立體幾何是高中數學教學中的重要組成部分,學好立體幾何知識,有利于開發高中生空間想象能力與形象思維能力,是提高高中生對點、線、面空間關系理解程度與應用水平的重要內容。不僅如此,立體幾何知識也是高考的重點考查內容。因此,不管是從長遠利益來看,還是從短期利益來看,教師都有必要不斷優化高中數學立體幾何知識的教學質量。本文將從發揮知識正遷移作用、滲透數形結合思想方法、利用信息技術進行演示三個層面來討論優化高中數學立體幾何知識教學質量的有效策略。
立體幾何知識對高中生三維想象能力要求很高,一部分想象能力水平低下,不能靈活使用點、線、面判定定理與推導公式的學生幾乎無法有效、正確理解立體幾何知識。也有相當一部分學生不能通過平面圖形來構建三維印象,所以很難學好立體幾何知識。這就需要教師結合高中生的數學學習能力與空間想象能力來完善與優化立體幾何知識的教學質量,幫助高中生摸索出學好立體幾何知識的有效方法,使高中生逐步摸索出學好幾何的客觀規律,建立良好的空間觀念與空間想象能力。
發揮知識正遷移作用
實際上,立體幾何知識并不是憑空出現的,它是在高中生在初中、小學所學過的平面圖形知識的基礎上發展而來,借助于學生的生活經歷來讓學生建構幾何內容的。如果教師可發揮已有知識與已有經驗的正遷移作用,那么便可降低學生的畏難心理,為立體幾何教學做好準備。
就如在“空間幾何體的結構”一課中,筆者便展示了桌子、椅子、黑板、房間等實物照片,引導學生從幾何結構來分析這些實物的幾何特征,以此來讓學生認識棱柱、棱錐、長方體、正方體、球體等空間幾何體。高中生可通過自己的知識經驗來總結各個空間幾何體的幾何結構,初步建立三維感官意識。再如,在“空間點、直線、平面之間的位置關系”一課中,筆者便以高中生在初中學過的在同一平面內的點、線、面知識作為課堂導入,利用學生對同一平面內的點、線、面理解來進行立體變動,引導學生從二維平面認知過渡到三維認知。實踐證明,絕大多數高中生都可憑借自己的知識體系來理解新知,從而削弱學生的畏難心理。另外,空間向量與直角坐標系等也是解答立體幾何知識的重要方法,教師也可利用這部分知識來提高高中生解答立體幾何知識的正確率,豐富解題方法。
滲透數形結合思想方法
數形結合思想方法是學好立體幾何知識的基本思想方法,高中數學教師應做好畫圖、識圖等教學指導工作,將單一的文字轉化為圖形,通過圖形來降低高中生的想象難度,使高中生在圖形引導下學習立體幾何知識。從某種程度上來講,以圖文結合的形式來實施立體幾何教學,更符合高中生以形象思維為主的思維模式,同時還可達到開發學生理性思維與邏輯思維的目的,而這也是滲透數形結合思想方法的具體體現。
在立體幾何教學中,筆者會時刻強調數形結合思想方法的應用與體現。比如在“直線的交點坐標與距離公式”一課中,筆者便利用數形結合思想方法來組織學生繪制直角坐標系、直線方程等,然后根據具體坐標值來求解與觀察交點坐標,求解兩點間的距離公式。以數形結合方法來引導學生學習本課知識,可以將學生從枯燥的數學練習中解救出來,降低高中生的計算量,幫助學生理解直線之間的位置關系,以此來讓高中生在數學學習中獲得自信與成功。
利用信息技術進行演示
信息技術是指通過利用計算機、網絡等信息技術軟件來展示數學知識的教學方式,在立體幾何知識教學中引入信息技術,可將靜止的、平面的幾何圖形轉化為動態的、立體的圖形,所以更便于讓高中生形成直觀認識,切實提高高中生的空間想象能力。因此,在優化高中數學立體幾何知識教學質量時,教師也可適當利用信息技術軟件進行直觀演示。
就如在“直線、圓的位置關系”一課中,筆者便利用多媒體技術來演示了圓、直線的位置關系,通過動畫變動了直線位置,展示了圓外、與圓有一個切點、與圓有兩個交點的直線與圓位置關系的動態過程。這個動畫將會通過直線運動來展示這三種關系,更便于學生了解直線與圓的位置關系,在此基礎上展開幾何教學便可達到事半功倍的教學效果。在“空間幾何體的正視圖與直觀圖”一課中,筆者也會通過動態視頻來分解各個空間幾何體的結構,給學生提供俯視圖、仰視圖、俯視圖三個視角下的幾何體形狀,從而幫助高中生建立直觀認知。實踐證明,以信息技術來輔助立體幾何知識教學,更便于發展高中生的空間想象能力,提高學生的創造力。
總而言之,學好立體幾何不僅可以發展高中生已經形成的空間觀念意識,還可以讓高中生在數學學習中獲得積極的學習感受,獲得學習成就感,更可為高中生在未來高等院校中學好高等數學知識打好基礎。因此,高中數學教師應根據立體幾何知識的教學特點來選擇合適的教學方法,設計出符合高中生認知特征的數學教學活動。