蔡艷
立體幾何的學習,是高中數(shù)學教學的重要組成部分。學生對立體幾何的學習與其自身的空間想象能力是相輔相成的:一方面,由于在二維的平面上幾乎不可能呈現(xiàn)出三維的特點,因此學生只有擁有一定的空間想象能力,才能夠?qū)W會、學好立體幾何;另一方面,學生通過對立體幾何的學習,能夠不斷地磨練自己的空間想象能力,通過不斷地反思、反饋,學生的空間想象能力逐漸提高,對空間中點、線、面的關(guān)系認識會更加清晰,同時將這種空間想象能力運用到實際生活中,也有積極意義。
一、立體幾何的特點
立體幾何的典型特點就在于其“立體”,即三維。在學習平面幾何時,學生完全可以通過平面的點、線以及相關(guān)的公理來證明和判斷它們之間的關(guān)系,但是在立體幾何學習過程中,如果仍僅僅依靠這樣的判斷是不夠的,還需要增加空間想象能力。初學立體幾何時,很多學生難以適應(yīng),其主要原因是難以從二維平面中感知到三維圖像,也就是說,學習立體幾何除了相關(guān)的公理之外,最重要的就是空間想象能力,這是立體幾何的特點所決定的。
二、實現(xiàn)高中數(shù)學立體幾何的有效性
相應(yīng)的,高中數(shù)學立體幾何的教學,不是一個簡單的過程,恰恰相反,由于不同的學生有不同的特點,加上立體幾何教學過程本身就十分繁瑣,因此,對高中數(shù)學立體幾何的有效性的實現(xiàn),需要采取眾多策略。
1.通過畫圖來提高學生對基礎(chǔ)知識的運用
立體幾何學習的難度,不僅僅在于通過二維空間表現(xiàn)三維空間的特點,還在于通過文字來表現(xiàn)三維空間,而后者則要求學生能夠根據(jù)文字的描述,進行圖畫的創(chuàng)造。其實,教師引導學生通過畫圖來解答題目,還在一定程度上加深了學生對基礎(chǔ)知識的理解和運用①。比如在講授面面垂直這一基本公理時,首先學生應(yīng)該明白證明面A與面B垂直,只需要證明面A中的一條直線m與面B垂直,而要證明直線m垂直于面B,只需要證明直線m與面B中的兩條相交的直線n和h垂直即可,通過這樣的分析,學生就可以畫出相應(yīng)的圖畫。又如:在四面體ABCD中,CB=CD,AD⊥BD,點E,F(xiàn)分別是AB,BF的中點,求證面EFC⊥BCD。這是一個難度比較小的題目,只要學生能夠根據(jù)題意畫出相應(yīng)的圖,問題就會迎刃而解。根據(jù)題意,可畫出這樣的圖:
根據(jù)題意可知,EF∥AD,而AD⊥BD,所以EF⊥BD,又因為CB=CD,并且點F是BD中點,所以CF⊥BD,又因為CF和EF相較于F,并且都屬于面CFE,所以DB⊥面CFE,又因為DB在面BCD中,所以面BCD⊥面CFE。
雖然學生在解答立體幾何題目中,題干中往往會給出特定的圖像,但是教師在對學生的日常訓練中,要引導學生自主畫圖像,這對于培養(yǎng)學生的空間想象力,無疑具有十分積極的意義。
2.通過多媒體的運用來提高學習效果
多媒體教學最重要的特點,就是可以通過模擬的方式,來解決學生通過想象不能理解的問題。其優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾個方面:第一,可以加深學生對立體幾何知識的理解。前面提到過,學生學習立體幾何最大的難點,就是需要通過空間想象能力來實現(xiàn)二維平面向三位空間的轉(zhuǎn)換,而通過多媒體教學,可以向?qū)W生直觀地展現(xiàn)三維的立體空間,以徹底打開學生的空間思維能力。第二,可以激發(fā)學生學習的積極性,學生的空間想象能力多是靜態(tài)的,如果牽扯到動態(tài)圖像,多數(shù)學生都將陷入到枯燥的冥想之中,但是多媒體教學,通過一些程序的設(shè)定,可以將一些圖形變換的動態(tài)圖像展現(xiàn)給學生,讓學生通過眼睛來學習其大腦不能呈現(xiàn)的圖像,從而感受其中的神奇,以調(diào)動其學習的興趣②。如學生在學習二面角時,教師在講解時,往往會給學生提供眾多的解體方法,如三垂線法等,一般學生在解答比較簡單的二面角問題時,可以輕松解答,但是當遇到比較復(fù)雜的問題時,學生往往難以理解,遇到這種情況,教師就可以通過多媒體向?qū)W生展現(xiàn)立體的圖像,這對學生加深對此題目以及二面角的定義都有積極作用。
3.通過模型法來提高學習效果
數(shù)學來源于生活,其最終的宿命也將回歸到生活,如果在高中立體幾何教學過程中,脫離了生活,那么即使學生的分數(shù)線上去了,其教學也是失敗的。因此,將立體幾何的學習與實際生活結(jié)合起來,是立體結(jié)合教學的必然選擇,而模型法的使用,是實現(xiàn)這一目的的有效途徑。所謂模型法,就是在教授立體幾何知識時,從現(xiàn)實中尋找物體,來進行比對,一方面來加深學生對知識的理解,另一方面也能有效培養(yǎng)學生將知識運用于現(xiàn)實生活的能力。這就要求教師在使用多媒體教學時,除了運用一些多媒體手段向?qū)W生展現(xiàn)動態(tài)圖像之外,更為重要的是向?qū)W生展現(xiàn)一些現(xiàn)實生活中的例子③。
三、總結(jié)
高中立體幾何教學,有著自己的獨特性特點,教師在教學過程中,一方面要以此基礎(chǔ),同時還要善于利用科技信息化新教學技術(shù)和手段來有效提高教學質(zhì)量,此外,更為重要的是,要能夠?qū)⒅R與生活聯(lián)系起來,以提高學生的綜合素質(zhì)。
【注釋】
① 王嘉. 以立體幾何教學為例談高中數(shù)學課的有效性[J]. 試題與研究(新課程論壇),2012(30):62.
② 鄭燕敏. 淺淡多媒體教學在立體幾何中的應(yīng)用[J]. 金山,2012(7):31.
③ 劉先祥. 談高中數(shù)學立體幾何教學[J]. 南北橋,2014(5):162.
(作者單位:江蘇省鹽城市田家炳中學)