APP下载

培养学生的空间想象能力

2008-09-08刘洪哲

中学生数理化·教与学 2008年5期
关键词:空间图形符号语言平面

刘洪哲

进入高二下学期,学生学习了《立体几何》这门新课程.几个星期下来,有的学生对这门课程的学习不适应,对于纸面或黑板面上的图形左看右看也不像是空间图形,对于平面几何中的结论在立体几何中是否成立拿不准,并且不能区分平面图形和立体图形,有些学生产生了畏惧心理.如何才能学好这门课程呢?

一、 立体几何是研究空间图形的性质及应用的一门科学,要想学好立体几何,首先要学会看图

从平面图形过渡到立体图形,对有些学生来说困难很大,因为在初中学习平面几何时,已形成了强大的“思维定势”,常常将画在平面内的空间图形看成平面图形.看图要用脑子将看到的图形想象成空间图形,找出图形的形状、大小和位置关系,这就需要我们把握“看”的门道和技巧,突破习惯看平面图形的思维定势.

例如,如图1,初中学生肯定将它看成四边形和两条对角线,而在立体几何中,我们就要将它看成是三棱锥.

二、在平时的作题过程中,学生不仅要学会看图,而且应学会作图

空间图形是立体几何特有的一种语言形式,很多时候,看题目中的文字,感到模模糊糊,而画个图一看,就变得清清楚楚了,因此,正确作图是解决立体几何问题的重要方法.开始学作图时,可用桌面和尺笔作模型,摆出各种不同的线面位置关系,逐一画图练习,注意领悟空间图形和平面图形的差异及联系.

例如,设m、n是两条不同的直线,α、β是两个不同的平面.考查下列命题,其中正确的命题是().

分析:这道题是2006年天津高考题,如果单纯根据选项去判断很难得到正确的答案.现在不妨用两枝笔代替两条直线,用墙面代替平面,通过摆放模型很容易解决.

三、在理解图形的同时,还要注意数学语言的转换

立体几何包含了文字语言、符号语言、图形语言三种数学语言.文字语言比较自然、生动,能将问题的含义明白地叙述出来,书中的大部分公理、定义、定理、命题都是用文字语言叙述的;符号语言比较简洁、严谨,可大大缩短文字语言表达的长度,有利于推理计算,立体几何中每个符号都有其固定的意义和用法;图形语言容易引起视觉的生动形象,在抽象数学思维中起着具体化和加深理解的作用.解题中的分析过程一般是用文字语言思考,但解题过程必须用符号语言来进行简捷、准确地表达,不论是从文字语言译成符号语言,还是从符号语言译成文字语言,都要借助图形语言来思考定位,因此图形语言是立体几何中最本质的东西.

例如,给出下列四个命题:①垂直于同一直线的两条直线互相平行.②垂直于同一平面的两个平面互相平行.③若直线l,l与同一平面所成的角相等,则l,l互相平行.④若直线l,l是异面直线,则与l,l都相交的两条直线是异面直线.其中假命题的个数是().

A.1 B.2 C.3 D.4

分析:本题是2006年辽宁高考题,在解题的过程中学生不能单纯地理解文字语言,而是应当把相应的文字语言转化成为图形语言,通过建立模型来解决,从而实现文字语言到图形语言的转化,可达到事半功倍的效果.

四、总结添加辅助线的基本方法以及相应问题的解决方法

在实际解题时,如何添加辅助线,是学习的难点,同时,学会添加辅助线,也是能否解决立体几何问题的关键.在实际的教学中,添加辅助线可概括为:“中点找中点,形成中位线;等腰三角形,顶角的平分线、底边上的中线和底边上的高三线合一;面面垂直作垂线,考虑利用三垂线”.在解决直线与直线所成的角时,可通过作平行线或者是补形的方法;求直线和平面所成的角可转化为直线和它在面内的射影所成的角;求二面角可通过作二面角的平面角或者利用射影定理来解决.这些方法可使学生有规律可循,增强了学生主动解决难题的积极性,提高了学生解决问题的能力.解题成功,可提高学生学习兴趣,树立信心.

五、转化思想是立体几何的精髓,培养转化意识是解决空间问题的关键

教学中教师要注意积累解决问题的策略.

例如,将立体几何问题转化为平面问题.又如,将求点到平面距离的问题,转化为求直线到平面距离的问题,再继而转化为求点到平面距离的问题;或转化为体积的问题.教师要不断提高学生分析问题、解决问题的水平.一方面从已知到未知,另方面从未知到已知,寻求正反两个方面的知识衔接点,一个固有的或确定的数学关系.学习中学生对涉及到的空间中的直线与直线、直线与平面、平面与平面中有关平行、垂直等证明问题感到困难,教学中教师应与学生一起,总结一些证明相关问题的转化知识链.

在实际教学中,教师要尊重学生提出的每个问题,要通过语言、奖励等方式,激励学生的成就感和进取精神,及时鼓励学生敢于发表不同的意见和创造行为,培养他们的创造力.通过教学实践体会,总结以上培养学生空间想象能力的基本思想方法,不断提高教学效率,提高学生学习的积极性及处理问题的能力,增强信心,实现我们的教学目标.

注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文

猜你喜欢

空间图形符号语言平面
空间向量指路明,立几向着简易变
初中数学符号语言教学策略
立体几何基础训练A卷参考答案
数学教育中的符号语言及其教学
符号语言在平面设计中的价值体现
高中数学教学中符号语言的学习
黑板变“白板”,课堂更精彩
参考答案
关于有限域上的平面映射
《地理空间图形学原理与方法》内容简介