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摘要:立体几何的教学对培养学生的空间想象能力具有独特而显著的作用。立体几何是高中数学教学内容中的重要组成部分,对于学生几何知识与空间想象力培养有关键性的作用。本文谈谈在立体几何的教学中如何培养学生的空间想象能力。
关键词:高中 立体几何 空间想象能力 培养方法
空间想象能力是指数学中处理空间形式,探明其关系和结构特征而需要的一种想象能力,是一种对几何结构的表现及其特征的加工能力。而具有良好的空间想象能力是建立空间模型的关键。在实际教学中,学生往往不易建立空间概念,在头脑中难以形成较为准确、直观的几何模型,如何解决这个问题呢?
方法1:通过实物或多媒体演示,帮助学生积累空间经验
教学中采用实物或多媒体演示,学生可以通过眼看、手摸、脑想,直观地看清各种“线线”“线面”“面面”关系其所成角和距离,还可以构造出空间基本元素位置关系的各种图形,并对其进行变化训练,以此来提高学生的空间想象能力。例如:①三个面在空间中的各种位置情况,可以用硬纸片作模型摆出各种不同的可能空间位置。②侧面是全等的等腰三角形的棱锥是否正棱锥,可以用硬纸片制作棱锥。
方法2:鼓励学生动手搭建模型,拓展学生空间想象能力
现实世界中虽然处处是几何体,但要形成一个完整的点线面认知却非易事。在学习中,要鼓励学生动手搭建模型和立体几何教具,善于利用笔做线、纸、书做面,充分利用身边的资源(黑板、墙面、窗户、墙角等)引导学生制造模具,手脑并用,让初学者在边玩边学中形成模型的表象,善用这此现成的模型,可以使许多问题变得比较直观,容易解决。这写模型的选取和应用融知识性和趣味性于一体,形象、直观,提高了学生的学习兴趣,培养了他们的空间想象力。
方法3:指导学生绘图,提供学生空间想象力实施手段,立体几何的研究对象是空间图形,为了研究的方便,我们需要把空间图形画在纸上或黑板上,由于纸和黑板的表面可以看作是平面,于是就要学习空间图形的直观图的画法。画直观图的目的是为了解决对立体图形的理解和认识,加强对立体图形的性质理解,借助图形推理论证,也以此培养学生的学习兴趣和良好的解题习惯。在教学的全过程中要有步骤地指导学生掌握绘制直观图的一般方法,有计划提高学生的绘图能力,例如,画出三个平面把空间分成几部分的各种图形。
实践证明,较好的图形以及作图艺术能激发学生对空间图形的热爱,逻辑推理论证的追求,而且促使他们进一步掌握几何圖形的本质特征,达到图形与推理相互渗透,相互促进的理想效果。
方法4:让学生学会“转化”,在转化中提高空间逻辑思维能力
转化思想是一个极其重要的数学思想,在立体几何中这一思想显得尤为重要,它是学好本章的关键所在。本章的转化思想主要体现在以下几个方面。
(1)文字语言、图形语言、符号语言的互相转化。本章出现的定理和性质都是以文字形式给的,证明之前必须先把它们转化为图形语言,再转化为符号语言,这是一种学习立体几何的基本功训练,不可等闲视之。
(2)空间问题与平面问题的互相转化。处理立体几何问题,往往转化为平面问题来解决,要注意积累转化手段,例如通过截面、展开、射影等手段,将空间中分散的条件集中到同一平面上来。
(3)“线线”、“线面”、“面面”之间的互相转化。立体几何问题的有关证明中,“面面垂直”通常转化为“线面垂直”,而“线面垂直”通常转化为“线线垂直”;“二面角”和“线面角”通常转化为“线线角”,“线面距离”、“面面距离”通常转化为“点面距离”。倘若教师在教学中,经常能渗透“转化思想”那么在教师的潜移默化下,学生的“转化”能力必将得到提高,从而使他们在不知不觉中提高逻辑思维能力。
河南省基础教育教学研究项目课题《高中数学教学培养学生空间想象能力的实践研究》JCJYC18030522课题论文
参考文献:
[1]刘晓菲,高中立体几何解题困难与对策研究[D],鲁东大学,2015.
[2]张英,新旧课程下高中生空间想象能力的比较研究[D],东北师范大学,2012.
[3]蔡志宾,培养高一学生空间想象能力的教学策略研究[D],陕西师范大学,2013.
[4]杨本兰,高中生空间想象能力性别差异调查研究[D],海南师范大学,2014.
关键词:高中 立体几何 空间想象能力 培养方法
空间想象能力是指数学中处理空间形式,探明其关系和结构特征而需要的一种想象能力,是一种对几何结构的表现及其特征的加工能力。而具有良好的空间想象能力是建立空间模型的关键。在实际教学中,学生往往不易建立空间概念,在头脑中难以形成较为准确、直观的几何模型,如何解决这个问题呢?
方法1:通过实物或多媒体演示,帮助学生积累空间经验
教学中采用实物或多媒体演示,学生可以通过眼看、手摸、脑想,直观地看清各种“线线”“线面”“面面”关系其所成角和距离,还可以构造出空间基本元素位置关系的各种图形,并对其进行变化训练,以此来提高学生的空间想象能力。例如:①三个面在空间中的各种位置情况,可以用硬纸片作模型摆出各种不同的可能空间位置。②侧面是全等的等腰三角形的棱锥是否正棱锥,可以用硬纸片制作棱锥。
方法2:鼓励学生动手搭建模型,拓展学生空间想象能力
现实世界中虽然处处是几何体,但要形成一个完整的点线面认知却非易事。在学习中,要鼓励学生动手搭建模型和立体几何教具,善于利用笔做线、纸、书做面,充分利用身边的资源(黑板、墙面、窗户、墙角等)引导学生制造模具,手脑并用,让初学者在边玩边学中形成模型的表象,善用这此现成的模型,可以使许多问题变得比较直观,容易解决。这写模型的选取和应用融知识性和趣味性于一体,形象、直观,提高了学生的学习兴趣,培养了他们的空间想象力。
方法3:指导学生绘图,提供学生空间想象力实施手段,立体几何的研究对象是空间图形,为了研究的方便,我们需要把空间图形画在纸上或黑板上,由于纸和黑板的表面可以看作是平面,于是就要学习空间图形的直观图的画法。画直观图的目的是为了解决对立体图形的理解和认识,加强对立体图形的性质理解,借助图形推理论证,也以此培养学生的学习兴趣和良好的解题习惯。在教学的全过程中要有步骤地指导学生掌握绘制直观图的一般方法,有计划提高学生的绘图能力,例如,画出三个平面把空间分成几部分的各种图形。
实践证明,较好的图形以及作图艺术能激发学生对空间图形的热爱,逻辑推理论证的追求,而且促使他们进一步掌握几何圖形的本质特征,达到图形与推理相互渗透,相互促进的理想效果。
方法4:让学生学会“转化”,在转化中提高空间逻辑思维能力
转化思想是一个极其重要的数学思想,在立体几何中这一思想显得尤为重要,它是学好本章的关键所在。本章的转化思想主要体现在以下几个方面。
(1)文字语言、图形语言、符号语言的互相转化。本章出现的定理和性质都是以文字形式给的,证明之前必须先把它们转化为图形语言,再转化为符号语言,这是一种学习立体几何的基本功训练,不可等闲视之。
(2)空间问题与平面问题的互相转化。处理立体几何问题,往往转化为平面问题来解决,要注意积累转化手段,例如通过截面、展开、射影等手段,将空间中分散的条件集中到同一平面上来。
(3)“线线”、“线面”、“面面”之间的互相转化。立体几何问题的有关证明中,“面面垂直”通常转化为“线面垂直”,而“线面垂直”通常转化为“线线垂直”;“二面角”和“线面角”通常转化为“线线角”,“线面距离”、“面面距离”通常转化为“点面距离”。倘若教师在教学中,经常能渗透“转化思想”那么在教师的潜移默化下,学生的“转化”能力必将得到提高,从而使他们在不知不觉中提高逻辑思维能力。
河南省基础教育教学研究项目课题《高中数学教学培养学生空间想象能力的实践研究》JCJYC18030522课题论文
参考文献:
[1]刘晓菲,高中立体几何解题困难与对策研究[D],鲁东大学,2015.
[2]张英,新旧课程下高中生空间想象能力的比较研究[D],东北师范大学,2012.
[3]蔡志宾,培养高一学生空间想象能力的教学策略研究[D],陕西师范大学,2013.
[4]杨本兰,高中生空间想象能力性别差异调查研究[D],海南师范大学,2014.