【摘 要】作為高中學(xué)生,他們已有了二維空間(平面)的知識,對三維空間的感知也有,但對三維空間的無限性、復(fù)雜性認(rèn)識不夠.因此,通過對直線的無限延伸、平面的無限延展性的認(rèn)識;通過比較平面內(nèi)與空間中兩直線位置關(guān)系的不同;通過認(rèn)識線面關(guān)系、面面關(guān)系來強(qiáng)化學(xué)生對三維空間的認(rèn)識就顯得尤為重要.單從教學(xué)上講,充分利用多媒體教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生空間想象力,提高學(xué)生空間想象力的有效途徑。
【關(guān)鍵詞】高中數(shù)學(xué);空間想象力;學(xué)生發(fā)展;有效性
所謂空間想象力,就是人們對客觀事物的空間形式進(jìn)行觀察、分析和抽象思維的能力.這種數(shù)學(xué)能力的特點(diǎn)在于善于在頭腦中構(gòu)成研究對象的空間形狀和簡明的結(jié)構(gòu),并能將對實(shí)物所進(jìn)行的一些操作,在頭腦中進(jìn)行相應(yīng)的思考.辯證唯物主義認(rèn)為,任何事物的變化發(fā)展都有其內(nèi)在規(guī)律??臻g想象力的提高也是如此,它是逐級向上的,即有明顯的層次性.教師惟有把握好這一規(guī)律,將之有機(jī)地滲透到教學(xué)實(shí)踐中去,有意識、有針對性地采取得當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法和措施,才能有效地提高學(xué)生的空間想象力。
一、充分利用多媒體技術(shù)
在“多面體與旋轉(zhuǎn)體的體積”這一章中,主要內(nèi)容是柱、錐、臺、球四種體積公式的推導(dǎo),關(guān)鍵是對立體圖形分析與理解。為了幫助學(xué)生在觀察圖形的基礎(chǔ)上從感性認(rèn)識向理性認(rèn)識過渡,可以運(yùn)用計(jì)算機(jī)設(shè)備,設(shè)計(jì)編制圖形軟件來輔助教學(xué)。在繪制過程中,利用畫面的連續(xù)移動構(gòu)成動畫來體現(xiàn)切割、旋轉(zhuǎn)、移動等動態(tài)動作。在講解祖原理時,其主要內(nèi)容為:兩個等高的幾何體,若被平行于底的平面截得的兩個截面面積相等,則這兩個幾何體的體積相等。為了體現(xiàn)其中的關(guān)鍵點(diǎn):兩個幾何體任意位置的平行截面相等,可以繪制多幅不同位置截面的圖形,并將截面涂上鮮明的色彩,按順序編排好,連續(xù)播放時即形成了截面上下移動的動畫效果,使學(xué)生形象地認(rèn)識到不同位置的平行截面處處相等。又如在講解錐體的體積公式推導(dǎo)時,由于要將三棱柱分割成三個三棱錐,圖形變化較大,學(xué)生不易理解,因此將切割過程從頭至尾展現(xiàn)給學(xué)生,在講解時又將所要比較的兩個三棱錐逐步恢復(fù)到切割前的狀態(tài),再分開。隨著分開一復(fù)原一再分開的移動過程,學(xué)生們清楚自然地得出了所要推證的結(jié)論,同時也使得教師的講解輕松而且順理成章。有了錐的體積公式,又進(jìn)一步依據(jù)大錐被平行于底的平面截去一小錐得到臺體的思路,利用已推導(dǎo)出的錐體體積公式去推導(dǎo)臺體的體積公式。利用動畫效果使一平面進(jìn)行移動呈現(xiàn)出動割大錐的過程,即讓平面從大錐錐體某處以平行于底的方式插入,從另一側(cè)抽出,留下切割的痕跡,進(jìn)而將截得的小錐移到其它位置,將剩下的臺體展現(xiàn)給學(xué)生。這一過程的加入,在學(xué)生的頭腦中非常深刻地留下了臺體與錐體的聯(lián)系,可以說是過目不忘,收到了很好的效果。
二、學(xué)會正確測量,把握圖形,加深學(xué)生對空間想象的思維力。
學(xué)習(xí)測量物體,是高中數(shù)學(xué)教學(xué)的內(nèi)容之一。通過對物體的測量,有利于形成和加深學(xué)生的實(shí)體觀念和空間感,幫助發(fā)展空間思維力。教材要求先結(jié)合生活實(shí)際和具體情境,經(jīng)歷用不同方式測量物體的長度,體會建立統(tǒng)一度量單位的重要性,及能測量具體圖形的周長、面積,能自選單位估計(jì)和測量圖形的周長、面積,接著再探索并掌握圓的周長與面積公式,以及了解體積的意義及度量單位等。所以,學(xué)習(xí)測量和體驗(yàn)圖形的教學(xué)策略,重點(diǎn)應(yīng)該放在把實(shí)物圖形的測量與抽象思維計(jì)算結(jié)合起來。這仍然需要注意從學(xué)生的生活情境或具體事物出發(fā),展開教學(xué)內(nèi)容。如:讓學(xué)生運(yùn)用長方形、正方形的周長和面積的計(jì)算方法去解決生活中的簡單問題,讓學(xué)生體會到數(shù)學(xué)知識與日常生活的聯(lián)系。其次要加大學(xué)生動手實(shí)踐的力度,讓學(xué)生在動手操作中,感受測量的意義,建立對測量單位的理解及對測量單位的選擇,再是要培養(yǎng)學(xué)生的估測意識。如練一練中,有“對于你的鉛筆盒的長度、你的橡皮的長度、你的課桌的長度,你的估計(jì)是多少?測量結(jié)果是多少?”這樣的問題都有助于空間思維力的發(fā)展此外,還要通過學(xué)生之間的合作學(xué)習(xí)、互動交流等新的學(xué)習(xí)方式的應(yīng)用,加大實(shí)踐和體驗(yàn)力度因?yàn)闇y量需要互助合作才好完成。我們在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生測量一片樹葉的周長,自身的周長等等,學(xué)生互相幫助測量,在合作交流中總結(jié)測量的結(jié)果,這都有助于對不同圖形的體驗(yàn)。
三、創(chuàng)設(shè)情景,誘發(fā)猜想,培養(yǎng)學(xué)生的猜想能力
數(shù)學(xué)猜想實(shí)際上是一種數(shù)學(xué)想象,是人的思維在探索數(shù)學(xué)規(guī)律、本質(zhì)時的一種策略,它是建立在已有的事實(shí)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,運(yùn)用非邏輯手段而得到的一種假使,是合理的推導(dǎo)。數(shù)學(xué)方法理論的倡導(dǎo)者G波利亞說過:“在數(shù)學(xué)領(lǐng)域中猜想是合理的,值得尊重的,是負(fù)責(zé)任的態(tài)度?!彼J(rèn)為在有些情況下,教猜想比教證明更重要。數(shù)學(xué)猜想能縮短解決問題的時間,使學(xué)生獲得更多的數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)的機(jī)會,鍛煉學(xué)生的數(shù)學(xué)思維,并且運(yùn)用猜想可以營造學(xué)習(xí)氛圍,激發(fā)學(xué)生飽滿的熱情和積極思維,培養(yǎng)學(xué)生克服困難的堅(jiān)強(qiáng)意志,自始自終地主動參與,體會數(shù)學(xué)知識探索的過程。比如,在學(xué)習(xí)“能被3整除的數(shù)的特征”時,教者先出示一組數(shù):1254、715、63、398、57、149、1506、321。提問:請同學(xué)們判斷一下,這些數(shù)中哪些能被2整除?哪些能被5整除?當(dāng)學(xué)生完成這一復(fù)習(xí)過程后,教者再問:那么這里的數(shù)哪些能被3整除?學(xué)生通過口算很快就說出了正確答案。此時,教者誘發(fā)學(xué)生猜想:“其實(shí)能被3整除的數(shù)也有自己的特征,請大家猜一猜,它們有什么特征?”于是,學(xué)生思維的閘門打開了,情緒被完全調(diào)動起來了。他們盡情地表述自己的意見,有的說:我猜個位上的數(shù)字是3、6、9的能被3整除。有的說:我猜一個數(shù)各位上的數(shù)字之和是6、9、12的能被3整除。也有個別學(xué)生猜想到“一個數(shù)的各位數(shù)字之和能被3整除,這個數(shù)就能被3整除?!辈还軐W(xué)生的猜想是對還是錯,都是難能可貴的,因?yàn)檫@是學(xué)生自己在探索知識過程中邁出的可喜的第一步。由此可以看出,在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)情景不失時機(jī)地引導(dǎo)學(xué)生猜想,不但可以充分調(diào)動學(xué)生的思維,使其思維處于亢奮的狀態(tài),還可使學(xué)生在猜想的過程中初步勾勒出知識的輪廓,從整體 了解所學(xué)知識內(nèi)。
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