xiàn)代教學(xué)手段,使學(xué)生準(zhǔn)確掌握在平面上表示空間圖形的方法和技能,提高空間想象力。
關(guān)鍵詞: 高職數(shù)學(xué)教學(xué) 空間想象力 觀察 作圖 多媒體
高職數(shù)學(xué)中的立體幾何部分主要是要求學(xué)生學(xué)習(xí)空間幾何體的結(jié)構(gòu)、三視圖和直觀圖,幾何體的表面積和體積,空間點、線、面的位置關(guān)系。在學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生普遍反映“幾何比代數(shù)難學(xué)”。由于從初中的平面圖形知識過渡到空間立體圖形知識,本身就是一個難點。加之立體幾何一章的基本概念集中,抽象,要求學(xué)生有一定的空間想象能力和演繹推理能力。這反映在思維能力上有一個較高的要求,再加上客觀上職業(yè)學(xué)校的數(shù)學(xué)課堂教學(xué)容量偏大、進(jìn)度偏快,以及高職生基礎(chǔ)偏差等諸多原因造成學(xué)生感覺學(xué)習(xí)立體幾何比較困難。
其實立體幾何對很多專業(yè)的高職生尤為重要:學(xué)習(xí)立體幾何的目的,表面看來是為了認(rèn)識生活中摸得到看得到的幾何體,了解和判斷空間內(nèi)點、線、面的相互關(guān)系,深一層來講則是為了促進(jìn)學(xué)生空間概念的建立,提高學(xué)生邏輯思維的能力。首先,立體幾何的教學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力,具有獨特而顯著的作用,空間想象能力與學(xué)生的知識水平的高低、邏輯思維能力的強(qiáng)弱、數(shù)學(xué)知識結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣都有密切的關(guān)系;其次,立體幾何和高職生的專業(yè)課有著很大的聯(lián)系,如機(jī)械制圖、園林制圖、裝潢設(shè)計就需要學(xué)生具有較強(qiáng)的立體感??臻g想象能力的欠缺使很大一部分學(xué)生覺得制圖課程難學(xué),從而影響其專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。
如何提高高職生的空間想象力?高職生在初中階段沒有掌握良好的學(xué)習(xí)方法,在學(xué)習(xí)上淺嘗輒止,不能較長時間集中注意力思考同一個問題。這就需要我們結(jié)合教材內(nèi)容和學(xué)生特點,由簡入繁,把一些簡單易懂的,學(xué)生相對感興趣的內(nèi)容引入課堂教學(xué),可以使艱澀抽象的立體幾何課有一些生活氣息而又通俗易懂。只有如此,才能在教學(xué)過程中使學(xué)生積極參與,積極思考,從而達(dá)到教學(xué)要求。我認(rèn)為可以從以下幾個方面入手。
一、觀察——提高空間想象力的基礎(chǔ)
亞里士多德說:“告訴我的我會忘記,給我看的我會記住,讓我參與的我會理解?!币虼吮仨氁詫W(xué)生為主體來進(jìn)行教學(xué)。很多學(xué)生空間感較差,尤其是女同學(xué),主要原因是無法把學(xué)到的空間體與周圍事物聯(lián)想在一起。事實上我們周圍的很多事物都是由幾何體構(gòu)成的。充分考慮學(xué)生的這種心智特點,在教學(xué)過程中我們先要讓學(xué)生盡量多觀察周圍的事物。為此我給予較多的實物模型,盡量借助幾何體模型講解;引導(dǎo)學(xué)生主動觀察周圍的事物或回憶熟悉的事物,找到相同或相似的實物建立學(xué)生的空間感,如金字塔、哥特式建筑的屋頂、一些日常生活器具、教室里的粉筆盒、一摞書、平靜的湖面等,都是可以喚起學(xué)生的想象。鼓勵學(xué)生動手制作一些簡單幾何體,如用一些鐵絲和橡皮泥可以做各種各樣的多面體,用白紙制作圓錐、圓臺等,效果會更好。同時,鼓勵學(xué)生發(fā)揮想象力,發(fā)表自己的觀察結(jié)論,及時給予適當(dāng)?shù)目隙ɑ蛸潛P(yáng),并及時總結(jié)。
以學(xué)習(xí)棱錐為例。首先讓學(xué)生觀察各種各樣的棱錐,接下來說說生活中你看見的具有棱錐特征的物體,從而充分了解棱錐的基本概念和特征,然后判斷出金字塔就是一個正四棱錐,并概括出該幾何體的特征,使學(xué)生直觀地認(rèn)識和理解棱錐的頂點、棱、側(cè)面和底面的位置關(guān)系,能以數(shù)學(xué)語言進(jìn)行平行、垂直、相交、異面等關(guān)系表述。如金字塔是由5個點,8條棱,5個面構(gòu)成,其中4條側(cè)棱交于一點,即為頂點,另外4條是底面正方形的邊……
二、作圖——提高空間想象力的保證
讓學(xué)生對照實物或根據(jù)文字?jǐn)⑹鲈谀X海里形成印象,進(jìn)行一定的空間想象,構(gòu)想出幾何體的框架,這就是幾何體的直觀圖(作圖并不是單純地將空間圖形在平面上顯示,而需要結(jié)合點、線、面的基本概念),然后將幾何體平面化畫草圖,根據(jù)幾何體的特征,確定點、線、面三者的關(guān)系,并確定圖形的形狀、大小和空間位置;再從圖中判別各元素的前后、左右、上下等位置關(guān)系,分清哪些是可見的輪廓線,哪些不可見;最后動手正式畫直觀圖。畫圖的順序應(yīng)是由前到后、由明到暗、先實后虛。
在學(xué)習(xí)棱柱、圓柱和圓錐時,我給出幾何體的模型,讓學(xué)生觀察棱柱、圓柱和圓錐三視圖,并找出各幾何體的構(gòu)造和點、線、面間的特征,并根據(jù)該特征來進(jìn)行作圖。
三、想象——提高空間想象力的關(guān)鍵
空間想象能力就是對客觀事物的空間形式進(jìn)行觀察、分析和抽象思考的能力,培養(yǎng)空間想象能力的一個重要方法,就是要加強(qiáng)空間想象的訓(xùn)練。在教學(xué)中,要經(jīng)常提出一些能引起學(xué)生空間想象思考的問題,給予訓(xùn)練。要求并指導(dǎo)學(xué)生做一些想象練習(xí),將總結(jié)的幾何體特性,由教師描述,讓學(xué)生在腦海里形成影像,此時的影像需要由剛才的實物體得到一框架結(jié)構(gòu)的幾何體,也就是說由四棱錐想到金字塔,再由金字塔到5個點,8條棱,5個面的過程。甚至探究棱錐的平面展開圖的所有形式,等等,這些練習(xí)對提高空間想象能力都是十分有效的。
四、多媒體——提高空間想象力的催化劑
高職生大多對計算機(jī)操作有較為強(qiáng)烈的興趣,從電腦入手,利用多媒體教學(xué)課件吸引學(xué)生的注意力,給學(xué)生全新的視覺感受,能很好地提高教學(xué)效率。例如,以前的傳統(tǒng)教學(xué)手段是粉筆、黑板加模型掛圖,由于畫圖費時多,課堂知識容量少,而掛圖、投影片和模型由于是事先制作的,靈活性差,使用有很大的局限性。多媒體能直觀清晰地表達(dá)出每個幾何體的形成過程及其形狀和投影的關(guān)系,使空間幾何體更加形象具體。教師通過課件展示給學(xué)生看得見的幾何圖,知識的理解和接受不再是空洞無味的,而是形象直觀的。
而且多媒體課件還將課堂教學(xué)延伸到課后,學(xué)生可以在課后通過操作老師制作的課件,可以獲得老師組織課堂教學(xué)的思路,加深理解有關(guān)幾何體的空間結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。但是教師也不能一味地依賴課件,在課堂教學(xué)中還是要在黑板上多舉例示范,因為學(xué)生做課外作業(yè)時還是要靠尺規(guī)、筆和紙的。
五、總結(jié)
“看、畫、想”是分別培養(yǎng)學(xué)生動眼、動手、動腦的能力,但卻不是孤立的,而是同一過程的共同行為。只有觀察透了,才能對作圖做到心中有數(shù);只有在頭腦中形成清晰的空間圖形,才能正確分析、思考、想象各元素之間的關(guān)系,進(jìn)而對空間幾何體的結(jié)構(gòu)、三視圖和直觀圖、幾何體的表面積和體積,空間點、線、面的位置關(guān)系有更深的認(rèn)識。對于數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較差的高職生而言,提高觀察能力、作圖能力和想象能力是學(xué)好立體幾何的關(guān)鍵。
學(xué)習(xí)是一個由“不知”到“知”,又從“知之甚少”到“知之甚多、甚廣、乃至甚深”的過程。在立體幾何教學(xué)中,我盡量出示直觀模型讓學(xué)生觀察、作圖、想象,接著展示幾何課件,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步觀察、作圖、想象,幫助學(xué)生逐步形成空間概念,培養(yǎng)邏輯思維能力,提高學(xué)生的空間想象力。
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