王以芬
一、空間想象能力欠缺產(chǎn)生錯誤
在學(xué)習(xí)中,學(xué)生往往不易建立空間概念,在頭腦中難以形成較為準(zhǔn)確、直觀的幾何模型,誤導(dǎo)了解題且不易查錯,從而影響了解題。
二、思維定勢的影響產(chǎn)生錯誤
高中立體幾何與初中平面幾何,對原有知識結(jié)構(gòu)的認(rèn)知沖突。因此,在思維慣性的影響下,常將立體問題當(dāng)成平面問題來處理而出現(xiàn)錯誤,反映在以下兩個方面:
(1)識圖與畫圖。表現(xiàn)在“看到的與想到的不一樣”。
(2)在平面幾何中一些學(xué)生熟悉的、常用的直觀、正確的概念和定理,在立體幾何中卻不成立。
三、在利用空間向量解決問題時,計算錯誤
那么要減少學(xué)生解題錯誤的發(fā)生,有哪些方法呢?我個人認(rèn)為要抓好課前、課內(nèi)、 課后三個環(huán)節(jié)。
1.課前準(zhǔn)備要有預(yù)見性
預(yù)防錯誤的發(fā)生,是減少高三學(xué)生解題錯誤的主要方法。備課時,要仔細(xì)研究考綱,課程標(biāo)準(zhǔn),真題等對該知識是如何考,要揣摸學(xué)生學(xué)習(xí)本內(nèi)容的心理過程,預(yù)先明了學(xué)生容易出錯之處,防患于未然。預(yù)見錯誤并有效防范能夠?yàn)榻沂惧e誤、降低錯誤打下基礎(chǔ)。
2.課內(nèi)講解要有針對性
在課內(nèi)講解時,要對學(xué)生可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行針對性的講解。在課堂教學(xué)時,可由個別學(xué)生分析解答例題,再由學(xué)生訂正,教師引導(dǎo)予以總結(jié)。要通過課堂提問,及時了解學(xué)生情況,對學(xué)生的錯誤回答,要分析其原因,進(jìn)行針對性講解,利用反面知識鞏固正面知識。類比練習(xí)是發(fā)現(xiàn)學(xué)生錯誤的另一條途徑,出現(xiàn)問題,及時解決。總之,要通過課堂教學(xué),不僅教會學(xué)生知識,而且要使學(xué)生學(xué)會識別對錯,知錯能改。
3.課后要及時總結(jié)
要認(rèn)真分析學(xué)生課后鞏固中的問題,總結(jié)出典型錯誤,加以評述。通過總結(jié),使學(xué)生再經(jīng)歷一次嘗試與修正的過程,增強(qiáng)識別、改正錯誤的能力。
在教學(xué)中應(yīng)該采取的措施及注意問題:
(一)立足課本,夯實(shí)基礎(chǔ)
直線和平面這些內(nèi)容,是立體幾何的基礎(chǔ),圖形語言、文字語言、符號語言三者間轉(zhuǎn)換,深刻掌握定理的內(nèi)容,明確定理的作用是什么,多用在那些地方,怎么用。
(二)培養(yǎng)空間想象力
首先,制作一些簡單的模型,通過模型中的點(diǎn)、線、面之間的位置關(guān)系的觀察,逐步培養(yǎng)自己對空間圖形的想象能力和識別能力。
其次,要培養(yǎng)自己的畫圖能力,可以從簡單的圖形、幾何體開始畫起。最后,要做的就是樹立起立體觀念,做到能想象出空間圖形并把它畫在一個平面上,還要能根據(jù)畫在平面上的“立體”圖形,想象出原來空間圖形的真實(shí)形狀。
(三)逐漸提高邏輯論證能力
歷年高考中都有立體幾何證明的考察。證明時,首先要保持嚴(yán)密性,符號表示與定理完全一致,定理的所有條件都具備了,才能推出相關(guān)結(jié)論。切忌條件不全就下結(jié)論。其次,思考應(yīng)多用分析法,即逐步地找到結(jié)論成立的充分條件,向已知靠攏,然后用綜合法(“推出法”)形式寫出。
(四)“轉(zhuǎn)化”思想的應(yīng)用
解決立體幾何的問題,主要是充分運(yùn)用“轉(zhuǎn)化”這種數(shù)學(xué)思想,要明確在轉(zhuǎn)化過程中什么變了,什么沒變,有什么聯(lián)系,這是非常關(guān)鍵的。在學(xué)習(xí)立體幾何中,體會以下轉(zhuǎn)化關(guān)系:
1.數(shù)學(xué)語言的相互轉(zhuǎn)化
在立體幾何中,利用三種數(shù)學(xué)語言——圖形語言、文字語言、符號語言的轉(zhuǎn)化,可以有效化解難點(diǎn),發(fā)展數(shù)學(xué)思維。在立體幾何中,通過三種語言的結(jié)合,有效的幫助學(xué)生對定理的理解和應(yīng)用。
2.點(diǎn)、線、面位置關(guān)系的相互轉(zhuǎn)化
線線、線面、面面平行與垂直的位置關(guān)系即相互依存,又在一定條件下能縱向轉(zhuǎn)化。線線平行(或垂直)、線面平行(或垂直)、面面平行(或垂直)的轉(zhuǎn)化關(guān)系在平行或垂直的判定和性質(zhì)定理中得到充分體現(xiàn),平行或垂直關(guān)系的證明(除少數(shù)命題外),大都可以利用上述互相轉(zhuǎn)化關(guān)系去證明。面和面平行可以轉(zhuǎn)化為線面平行,線面平行又可轉(zhuǎn)化為線線平行。而線線平行又可以由線面平行或面面平行得到,它們之間可以相互轉(zhuǎn)化。同樣面面垂直可以轉(zhuǎn)化為線面垂直,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為線線垂直。
3.空間幾何問題向平面幾何問題轉(zhuǎn)化
將空間問題轉(zhuǎn)化為熟知的平面問題時研究立體幾何問題最重要的數(shù)學(xué)方法之一。如兩條異面直線所成的角轉(zhuǎn)化為兩條相交直線的夾角即過空間任意一點(diǎn)引兩條異面直線的平行線;斜線與平面所成的角轉(zhuǎn)化為直線與直線所成的角即斜線與斜線在該平面內(nèi)的射影所成的角;二面角轉(zhuǎn)化為二面角的平面角。
4.體積問題中的轉(zhuǎn)化
在求三棱錐高的時候往往用到體積問題的轉(zhuǎn)化,利用等體積轉(zhuǎn)換底去求體積的方法就能求出三棱錐的高。
空間角的問題,在轉(zhuǎn)化成兩相交直線所成的角,或直線與法向量所成角,或法向量與法向量所成角一定要注意角的范圍的問題;
在利用向量法求空間距離問題時,轉(zhuǎn)化為點(diǎn)與線、點(diǎn)與面的距離,應(yīng)注意熟記公式,并加上絕對值。
在解決立體幾何中有關(guān)平行、垂直、夾角、距離等問題時,直線的方向向量與平面的法向量有著舉足輕重的地位和作用,它的特點(diǎn)是用代數(shù)方法解決立體幾何問題,無需進(jìn)行繁、難的幾何作圖和推理論證,起著從抽象到具體、化難為易的作用。應(yīng)熟練掌握平面法向量的求法和用法,空間距離、空間角公式及推導(dǎo)過程、求出直線的方向向量、平面的法向量。
(五)總結(jié)規(guī)律,規(guī)范訓(xùn)練
立體幾何解題過程中,常有明顯的規(guī)律性。例如,求角先定平面角、三角形去解決,正余弦定理、三角定義常用,若是余弦值為負(fù)值,異面、線面取銳角。對距離可歸納為:距離多是垂線段,放到三角形中去計算,經(jīng)常用正余弦定理、勾股定理,若是垂線難做出,用等積等高來轉(zhuǎn)換。不斷總結(jié),才能不斷高。還要注重規(guī)范訓(xùn)練,答題的規(guī)范性在數(shù)學(xué)的每一部分考試中都很重要,在立體幾何中尤為重要。在“按步給分”的原則下,從平時的每一道題開始培養(yǎng)這種規(guī)范性的好處是很明顯的。
在立體幾何的學(xué)習(xí)中,要讓學(xué)生動手操作和主動參與,在觀察、操作、想象、交流等活動中認(rèn)識空間幾何體,提高空間想象能力,進(jìn)一步提高他們的學(xué)習(xí)興趣,加深他們對數(shù)學(xué)的理解,激發(fā)出潛在的創(chuàng)造力,讓學(xué)生在不斷探索與創(chuàng)造的氛圍中發(fā)展解決問題的能力,體會數(shù)學(xué)的價值。