立體幾何是高中數學的主要內容,它的作用不容忽視。有的學生認為高中立體幾何太抽象、太難學,筆者提出幾點自己的建議:
一、建立空間的概念,強化空間思維能力,培養空間想象力
在立體幾何中,很多知識都是通過觀察和研究長方體得到的,所以筆者建議,剛開始學習立體幾何時,學生可以自己動手制作各種模型,以幫助觀察、想象和驗證。如在制作正方體、長方體等模型的過程中,學生可以通過觀察來了解線與線、線與面、面與面之間的關系,并通過觀察模型中點、線、面之間的位置關系,逐步培養自己對空間圖形的想象能力和識別能力;其次,培養學生的畫圖能力,可以從簡單的圖形和幾何體開始;最后,學生能形成立體的概念,想象出空間圖形,并把它畫在平面上,還能根據畫在平面上的“立體”圖形,想象并還原出空間圖形的真實形狀。空間想象力不能毫無根據的胡亂猜測,而要以題設為根據,以幾何體為依托。
二、牢固掌握平面幾何知識和立體幾何知識
學生只有立足課本,夯實基礎,才能牢固地掌握平面幾何知識和立體幾何知識。其實,立體幾何的很多問題都要用平面幾何的知識來解決,所以牢固地掌握平面幾何知識尤為重要。直線和平面等知識是立體幾何的基礎,掌握這些知識的方法就是熟記課本上的幾何性質和判定定理的證明,尤其是一些重要定理的證明。如三垂線定理的證明,就是線與線、線與面、面與面之間關系的闡述。在初學時,學生會覺得定理的證明很抽象,難以理解。但經過練習之后,學生就能深刻地理解定理,從而更好地運用定理,明確定理應該用在什么地方、怎么使用。另外,在反復練習定理的證明之后,學生還能從中學到一些解題思路和解題方法。
三、轉化思想的運用
解立體幾何的問題,主要是充分運用了“轉化”這種數學思想,學生要明確在過程中什么變化了,什么沒變化,尤其是把立體空間中的問題轉化成平面中的問題,從而得以解決。例如: 空間中兩條異面直線的夾角問題,可以通過平移,轉化成平面中兩條直線的夾角的問題;空間中兩條異面直線的距離問題,可以轉化成直線和它平行平面之間的距離,再轉化成兩條平行直線之間的距離;面與面平行能轉化成線與面平行,再轉化成線線平行的問題等,由此可見,空間的問題往往最后都能轉化成平面的問題,從而得以解決,而這一點再次證明扎實掌握平面幾何知識的重要性。
四、總結規律,規范訓練
幾何定理可以分為性質定理和判定定理,從已知條件和結論中發現和找到可用的定理,然后需要什么條件就找什么條件,解答這類題目是有規律可循的。如要證明直線和平面垂直,可以運用直線和平面垂直的判定定理、兩條平行直線垂直于同一個平面、一條直線和兩個平行平面同時垂直這三個定理。
學生只有明確自己要做什么,才能大膽假設,設計好思路,明確自己每一步的目的,小心求證。
五、典型結論的應用
在平時的學習過程中,學生可以把一些證明過的典型命題作為結論,并記錄下來,利用這些結論就可以方便地解決一些較復雜的題目。尤其是在解答選擇和填空題時,這種方法更為方便。對于解答題,學生雖然不能直接運用這些結論,但至少能提示學生解題的思路,使學生更容易解出答案。
立體幾何是高中數學的一個重要組成部分,在歷年高考中也占有較大的比重。上述五種方法,有助于培養學生豐富的想象能力和嚴密的邏輯推理能力。筆者相信,只要學生勤加練習,任何問題都能迎刃而解。
(作者單位:江西省南昌市十二中)