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浅谈几何画板在中学数学教学的优越性

2017-03-09广西岑溪市昙容中学

卫星电视与宽带多媒体 2017年14期
关键词:画板轨迹数值

广西岑溪市昙容中学 黄 剑

第一,几何画板对学生和教师都适用,有简单、易学优点。先从学生讲,中学生正处于思维活跃、好奇心极强、模仿力极强阶段,他们对新鲜事物极感兴趣,因而几何画板作为一个新事物学生肯定极想学会;从教师讲,传统的尺规作图花时多,又存在作图不准确、静态、单一问题,绘画起来也让教师很累;而几何画板作图快、准,这对教学帮助是很大的;操作软件简单、易学,不需要太多的计算机技术,有易懂的菜单栏和工具栏,这对初学者很容易上手操作,相比之下,老式的黑板作图就显得麻烦很多。总之,几何画板为课堂教学创设了一个师生都能动手操作的学习环境,这对提高学生学习的主动性、提高动手操作能力都起到极大的推动作用。

第二,几何画板化静态为动态,培养了学生的动态思维能力。几何画板具有强大的“动”“画”功能。首先几何画板在绘制几何图形过程中形状、线条的绝对准确性,对于曲线的弯曲也达到美的效果,不像最初的用圆规、直尺、三角板在黑板上作图形那般,常常会因为画图教师的误差而降低了准确性;几何画板还能将图形的转变过程以动态表现出来,这对于学生的空间想象力的提高很有效果。例如,在讲抛物线的定义时,以往常常需在黑板上画出多个图,通过多个图形比对然后才能归纳得出结论,而在作多个图时既费时多,又由于草图存在图形不准确,许多时候很难让学生信服。而使用几何画板,点击一个抛物上的动点,利用几何画板上的两个功能:“移动”和“动画”即能实现动态效果,随数值的变化,观察到图形上的点、线、面、体也跟着发生相应的变化。这样一边观察数值,一边观察图形,数形的有机结合,给学生展示变化的二维或三维的图形,这样就做到讲一个概念时,以一个形象的动态展示给学生,使学生清楚其所包含的涵义。

第三,几何画板把抽象的问题变成直观的形象。随着知识的不断积累,知识层次的不断提高、深入,到了中学阶段,数学中一些问题变得比较抽象难理解,在教学过程常需要通过一些辅助教学工具才能讲得清楚,有时在讲几何证明题时,传统的单一画图或文字讲解往往很难奏效。原因在于它们比较抽象,不易理解。但如果懂得运用几何画板,配以图形动态展示,将一些难以理解的抽象的问题直观化、形象化,就能把难学、难理解的问题解决掉。这样学生学起来感到轻松,老师也省去许多无劳的解释,就能大大提高了教学效率和教学质量。下面以一道题为案例:例1.设λ >0,点A的坐标为(1,1),点B在抛物线 y =x2上运动,点Q满足,经过点Q与X轴垂直的直线交抛物线于点M,点P满足,求点P的轨迹方程。这一题,有点抽象,如果没有很好思维能力,就无从下手,原因是不能从已知条件发现其内在规律,找到解题的突破口。即使是教师,如果在讲题时用传统方法讲授,大部分学生也很难理解,但如果利用几何画板先讲解此题,就容易多了。在讲解时利用软件中的动画、追踪、轨迹等动态,就能准确地呈现轨迹探求结果,即用鼠标拖B点就能看到P的轨迹,再用鼠标拖动Q,改变的值,同样发现P的运动轨迹,并且能从中发现P的轨迹与λ无关,这样通过几何画板软件,准确地呈现轨迹探求结果,弥补了传统教学的不足,激发学生可以在动态研究中的直觉思维(图形)与逻辑思维(数式)的相互促进。

第四,利用几何画板能动态展示函数图像特点,深化对函数图像的理解。在中学数学里,双曲线的渐进线、离心率的大小与双曲线“张口”大小之间的关系,无论是老师的教还是学生的学都是感到比较困难。在教学时,如果利用常规的教学模式很难解决,但如果采用几何画板的动态视觉来讲解双曲线的图像特点,动态展示渐近线的“渐近”过程,突显离心率大小与双曲线“张口”之间的关系。应用时,单击按钮,可呈现离心率数值、线的闪动和相应直线;拖动相关的点可发现离心数值的变化,可以探究因离心率变化而引起的曲线变化。几何画板很好地动态化显示效果,使学生深化对函数图像的理解。

第五,几何画板让学生参与,做到边动边学,能提高学生动手能力。例如动态问题在数学中占有重要地位,学生在解决问题时一般情况下只能凭空想象动态的图形或轨迹。遇到这种问题时如果能使用几何画板进行教学,让学生亲自动手来体验一下这一动态形成直观的过程,不仅能让学生易于理解,还能提高学生的动手能力。比如,椭圆概念,传统手工作图难以突破难点,若能让学生用鼠标拖动动点,即可观察到从圆变为椭圆的过程。同时,通过改变数值的大小,由数值的变化引起的图形变化,数形结合呈现凸显椭圆本质的概念。这样就把难学的问题简单化、直观化,同时由于学生动手操作,极大地满足学生的好奇心,从而充分调动了学生的积极性,让学生在边动边学中收获知识。

此外几何画板绘图精准、美观,能展示数学美;几何画板有助于培养学生探索能力等优越性。这些都说明了几何画板在课堂教学中有良好的课堂效应,是一些传统的教学手段所无法比拟的。实践证明,在课堂上适当时使用几何画板,能激起学生的兴奋和给学生带来惊喜,这对调动学生的积极性,激发学生旺盛的求知欲,营造充满生机活力的课堂气氛,培养学生各各方面的能力都起到无可估量的效果。因此几何画板作为辅助的教学工具具有许多优越性。但几何画板也存在一些不足的地方,比如,绘图缺乏具体步骤,学生只知表面现象,却不知其产生的原因;图像生成的原理欠缺等,并且在教学中如果过分地依赖几何画板,教师和学生就会懒于思考和创新。因此在教学中,我认为应把传统的教学手段与几何画板相结合,使其互为弥补。

总之,适当地运用几何画板,充分发挥几何画板的优势和特点是可行的,我也期待几何画板在数学教学中能得到更广泛的应用。

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