鄭苗苗
(福建省泉州市城東中學,福建 泉州)
新課程改革已經由三維目標向學科核心素養(yǎng)目標轉變,直觀想象是體現學生數學素養(yǎng)的重要維度。筆者認為,廣大教師應當積極響應新課標的教學要求,不斷探索行之有效的教學策略,基于核心素養(yǎng),培養(yǎng)學生的數學直觀想象能力。
函數是高中數學的重要組成部分,在函數知識的學習當中,學生通過應用數形結合思想,以形助數、數形溝通,能夠巧解函數問題,同時發(fā)展自身的直觀想象能力。因此筆者認為,教師在對函數展開教學時,應當注重數形結合思想的滲透與利用,引導他們靈活應用數形結合的方法探索函數的性質,高效實現教學目標。
在對“三角函數的圖像與性質”展開教學時,為了培養(yǎng)學生觀察問題與探索問題的能力,筆者組織學生開展了小組探究活動。在活動中,學生首先探究了φ對函數y=sin(x+φ)圖像的影響,通過畫出的圖像,學生可以明顯地發(fā)現,y=sin(x+φ)的圖像是由y=sinx的圖像平移得到的,當φ=,圖像向左平移個單位,當,圖像向右平移個單位,規(guī)律是“左加右減”。緊接著,學生還利用數形結合的思想,繼續(xù)探究了y=Asin(ωx+φ)中ω和A對函數圖像的影響。由此學生通過自主探究得到了三角函數圖像平移伸縮的規(guī)律,并學會了判斷三角函數的平移伸縮變換過程,直觀想象能力得了明顯提升。
高中生的空間想象能力普遍較差,在學習立體幾何的相關知識時,學生感到難以理解,進而對數學產生畏懼感,影響學習效率。筆者認為,教師在教學時,可以用長方體作為模型和載體,引導學生研究空間位置,使問題得以簡化,打開他們的思路,提高其幾何直觀能力。
比如在對“空間幾何體的三視圖和直觀圖”進行教學時,筆者就通過習題訓練,向學生滲透以長方體為載體巧解立體幾何問題的策略。例如,右圖所示是某多面體的三視圖,其中正方形網格線邊長為1,請問在這一多面體中,最長的棱的長度是多少?在求解這一問題時,很多學生絞盡腦汁也想象不出該三視圖對應的多面體是什么樣子的,于是筆者提示學生:“大家可以嘗試把這一多面體置于一個長方體中,在長方體中畫出多面體的各條棱,尋找其中的最大棱長?!痹诠P者的啟迪下,學生最終成功地在長方體中畫出了該多面體,并利用割補法想象實施,計算出了其中最長的棱。通過這一問題,學生發(fā)現在研究空間位置關系時,用長方體作為載體是一種非常好的途徑,能夠使復雜問題簡單化,獲得很大的收獲與啟示。
高中數學教材對空間向量給出了幾何表示和坐標表示這兩種形式,很多教師在教學時,往往傾向于代數坐標運算的講解,忽視了對向量的幾何意義的理解與應用。然而,從向量的幾何意義來看,向量的幾何表示能夠體現出向量的通用性,可以在解決立體幾何問題時避繁從簡。因而筆者認為,教師要善于引導學生通過作圖用圖,體會向量的幾何意義。
在對“空間向量及其運算”展開教學時,對于如下的問題:在空間四邊形ABCD中,線段DA、DB、DC兩兩垂直,DA=4、DB=6、DC=8,求點A到直線BC的距離,學生發(fā)現利用坐標向量法很難求解,于是筆者引導學生使用了幾何向量法,首先想圖、作圖,然后選擇基向量為直線BC的單位方向向量,將所求的問題先轉化為計算,成功地突破了難點,求得了正確的答案。在這一活動中,學生充分體會到向量自由性與易分解的幾何特點,空間想象能力獲得了很大的提升。
解析幾何是數形結合的經典內容,解決解析幾何相關的數學問題,除了要考查學生對代數方法的掌握,還要求他們具有良好的觀察能力。因此筆者認為,教師在對解析幾何的知識開展教學時,要有意識地引導學生觀察圖形,提高他們抓住幾何特征的能力。
在對“拋物線”進行教學時,筆者引導學生探究了與拋物線有關的最值問題。例如,定長為3的線段AB的端點A、B在拋物線y2=x上移動,求AB的中點M到y軸距離的最小值。在求解這一問題時,筆者首先引導學生畫出了對應的圖形,設拋物線焦點為F,準線為 CD,BD⊥CD,AC⊥CD,且 CD 的中點為 N,通過觀察圖形可以發(fā)現由此學生通過觀察圖形特征,找到了問題的突破點,進而利用拋物線的性質可以知道然后再利用代數方法求得點M的坐標,即可求出點M到y軸距離的最小值。
數學素養(yǎng)是在掌握數學知識的基礎上,在數學活動中逐步養(yǎng)成的。教師應當善于將核心素養(yǎng)的培養(yǎng)貫穿于數學活動當中,引導他們通過“探索函數性質”“研究空間位置”“理解向量意義”“學習解析結合”,發(fā)展自身的數學直觀想象能力,不斷深化學科核心素養(yǎng)。