空間想象力提高有效途徑

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一、利用計算機(jī)繪制生動、形象的立體圖形，使學(xué)生通過對直觀圖形透徹的觀察，理解抽象的理論概念

在“多面體與旋轉(zhuǎn)體的體積”這一章中，主要內(nèi)容是柱、錐、臺、球四種體積公式的推導(dǎo)，關(guān)鍵是對立體圖形分析與理解。為了幫助學(xué)生在觀察圖形的基礎(chǔ)上從感性認(rèn)識向理性認(rèn)識過渡，我們運(yùn)用我校的計算機(jī)設(shè)備，與專職電腦編程人員密切合作，設(shè)計編制了圖形軟件來輔助教學(xué)。我們先根據(jù)講解的需要設(shè)計出基本圖形，再配合編程人員利用計算機(jī)先進(jìn)的繪圖系統(tǒng)進(jìn)行繪制。在繪制過程中，我們利用畫面的連續(xù)移動構(gòu)成動畫來體現(xiàn)切割、旋轉(zhuǎn)、移動等動態(tài)動作。在講解祖原理時，其主要內(nèi)容為：兩個等高的幾何體，若被平行于底的平面截得的兩個截面面積相等，則這兩個幾何體的體積相等。為了體現(xiàn)其中的關(guān)鍵點：兩個幾何體任意位置的平行截面相等，我們繪制了多幅不同位置截面的圖形，并將截面涂上鮮明的色彩，按順序編排好，連續(xù)播放時即形成了截面上下移動的動畫效果，使學(xué)生形象地認(rèn)識到不同位置的平行截面處處相等。又如在講解錐體的體積公式推導(dǎo)時，由于要將三棱柱分割成三個三棱錐，圖形變化較大，學(xué)生不易理解，因此我們將切割過程從頭至尾展現(xiàn)給學(xué)生，在講解時又將所要比較的兩個三棱錐逐步恢復(fù)到切割前的狀態(tài)，再分開。隨著分開一復(fù)原一再分開的移動過程，學(xué)生們清楚自然地得出了所要推證的結(jié)論，同時也使得教師的講解輕松而且順理成章。有了錐的體積公式，我們又進(jìn)一步依據(jù)大錐被平行于底的平面截去一小錐得到臺體的思路，利用已推導(dǎo)出的錐體體積公式去推導(dǎo)臺體的體積公式。我們利用動畫效果使一平面進(jìn)行移動呈現(xiàn)出動割大錐的過程，即讓平面從大錐錐體某處以平行于底的方式插入，從另一側(cè)抽出，留下切割的痕跡，進(jìn)而將截得的小錐移到其它位置，將剩下的臺體展現(xiàn)給學(xué)生。這一過程的加入，在學(xué)生的頭腦中非常深刻地留下了臺體與錐體的聯(lián)系，可以說是過目不忘，收到了很好的效果。

二、充分利用計算機(jī)繪圖多功能的優(yōu)越性，從多方位、多角度、多側(cè)面描繪立體圖形，解決平面立體圖形與真實立體圖形在視覺上的差異

我們在平面上繪制立體圖形就要考慮到視覺差異的問題。比如，在紙上畫一個立方體，它的某些面就必須呈平行四邊形，才給人一種“體”的感覺，而實際上立方體的各個面均為正方形。為了不使學(xué)生把直觀感覺當(dāng)作概念，我們設(shè)計了一些旋轉(zhuǎn)變形動作。在講球的體積公式時，應(yīng)用祖原理，找到了一個與半球體積相等的幾何體，即與半球等高的圓柱中間挖去一個圓錐，證明的關(guān)鍵是推導(dǎo)出二者在等高處的平行截面面積相等。從圖上看，這兩個截面分別為橢圓和橢圓環(huán)，而實際形狀應(yīng)為圓和圓環(huán)。為了更形象地說明問題，我們將這兩個截面設(shè)計為從原位置水平移動出來，再水平旋轉(zhuǎn)90度使其成為豎直放置，這樣兩個截面就恢復(fù)了實際形狀。同時我們又讓環(huán)形截面中的小圓逐漸縮小至一點，使圓環(huán)變成與另一截面大小一樣的圓，通過二者色彩的互換閃爍，使學(xué)生形象直觀地感覺到是兩個面積相等的截面，然后通過理論證明它們的面積相等。這樣，從直觀到理論兩方面的配合，加深了學(xué)生的理解，使得這個難點順利解決。

三、利用多媒體輔助教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生通過觀察圖形主動積極地去尋找解題思路

現(xiàn)代教學(xué)論的思想核心是確認(rèn)教師在教學(xué)中的主導(dǎo)地位的同時，認(rèn)定學(xué)生在學(xué)習(xí)活動中的主體地位。因此教學(xué)的最終目的是啟發(fā)和調(diào)動學(xué)生的主動性、積極性，讓學(xué)生“會學(xué)”。在多媒體教學(xué)的嘗試中，為了打破傳統(tǒng)教學(xué)中的“老師講，學(xué)生聽”的習(xí)慣，我們將課上的習(xí)題“從一個正方體中，如圖那樣截去四個三棱錐后，得到一個正三棱錐，求它的體積是正方體體積的幾分之幾？”根據(jù)題意設(shè)計成動畫情景。一個正方體依次被切去了四個角，把切去的部分放到屏幕的四角，中間剩下一個三棱錐，求三棱錐的體積。學(xué)生根據(jù)畫面的演示，立即想到剩余部分是由整體減去切掉的。有了思路后，再從畫面中清晰地推導(dǎo)出每個角的體積是整體的1／6，進(jìn)而得出所求體積為整體的1／3。這樣，通過畫面的演示，不需教師講解，學(xué)生自己就可以找到求解方法，同時在無形中途立了間接求體積的概念。通過多媒體教學(xué)，我們發(fā)現(xiàn)它具有不可比擬的優(yōu)越性。首先，多媒體教學(xué)使課上教學(xué)省力；它能直觀、生動、形象地進(jìn)行教學(xué)，有利于引起學(xué)生的注意力，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，并且使教師的板書量大大減少。其次，多媒體教學(xué)增大了課容量，加強(qiáng)了知識間的連貫性。由于多媒體教學(xué)直觀、生動、形象地突出了教學(xué)重點，淺化了教學(xué)難點，使學(xué)生理解知識的進(jìn)度加快，并且節(jié)省了教師反復(fù)講解的時間，節(jié)省了課時，相對增大了課容量，突出了各部分知識的連貫性，取得較好的教學(xué)效果。