几何画板在高中数学教学中的应用
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《几何画板》在高中数学教学中的应用众所周知,数学在我们的基础教育中占有很大的份量,是我们的文化中极为重要的组成部分。
数学是集抽象思维和理论思维于一体的一门科学,从人类数学思维系统的发展来说,形象思维是最早出现的,并在数学研究和教学中都起着重要的作用。
因此,形象思维是学习数学的一个必要条件,在数学教学中,对数形结合的思想培养和训练是非常重要的。
下面,我就《几何画板》在高中数学教学中的一些应用谈几点体会:一、利用《几何画板》创设情境,帮助学生理解基本概念“函数”是中学数学中最重要的概念,它的概念和思维方法渗透在高中数学的各个部分;同时,函数是以运动变化的观点对现实世界数量关系的一种刻划,这又决定了它是对学生进行素质教育的重要材料。
就如华罗庚所说:“数缺形少直观,形缺数难入微。
”函数的两种表达方式——解析式和图象——之间常常需要对照(如研究函数的单调性、讨论方程或不等式的解的情况、比较指数函数和对数函数图象之间的关系等)。
为了解决数形结合的问题,在有关函数的传统教学中多数教师是在课堂上亲手画图,但通常不够精确、速度较慢;另一种方式是使用函数图象的相关图片,虽然够精准够速度,但是缺少过程展示和动态效果的体现。
而应用几何画板可以同时解决上述两大问题,它能够快速直观的显示图象并能展示动态变化过程的功能,大大提高课堂效率,进而起到事倍功半的效果。
实例1:可以用《几何画板》根据函数的解析式快速作出函数的图象,并可以在同一个坐标系中作出多个函数的图象,如在同一个直角坐标系中作出函数y=x2、y=x3和y=x1/2的图象,比较各图象的形状和位置,归纳幂函数的性质。
(如上图)实例2:可以作出含有若干参数的函数图象,当参数变化时函数图象也相应地变化,如在讲函数y=asin(ωx+φ)的图象时,传统教学只能将a、ω、φ代入有限个值,观察各种情况时的函数图象之间的关系;利用《几何画板》则可以以线段q、w的长度和a点到x 轴的距离为参数作图(如下图),当拖动两条线段的某一端点(即改变两条线段的长度)时分别改变三角函数的首相和周期,拖动点a则改变其振幅,这样在教学时既快速灵活,又不失一般性。
几何画板在高中数学教学中的应用几何画板在高中数学教学中的应用1. 简介几何画板是一种基于计算机技术的可视化工具,可以用来绘制和探索几何图形。
在高中数学教学中,几何画板可以用来辅助教师讲解几何概念、帮助学生理解几何原理,并能够提供一些实践操作,加深对几何知识的理解。
2. 绘制基础几何图形•使用几何画板可以绘制各种基础的几何图形,如点、线、圆等。
教师可以在黑板或投影仪上展示几何画板绘制的图形,让学生观察和理解图形的特点和属性。
3. 探索几何定理和性质•几何画板可以帮助学生通过实践操作去探索和验证几何定理和性质。
比如,学生可以通过几何画板绘制两条平行线和一条横穿它们的线,然后观察和记录相应的角度关系,进而发现平行线的性质。
4. 解决几何问题•几何画板还可以用来解决一些几何问题。
学生可以通过几何画板进行推理和演算,求解未知的几何量。
比如,给定一个等边三角形,学生可以使用几何画板求解其面积、周长等属性。
5. 动态演示几何变换•几何画板可以进行各种几何变换的动态演示,比如平移、旋转、翻转等。
教师可以利用几何画板来展示和解释几何变换的概念和特点,让学生更直观地理解这些变换对图形的影响。
6. 探究立体几何•除了平面几何,几何画板还可以用来探究立体几何。
学生可以利用几何画板绘制和操纵各种立体几何图形,比如长方体、正方体等,进一步理解和学习立体几何的概念和性质。
7. 综合应用•几何画板可以与其他学科知识相结合,进行跨学科的综合应用。
比如,在科学课程中,可以利用几何画板演示光线的反射和折射现象;在艺术课程中,可以利用几何画板探索和创作各种几何艺术图案。
通过应用几何画板,学生可以在实践中加深对几何知识的理解和应用,提升对数学的兴趣和学习动力。
同时,几何画板也能够帮助教师更生动、直观地教学,提高教学效果。
因此,在高中数学教学中广泛使用几何画板是非常有益的。
几何画板在高中数学教学中的应用一、引言随着科技的不断发展,信息技术已经逐渐渗透到教育领域,为我们的教学方式带来了许多变化。
其中,几何画板是一款优秀的数学教学软件,它能够通过动态的图形和直观的视觉效果,帮助学生更好地理解数学概念和解决问题。
本文将探讨几何画板在高中数学教学中的应用。
二、几何画板的功能与特点几何画板是一款基于图形运算功能的软件,它能够快速生成各种形状的图形,并且能够实现图形的动态变化。
其特点包括:1、操作简单:几何画板的界面简洁明了,操作方式直观易懂,学生可以轻松上手。
2、动态绘图:几何画板可以生成动态的图形,让学生更直观地理解数学概念和问题。
3、交互式操作:学生可以通过拖拽、缩放、旋转等方式与图形进行交互,增强了学生的参与感和实际操作能力。
4、数据处理:几何画板可以快速地进行数据运算和处理,帮助学生更好地理解数据的变化规律。
三、几何画板在高中数学教学中的应用1、平面解析几何:在平面解析几何教学中,几何画板可以帮助学生更好地理解圆锥曲线、直线、圆等图形的性质和方程。
例如,通过绘制图形,学生可以直观地理解椭圆、双曲线、抛物线的形状和性质,以及它们与直线和圆的关系。
2、立体几何:立体几何是高中数学中的一个难点,但通过几何画板的动态绘图功能,可以帮助学生更好地理解立体图形的结构和性质。
例如,在讲解正方体、长方体等立体图形的性质时,通过几何画板的绘制,可以让学生更直观地理解它们的对角线、边长等属性的关系。
3、函数图像:函数图像是高中数学中非常重要的内容,但传统的教学方式很难让学生直观地理解函数的变化规律。
而通过几何画板,学生可以轻松地绘制出函数的图像,并且可以通过动态的图像变化来理解函数的变化规律。
4、统计与概率:在统计与概率教学中,几何画板可以帮助学生更好地理解数据的分布和概率的计算。
例如,在讲解正态分布时,通过几何画板的绘制,可以让学生更直观地理解正态分布的特点和规律。
四、结论几何画板在高中数学教学中具有广泛的应用前景。
信息技术与学科整合几何画板在高中数学教学中的作用及其应用山东省寿光市第一中学(262700)㊀董江春1㊀几何画板概述几何画板是一个在理科教学尤其是在高中数学教学中使用效果非常的软件平台,它能够培养学生的发散性思维能力,提高其空间想象能力.它的主要特征就是可以将抽象的几何图形变得形象化,具备 动态性 的特征,也就是说:能够通过鼠标拖动图形上的点㊁线或者面的方式,保证几何图形在动态变化的过程中保持其基本性质不变,因此,借助于几何画板能够实现在 动态变化的几何图形中,发现恒定不变的数学规律 .2㊀几何画板在高中数学教学中的作用2.1㊀有利于培养学生的学习兴趣学生利用几何画板进行高中数学学习,学习变得生动有趣,有利于培养学生的学习兴趣.调查结果表明,部分学生以前上数学课不认真听讲,注意力很难集中,而几何画板在高中数学教学中应用之后,学生认为他们突然发现了高中数学的精髓,抽象复杂的数学概念㊁定理㊁公式等都变得直观㊁生动了.比如,平面解析几何相关内容由于需要耗费大量的精力进行运算而导致一些学生难于学习,而在教师利用几何画板动态演示圆㊁椭圆㊁圆锥曲线等几何图形的动态变化过程之后,学生能够积极主动地利用几何画板,通过动手操作的方式来掌握平面解析几何相关的问题.2.2㊀有利于教师开发校本课程教师在开发出校本教材的基础上在校本课程中开设几何画板这门课程,从而能够解决学生学习几何困难的问题,能够满足不同的学生的学习需要,让学生更轻松地掌握几何画板的应用.借助于几何画板,非常有利于教师开发校本课程,它能以基本的数学知识为出发点,引导学生学会温故而知新.2.3㊀有利于提高课堂学习效率高中生面临着高考,效率就是生命,提高课堂学习效率至关重要.高中数学的每个章节几乎都离不开数形结合的思想,简单地利用 数 或者 形 进行学习,很难取得良好的效果.而通过几何画板的应用,能够实现高中数学教学中的数形结合,学生就能够形成良好的数形结合的思想,从而更加热爱高中数学,有利于提高课堂学习效率,让学生在有限的课堂学习时间之中深入学习,掌握更多的内容.3㊀几何画板在高中数学教学中的应用3.1㊀几何画板在高中立体几何教学中的应用在初学立体几何时,学生是通过对二维平面图形的认识来学习和想象三维空间图形的,而展示在平面上的立体图形肯定会受到视角的影响导致很难逼真地展现在学生面前.例如,空间中两个互相垂直的面展示在平面上未必是夹角为直角的;正方体的6个面并不都能画成正方形等.这就导致学生在扭曲事实的二维平面图形上去感知立体几何,因此,学生学习起来非常困难.而通过几何画板在高中立体几何教学中的应用,立体几何中的每一个元素之间的位置关系和数量关系都能够动态演示出来,学生就能够真正地观察到立体图形的动态变化过程,学生在头脑中能够深刻地领会立体图形的动画效果,深刻掌握立体几何的相关知识.在讲二面角和二面角的平面角时,当二面角的半平面发生转动时,二面角的大小也会随之发生相应的变化,二面角的平面角的大小也会改变,如图1甲㊁乙㊁丙所示.学生能够通过几何画板的动态演示很明显地观察到这种直观变化,从而提高其空间想象力,让学生更容易理解和掌握复杂的立体几基金项目:中国教育科学研究院实验区重点课题 全面实现教育现代化有效路径和评价研究 子课题 现代信息技术(几何画板软件)在高中数学教学中的应用研究 ,课题编号:Z K T2016140.何知识.甲乙丙图1㊀二面角和二面角的平面角的动态变化3.2㊀几何画板在高中函数教学中的应用利用几何画板,只要给出函数表达式,就能够做出任意一个给定区间上的函数图像,并且能够对于包含若干个参数的函数图像进行动态演示和控制.例如,三角函数s i n x ㊁2s i n x 和1/2s i n x 的图像在几何画板中可以清晰地展示出来,如图2所示.图2㊀几何画板在函数教学中的应用此外,用几何画板也能够做出指数函数图像㊁对数函数图像㊁数列的图像㊁分段函数的图像等等.3.3㊀几何画板在高中平面几何教学中的应用利用几何画板,除了能够进行尺规作图,准确地画出各种各样的几何图形之外,也能够进行精确的测量和计算,对于所画出的线段的长度㊁弧的长度㊁角的角度㊁图形的面积等都能够进行测算.通过鼠标拖动几何图形,能够动态地演示其边㊁角㊁面积等的变化情况.对于保持恒定不变的几何定理,几何画板也能够确保其恒定不变.因此,虽然可以动态地拖动几何图形,但是,线段的中点始终都是中点,两条相交线始终都是相交的;不管怎样拖动一个四边形,四边形的内角和始终都是360ʎ;不管怎样拖动圆内的相交弦A B ,C D 的交点P 的位置,P A ㊁P B ㊁P C ㊁P D 4条线段的长度会发生变化,但是始终满足P A P B =P C P D ,从而使学生能够主动地探索出相交弦定理.如果把P 点拖到圆外,又使学生能够主动地探索出割线定理,如图3所示.图3㊀几何画板在平面几何教学中的应用此外,利用几何画板也可以实现 跟踪 动态对象的功能,并且显示该对象的 轨迹 .在教学中,学生能够预先猜测轨迹的形状,并且真正看到轨迹形成的过程,采取 先猜后证 的教学设计,激发学生的学习热情,唤起他们的求知欲,在课堂上主动探索,构建知识.几何画板除了有直角坐标系功能,能画出解析几何中的所有二次曲线之外,还有极坐标系功能,能够画出由极坐标确定的所有曲线,因此能够用来学习极坐标下的图形㊁方程.4㊀结束语几何画板可以有效地解决传统高中数学教学方式㊁方法中存在的问题,使得学生能够主动学习数学,通过观察㊁分析㊁猜想㊁归纳㊁验证,锻炼数学思维能力.尤其是对于一些数学成绩不好的学生而言,他们一般都是计算机操作高手,能够非常快速地学会如何使用几何画板,灵活地运用几何画板进行数学学习和实验,他们也能够感受到胜利的喜悦,从而学习热情高涨.目前,几何画板在高中数学教学中的应用仍然处于初级阶段,实践教学之路仍然很漫长,可以预测,几何画板的重要作用一定能够在高中数学教学中得到发挥,使得高中数学教学出现质的飞跃.收稿日期:2016-09-27。
谈几何画板在高中数学课堂教学中的作用随着多媒体的出现和飞速发展,在网络技术广泛应用于各个领域的同时,也给学校教育带来了一场深刻的变革——用计算机辅助教学,改善人们的认知环境——越来越受到重视。
几何画板以其学习入门容易和操作简单的优点及其强大的图形和图象功能、方便的动画功能被数学教师看好,已成为制作中学数学课件的主要创作平台之一。
那么,几何画板在高中数学教学中有哪些作用呢?一、创设情境,帮助认知数学是一门对抽象思维要求比较高的学科,利用传统的教学工具往往很难讲清楚由此引起的教学疑难点。
然而,熟练地使用几何画板却能够突破这些局限。
建构主义思想要求教师从教学目标出发,把握教学重点及难点,创设一种真实的教学环境,一种与学习者已经为之做好准备的环境保持一致并符合认知需要的环境,创设具有一定复杂性的,在学习开始之后能够支持并适度挑战学生思考,鼓励对各种想法进行尝试,提供机会并支持对学习的内容和过程进行反思的环境。
几何画板能够创设符合以上要求的“情境”,并化抽象为具体形象,突破静态思维形成的难点。
例如,我们在讲“平面截圆锥侧面截口的形状是圆锥曲线”的教学时这样操作(如图1),拉动点e或f改变截面的位置。
利用几何画板在变动情况下保持不变的几何关系这一特点制作课件,控制平面位置使其截圆锥侧面截口呈现不同的圆锥曲线。
这样就轻而易举地克服了抽象思维形成的难点,使学生一目了然,而且在截得不同圆锥曲线的变换过程中,给学生带来强烈的视觉冲击,使这个知识点在其大脑中刻下深刻的烙印。
二、突出重点,突破难点利用计算机本身对文字、图象、动画、声音等信息的处理能力,可进行集视、听、触为一体的形象化教学,弥补传统教学方式在直观感、立体感、动态感等方面的不足。
圆锥曲线的定义的应用是学生学习的一个难点。
教学中,教师可借助几何画板(尤其是圆锥曲线学习的初期)展示,帮助学生探求解题的思路。
比如,问题“已知动圆a过定点b(2,0),且与定圆c:(x+2)2+y2=25相内切,则动圆圆心a的轨迹方程是什么?”教师可通过动画演示圆心a的轨迹生成的过程,引导学生从变化中寻求规律:ab+ac=5,帮助学生理解(如图2)。
浅谈几何画板在高中数学教学中的应用【摘要】几何画板是一种在高中数学教学中广泛应用的工具,它通过结合几何图形的原理和功能,为学生呈现了直观、动态的几何图形绘制方式。
在几何图形绘制中,几何画板可以帮助学生更好地理解和掌握各种几何图形的性质和特点。
在空间几何和向量运算中,几何画板也能提供直观的展示和计算过程,帮助学生更加深入地理解这些概念。
几何画板还能在高阶几何问题的解决中发挥重要作用,为学生提供更多的实践机会和思考空间。
几何画板在高中数学教学中具有重要的意义,未来可以通过进一步改进和创新,为学生带来更多的学习便利和启发。
【关键词】几何画板、高中数学教学、几何图形、空间几何、向量运算、高阶几何问题解决、重要性、发展方向1. 引言1.1 背景介绍通过几何画板,学生可以利用触控屏幕和软件模拟绘制各种几何图形,并对其进行变换、旋转、放缩等操作。
这样一来,不仅可以直观地观察和理解几何图形的性质,还可以通过实时的计算和演示功能,快速掌握相关概念和定理。
几何画板还可以结合计算机辅助教学的优势,提供更多的交互性学习方式,激发学生的学习兴趣和参与度。
几何画板的应用在高中数学教学中具有重要意义,有助于提升学生的学习效果和学习兴趣。
通过引入现代科技手段,为传统数学教学注入新的活力和动力。
1.2 研究意义几何画板在高中数学教学中的应用具有重要的研究意义。
几何是高中数学中的一个重要分支,包含了很多抽象的概念和理论,通过几何画板可以帮助学生更直观地理解这些概念,提高他们的学习兴趣和学习效果。
几何画板具有可视化的特点,可以让学生通过实践操作来探索数学规律,培养他们的逻辑思维能力和动手能力。
几何画板还可以帮助教师更好地设计教学内容和教学方法,提高教学质量和效率。
几何画板在高中数学教学中的应用对于促进学生对几何学习的兴趣和理解,培养他们的数学思维能力和实践能力,提高教学质量和效果都具有重要的研究意义。
通过深入研究几何画板在教学中的应用,可以不断探索和创新数学教育的方式和方法,为提升我国的数学教育水平做出积极贡献。
几何画板在高中数学教学中的应用一、教学任务及对象1、教学任务本教学任务旨在探索和实施几何画板在高中数学教学中的应用,通过这一动态几何工具的引入,提高学生对几何概念的理解和空间想象能力。
具体任务包括:教授学生几何画板的基本操作,使学生能够利用其进行几何图形的构建、变换和分析;运用几何画板辅助教学,让学生在观察和实验中探索几何性质,解决几何问题;以及通过几何画板与其他数学教学资源的整合,提升课堂教学的趣味性和有效性。
2、教学对象教学对象为高中一年级学生,他们在先前的数学学习中已经具备了基础的几何知识和一定的计算机操作技能。
此外,这一年龄段的学生好奇心强,喜欢探索新鲜事物,对于图形和动态变化有较高的敏感度,这为几何画板在数学教学中的应用提供了良好的基础。
然而,学生之间的数学水平和信息技术能力存在差异,因此教学过程中需要关注个体差异,采取差异化教学策略,确保每位学生都能在几何画板的学习中获得成长和进步。
二、教学目标1、知识与技能(1)掌握几何画板的基本操作,包括绘制点、线、圆等基本几何图形,进行图形的移动、旋转、缩放等变换。
(2)学会运用几何画板进行几何图形的测量,如计算线段长度、角度大小、面积等,并能利用这些测量结果推导几何性质。
(3)运用几何画板解决高中数学中的几何问题,如解析几何、立体几何等,提高解题能力。
(4)结合几何画板的特点,将其与其他数学软件、教辅工具相结合,拓展数学学习方法和途径。
2、过程与方法(1)通过实际操作几何画板,培养学生动手实践和探究问题的能力,提高自主学习能力。
(2)鼓励学生在课堂上分享几何画板的使用心得,促进生生互动,培养学生合作学习的能力。
(3)运用几何画板辅助教学,引导学生从静态的几何图形中发现动态变化规律,提高观察能力和逻辑思维能力。
(4)教师针对不同学生特点,制定个性化的教学方案,使学生在几何画板的学习过程中找到适合自己的学习方法。
3、情感,态度与价值观(1)培养学生对几何画板在数学学习中价值的认识,激发学生学习数学的兴趣和积极性。
浅谈几何画板在高中数学教学中的应用一、几何画板的优势1. 生动直观:几何画板可以通过图形呈现出数学概念,学生可以看到图像的形状、大小、位置等,从而更直观地了解概念。
2. 交互性强:几何画板支持鼠标操作,学生可以在画板上绘制几何图形、参照图形的属性等,提高学习的交互性。
3. 处理效率高:几何画板可以快速生成各种几何图形,便于学生课上和课下的制图。
4. 可视化教学:几何画板通过可视化的方式表现知识点,增强师生间的物理输入,让学生们可以更好地理解抽象概念和思想。
二、几何画板的应用场景1. 常见几何形状的演示:如长方形、正方形、圆等等,几何画板可以形象生动的展示不同形状的特点、性质等。
2. 几何运算的演示:例如加减法、乘法、除法。
通过几何画板在课堂上进行可视化,学生可以更加深入理解数学运算的本质,那些表现为图形与计量方面的思维难点,通过几何画板进行演示后,学生的理解会更深入,同时自己的思维和连接问题的自信也会大大增加。
3. 几何证明的演示:例如平行四边形的性质、三角形的性质等。
教师通过几何画板进行演示,可以让学生更好地了解证明过程,加深对证明难点的认识。
三、实际效果在实际应用中,几何画板主要有以下好处:1. 帮助学生建立几何直观形象:几何画板通过图像可以直观感知,对学生来说是有帮助的,对于那些形状较难理解或者不易被观察的几何学概念,几何画板可以通过增加更多图像元素,让这些课程更好地呈现。
2. 增加互动性:几何画板可以通过学生自己进行操作和制图,让学生更加活跃在课堂上,参与课堂的更深入,从而提高学习的效果。
3. 加强师生的互动:通过几何画板,让教师与学生之间的交流中心更加倾向于学术论证和数学概念的理解内涵,让学生与老师之间的互动更加深入,因此这是一个非常好的开放空间,让教师更加理解学生的成绩,同时让学生加深了对老师的根据需求选取正确的思路的认知。
总结几何画板是一款强大的图形处理软件,被越来越广泛地应用于高中数学教学中。
几何画板在高中数学教学中的应用分析引言几何画板是一种可以通过实时绘制和操纵几何图形的工具,它在数学教学中起到了至关重要的作用。
特别是在高中数学教育中,几何画板的应用已经成为一种趋势。
本文将分析几何画板在高中数学教学中的应用,探讨它对学生学习成绩和兴趣的影响,并提出几何画板在教学实践中的一些建议。
一、几何画板的功能和特点几何画板是一种交互式的数字工具,可以在计算机屏幕上绘制各种几何图形,例如点、线、面等,并且可以通过鼠标或触摸屏进行实时操纵和变换。
它的功能包括但不限于:构造几何图形、测量长度和角度、进行几何变换等。
相比传统的纸笔教学,几何画板具有互动性强、操作灵活、直观性强等特点。
二、几何画板在高中数学教学中的应用1. 几何画板在几何图形的构造和展示中的应用几何画板可以帮助教师和学生构造各种几何图形,例如线段、角、三角形、四边形等,并且可以方便地展示这些图形的性质和特点。
教师可以利用几何画板来示范如何构造一个等边三角形,学生们也可以通过几何画板来练习构造等边三角形的方法。
2. 几何画板在几何变换和同构的教学中的应用几何画板可以帮助学生更直观地理解几何变换的概念,例如平移、旋转、镜射等,并且可以实时展示几何图形在变换过程中的变化。
通过几何画板,学生可以更清晰地看到原图形和变换后的图形之间的联系,更容易地掌握同构的性质和判定方法。
3. 几何画板在几何证明和推理中的应用几何画板可以帮助学生更有效地进行几何证明和推理。
它可以提供直观的图形支持,帮助学生更快地找到证明的切入点,并且可以通过多次的实时变换来验证证明的过程。
这不仅可以增强学生的证明能力,还可以让学生更加深入地理解几何定理和性质。
4. 几何画板在空间几何和立体几何中的应用几何画板还可以应用于空间几何和立体几何的教学。
它可以帮助学生更立体地理解空间几何图形的性质和关系,例如平行四边形的投影、立体图形的展开等。
通过几何画板,学生可以更有趣地学习空间几何,增强学习的趣味性和深度。
几何画板在高中数学教学中的应用610200内容摘要:基于核心素养的教学,要特别重视情境的创设和问题的提出。
核心素养是在特定情境中表现出来的知识、能力和态度,只有通过合适的情境才有利于学生的感悟和形成。
而对于立体几何,体现情境的最好工具莫过于几何画板。
随着几何画板在数学解题上的广泛应用,学生在理解动态型题目过程中能轻松将抽象的数学语言转化为具体图像表达,但学生只是看到教师的演示,缺少自己动手操作的过程。
因此,教师在完成数学实验的过程中也应充分发挥学生的能动性,激发学生对问题的探究欲。
关键词:几何画板动态展示轨迹空间想象能力一、绪论(一)引言几何画板软件是由美国Key Curriculum Press公司制作并出版的优秀教育软件,它的全名是几何画板——21世纪的动态几何,它是一款适合于数学教学和学习研究的工作软件。
运用几何画板画出的图形与黑板或草稿纸上画出的图形相比,具有明显的优势,前者是动态的并可保持设定的几何关系不变[1]。
从而利用几何画板探究常见的中学几何动态问题,不仅可以强化学生的数学思维过程和思维方法,而且在经历了整个学习过程后,学生还完成了一个证明,更学习到了一种研究问题的方法。
(二)研究背景新课标认为:“应重视信息技术与数学课程内容的有机整合……教师在教学中应予以关注。
信息技术与数学课程内容的整合还有较大空间,教师可以在这方面进行积极的、有意义的探索。
……现代信息技术的广泛应用正在对数学课程内容、数学教学、数学学习等方面产生深刻影响。
在教学中应重视利用信息技术来呈现以往课堂教学中难以呈现的课程内容。
……提倡实现信息技术与课程内容的有机整合,整合的基本原则是有利于学生认识数学的本质,从而改变学生的学习方式和教师的教学模式。
[2]”因此,作为高中教师,我们必须重视数学软件的运用,将抽象的问题具体化。
常见的数学软件有Mathematica、Maple与几何画板,前两者虽然功能强大,但是学习困难、操作复杂、程序语言要求高、专业性强,特别是难以让学生与老师在课堂上进行互动式的学习探究。
《几何画板》在高中数学教学中的应用
摘要:几何画板对高中数学教学引起了革命性的变革,数学中的概念、定理、公式、借助几何画板得以形象、直观、动态展示,大大降低了数学学习难度,文章从三个方面阐述了几何画板在高中数学教学中的应用,对推进高中数学课堂改革有积极作用。
关键词:几何画板;代数;几何;解析几何
对于数学科学来说主要是抽象思维和理论思维,这是事实;但从人类数学思维系统的发展来说,形象思维是最早出现的,并在数学研究和教学中都起着重要的作用。
不难想象,一个没有得到形象思维培养的人会有很高的抽象思维、理论思维的能力。
同样,一个学生如果根本不具备数学想象力,要把数学学好那也是不可能的。
正如前苏联著名数学家a.h.柯尔莫戈洛夫所指出的:“只要有可能,数学家总是尽力把他们正在研究的问题从几何上视觉化。
”因此,随着计算机多媒体的出现和飞速发展,在网络技术广泛应用于各个领域的同时,也给学校教育带来了一场深刻的变革——用计算机辅助教学,改善人们的认知环境——越来越受到重视。
从国外引进的教育软件《几何画板》以其学习入门容易和操作简单的优点及其强大的图形和图象功能、方便的动画功能被国内许多数学教师看好,并已成为制作中学数学课件的主要创作平台之一。
那么,《几何画板》在高中数学教学中有哪些应用呢?作为一名高中数学教师笔者就此谈几点体会:
一、《几何画板》在高中代数教学中的应用
“函数”是中学数学中最基本、最重要的概念,它的概念和思维
方法渗透在高中数学的各个部分;同时,函数是以运动变化的观点对现实世界数量关系的一种刻划,这又决定了它是对学生进行素质教育的重要材料。
就如华罗庚所说:“数缺形少直观,形缺数难入微。
”函数的两种表达方式——解析式和图象——之间常常需要对照(如研究函数的单调性、讨论方程或不等式的解的情况、比较指数函数和对数函数图象之间的关系等)。
为了解决数形结合的问题,在有关函数的传统教学中多以教师手工绘图,但手工绘图有不精确、速度慢的弊端;应用几何画板快速直观的显示及变化功能则可以克服上述弊端,大大提高课堂效率,进而起到事倍功半的效果。
具体说来,可以用《几何画板》根据函数的解析式快速作出函数的图象,并可以在同一个坐标系中作出多个函数的图象,如在同一个直角坐标系中作出函数y=x2、y=x3和y=x1/2的图象,比较各图象的形状和位置,归纳幂函数的性质;还可以作出含有若干参数的函数图象,当参数变化时函数图象也相应地变化,如在讲函数
y=asin(ωx+φ)的图象时,传统教学只能将a、ω、φ代入有限个值,观察各种情况时的函数图象之间的关系;利用《几何画板》则可以以线段b、t的长度和a点到x轴的距离为参数作图(如图1),当拖动两条线段的某一端点(即改变两条线段的长度)时分别改变三角函数的首相和周期,拖动点a则改变其振幅,这样在教学时既快速灵活,又不失一般性。
《几何画板》在高中代数的其他方面也有很多用途。
例如,借助于图形对不等式的一些性质、定理和解法进行直观分析——由“半
径不小于半弦”证明不等式“a+b≥2 (a、b∈r+)等;再比如,讲解数列的极限的概念时,作出数列an=10-n的图形(即作出一个由离散点组成的函数图象),观察曲线的变化趋势,并利用《几何画板》的制表功能以“项数、这一项的值、这一项与0的绝对值”列表,帮助学生直观地理解这一较难的概念。
二、《几何画板》在立体几何教学中的应用
立体几何是在学生已有的平面图形知识的基础上讨论空间图形的性质;它所用的研究方法是以公理为基础,直接依据图形的点、线、面的关系来研究图形的性质。
从平面图形到空间图形,从平面观念过渡到立体观念,无疑是认识上的一次飞跃。
初学立体几何时,大多数学生不具备丰富的空间想象的能力及较强的平面与空间图形的转化能力,主要原因在于人们是依靠对二维平面图形的直观来感知和想象三维空间图形的,而二维平面图形不可能成为三维空间图形的真实写照,平面上绘出的立体图形受其视角的影响,难于综观全局,其空间形式具有很大的抽象性。
如两条互相垂直的直线不一定画成交角为直角的两条直线;正方体的各面不能都画成正方形等。
这样一来,学生不得不根据歪曲真象的图形去想象真实情况,这便给学生认识立体几何图形增加了困难。
而应用《几何画板》将图形动起来,就可以使图形中各元素之间的位置关系和度量关系惟妙惟肖,使学生从各个不同的角度去观察图形。
这样,不仅可以帮助学生理解和接受立体几何知识,还可以让学生的想象力和创造力得到充分发挥。
像在讲二面角的定义时(如图2),当拖动点a时,点a所在的半平面也随之转动,即改变二面角的大小,图形的直观地变动有利于帮助学生建立空间观念和空间想象力;在讲棱台的概念时,可以演示由棱锥分割成棱台的过程(如图3),更可以让棱锥和棱台都转动起来,使学生在直观掌握棱台的定义,并通过棱台与棱锥的关系由棱锥的性质得出棱台的性质的同时,让学生欣赏到数学的美,激发学生学习数学的兴趣;在讲锥体的体积时,可以演示将三棱柱分割成三个体积相等的三棱锥的过程(如图4),既避免了学生空洞的想象而难以理解,又锻炼了学生用分割几何体的方法解决问题的能力;在用祖恒原理推导球的体积时,运用动画和轨迹功能作图5,当拖动点o时,平行于桌面的平面截球和柱锥所得截面也相应地变动,直观美丽的画面在学生学得知识的同时,给人以美的感受,创建一个轻松、乐学的氛围。
三、《几何画板》在平面解析几何教学中的应用
平面解析几何是用代数方法来研究几何问题的一门数学学科,它研究的主要问题,即它的基本思想和基本方法是:根据已知条件,选择适当的坐标系,借助形和数的对应关系,求出表示平面曲线的方程,把形的问题转化为数来研究;再通过方程,研究平面曲线的性质,把数的研究转化为形来讨论。
而曲线中各几何量受各种因素的影响而变化,导致点、线按不同的方式作运动,曲线和方程的对应关系比较抽象,学生不易理解,显而易见,展示几何图形变形与运动的整体过程在解析几何教学中是非常重要的。
这样,《几何画
板》又以其极强的运算功能和图形图象功能在解析几何的教与学中大显身手。
如它能作出各种形式的方程(普通方程、参数方程、极坐标方程)的曲线;能对动态的对象进行
“追踪”,并显示该对象的“轨迹”;能通过拖动某一对象(如点、线)观察整个图形的变化来研究两个或两个以上曲线的位置关系。
具体地说,比如在讲平行直线系y=x+b或中心直线系y=kx+2时,如图6所示,分别拖动图(1)中的点a和图(2)中的点b时,可以相应的看到一组斜率为1的平行直线和过定点(0,2)的一组直线(不包括y轴)。
再比如在讲椭圆的定义时,可以由“到两定点f1、f2的距离之和为定值的点的轨迹”入手——如图7,令线段ab 的长为“定值”,在线段ab上取一点e,分别以f1为圆心、ae的长为半径和以f2为圆心、ae的长为半径作圆,则两圆的交点轨迹即满足要求。
先让学生猜测这样的点的轨迹是什么图形,学生各抒己见之后,老师演示图7(1),学生豁然开朗:“原来是椭圆”。
这时老师用鼠标拖动点b(即改变线段ab的长),使得|ab|=|f1f2|,如图7(2),满足条件的点的轨迹变成了一条线段f1f2,学生开始谨慎起来并认真思索,不难得出图7(3)(|ab|<|f1f2|时)的情形。
经过这个过程,学生不仅能很深刻地掌握椭圆的概念,也锻炼了其思维的严密性。
综上所述,使用《几何画板》进行数学教学,通过具体的感性的信息呈现,能给学生留下更为深刻的印象,使学生不是把数学作为单纯的知识去理解它,而是能够更有实感的去把握它。
这样,既能激发学生的情感、培养学生的兴趣,又能大大提高课堂效率。
(注:本资料素材和资料部分来自网络,仅供参考。
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