摘要:初中数学教学中对学生几何直观能力的培养,是不可忽视的一项重要工作。几何直观的能力,不仅仅包括空间立体思维能力,还包括利用图形描述、分析数学问题,以及构建数学问题的直观模型,探索解决问题的思路。这样看来,培养学生的几何直观能力无非是培养学生两方面的能力:空间立体思维能力和数形结合的能力。强化空间立体思维能力可以运用到强大而便捷的信息技术,至于培养数形结合的能力,则需要教师在日常讲解问题上循循善诱、潜移默化地让学生养成数形结合的解题理念。
关键词:初中数学;几何直观;教学策略
几何直观是一种很重要的素养,学生在学习数学这样一门需要抽象思维和立体思维的学科时,在理解一些概念和解决一些问题上总有困难之处,其中关于几何直观方面的困难不在少数。因此,教师要着重帮助学生培养好几何直观能力,这会让学生今后的数学学习受益无穷。下面笔者就强化学生空间立体思维能力和培养学生数形结合能力两方面来具体阐述如何有针对性地培养学生的几何直观能力。
一、善用信息技术,强化空间立体思维能力
强化学生的空间立体思维能力,传统上是教师在黑板上将图形的变化各阶段画成几个图形,向学生展示出来。这样展示的作用其实是较为有限的,因为这是一种尽力用静态来表达动态的方式,总归是不能真切地动态化展示图形的。好在现今信息技术的飞速发展,使得课堂上终于也能用多媒体讲课,这样动态化展示几何图形就有了强大的工具做支持。那么,数学教师就要善用信息技术,通过发挥其优势来帮助学生强化空间立体思维能力。
交互式电子白板的推广应用,大大帮助了教师的课堂教学。交互式电子白板可以允许触屏操作,这样更好了,不仅教师可以动态地为学生展示几何图形了,学生亦可以尝试动手操作。那么,教师除了可以在讲解几何知识的时候自己为学生在屏幕上做展示,还能让学生自己上来尝试操作。因为学生自己操作应当是更容易印象深刻和有所发现的。
那么,我们可以设法开展一些信息实验活动,让学生上来进行关于几何图形的探索,在立体空间想象的过程中,实现新思路的开拓。
例如:在讲探索勾股定理这一课时,笔者就让学生不看课本,而直接出示直角三角形的图片(两个直角边分别是a和b,b比a长,斜边是c)以及勾股定理的公式c2=a2+b2,然后让学生思考并讨论,想好了在电子白板屏幕上展示一下探究过程。我在制图软件上已经制好了一个直角三角形,允许学生对其进行复制、移动、翻转、组合等操作,直观展示一个或多个直角三角形的空间立体变换情况,总之要探究出为什么会用这样的公式。学生们就是暂时没有想法的也可以上来尝试一下,通过自己动态化操作图形,总归有一些启发和想法产生。
于是学生陆续上来做尝试,再下去在纸上写写画画,或是在脑海中形成三角形的翻转以及多个三角形之间的组合等空间立体式的想象,再在屏幕上演示以验证,终于有人领先产生了想法,于是尝试暂时中止。我让这位学生在屏幕上演示给大家看。只见该学生先将此直角三角形复制成四个,然后以斜边为边,把这四个直角三角形组合成正方形,如图1所示。
不难看出,其中的小正方形的边长是较长直角边b减去较短直角边a的长度。于是大正方形的面积是四个直角三角形面积之和加上中间小正方形的面积。那么S大正方形= c2=4×ab+(b-a)2=2ab+ a2+b2-2ab= a2+b2,于是得出了:c2=a2+b2。这样的方法还是比较巧妙的,非是亲自动手操作并辅之以空间立体想象不能完成的。
可见,教师要善用信息技术,并可以引导学生做信息技术实验,这不仅可以强化学生的空间立体思维能力,还可以帮助学生打开思维空间,乃至实现创新探索能力的培养。
二、养成画图的习惯,强化数形结合的能力
培养几何直观能力,除了对空间立体思维能力的培养,还应当强化学生数形结合的能力。而数形结合更多的是通过画图来促进对数学问题的解决,那么画图这一良好习惯就需要教师着重对学生进行培养。
例如:已知正实数x,求y=+的最小值
直接解此题目的话不容易,这时就可以考虑画图来分析解决问题。我们首先把原式化解为y=+,则此式可表示直角坐标系里一个动点P(x,0)到两点A(0,2),B(2,1)的距离之和,那么原题可以转化成就这一最短距离。在直角坐标系里点P在x轴上,于线段AB之外,由于两点之间线段最短,那么我们就可以做出点A′(0,-2),那么线段A′B与x轴的交点即为点P,这时点P到AB两点的距离就是最短的,如右图所示。那么线段A′B的长度即为P到AB两点的最短距离:L==,如此一来,这道题通过数形结合较为简单地解出来了。
因此教师可以在一些看似不怎么用到画图的数学题目里插入画图解题的方法,从而培养学生数形结合的能力。
综上所述,培养学生的几何直观能力绝非一朝一夕之事,也并非容易达成之事。教师要随时有意锻炼学生这方面的能力,并着重做到对学生空间立体思维能力的培养和数形结合能力的培养工作。总之教学方式的创新和对学生的密切关注是必不可少的。望广大教师砥砺前行,不断进行教学工作的自我反思,为教育事业的持续发展贡献自己的一份力量。
参考文献
[1]陈俊.初中数学教学中几何直观能力培养探析[J].中学数学,2020(08)
[2]王丽.初中数学教学中几何直观能力培养探析[J].数学学习与研究,2019(16)