几何画板在高中数学中的应用例谈
胡军安

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胡军安,. 几何画板在高中数学中的应用例谈[J]. 数学应用,2023.6. DOI:10.12721/ccn.2023.157305.
摘要: 在高中阶段,学生正处于成长和发育的黄金时期,此时学生的接受能力达到巅峰状态。在这种情况之下,需要教师开展高质量的教学模式,让学生能够在课堂当中通过信息技术的引导,自主发现问题,解决问题,并在这些问题当中找到学习数学的方法。在赋予学生课堂主导的地位的前提之下,保障学生的学习体验。基于此,为了将信息技术更好地应用于课堂当中,本文就从以下几点给出将几何画板融合于高中数学教学的有效策略。
关键词: 几何画板;高中数学;应用
DOI:10.12721/ccn.2023.157305
基金资助:

一、高中数学课应用几何画板的意义

(一)激发学生对数学学习的兴趣

由于数学知识抽象且逻辑性强,教师利用几何画板可以把数学知识更直观地呈现出来,让学生更容易理解。教师应用几何画板,能激发学生的学习兴趣,让学生投入更多的热情在数学课堂上。对于班级中学习较差、理解能力弱的学生,几何画板是他们学习数学最有力的工具。另外,教师应用几何画板,还能让学生快速理解知识,让学生看到数学的本质,在提升授课速度的同时能提高课堂质量。

(二)帮助学生理解概念、公式

函数、几何、代数等数学概念较为抽象,教师应用传统的口述教学方式进行讲解,使学生理解起来较为困难。因此,教师可以将几何画板应用于数学课堂中,让学生动手实践,自主探索问题的答案,帮助学生真正地理解数学概念。在做题时,学生可以利用几何画板解决数学问题,这样既能锻炼思维,又能激发学习兴趣。同时,在高中数学课堂教学中,教师可以让每名学生利用几何画板主动探寻知识点的答案,以加深学生的记忆和理解,让学生的学习效率更高。因此,在数学课堂中,几何画板是最有利的教学工具。

二、几何画板在高中数学中的应用例谈

(一)动态展示过程,突破认知障碍

建构主义提出:对于客观存在的世界,每个人都在用他们自己的方式,理解与构建自己对世界的认知。教学中教师应创设丰富的情境,以渲染教学环境背景,引导并帮助学生建构自己独有的知识库。几何画板的应用,能为教学创设良好的学习氛围,让学生摆脱枯燥乏味的单一学习模式。当课堂因几何画板的应用而变得丰富多彩后,学生自然而然地会转变学习态度,从“要我学”主动地转化为“我要学”。随着学习态度的转变,学生的接受能力、思维能力以及情感态度等方面都呈现出积极、主动的状态。不论多么复杂的知识,通过几何画板的直观演示,很快就能突破学生的认知障碍,实现融会贯通。

以“立体几何初步”的教学为例,这部分知识相对抽象、复杂,不少学生因空间想象能力与空间转化能力的欠缺而出现认知障碍,学习起来困难重重。在传统教学中,很多学生难以对立体的图形产生明确的认识。随着几何画板的普及,笔者深刻体会到几何画板给教学带来的福音,它可以将图形从多个角度进行移动、转换,展示图形中每个元素的位置与度量的关系,让学生从直观中观察图形的变化。对于原来难以理解的立体几何问题,几何画板则用生动形象的动态图进行演示,有效帮助学生建立良好的空间想象能力。如棱锥被分割成棱台的问题,教师可以利用几何画板让棱锥与棱台都进行转动并拼合,直观的演示过程,让学生很快就明确了两者之间的联系;再如遇到祖暅原理推导球的体积时,教师可结合几何画板,利用动画与轨迹作图帮助学生了解。让学生学习知识的同时体验丰富的视觉盛宴,有效突破学生的认知障碍,以及提升学生的数学审美能力,为数学核心素养的形成与发展奠定了基础。

创设模拟实验,培养探究能力

高中数学相对抽象,对学生的逻辑思维要求较高。若加以实验等活动,能提高学生的主动参与和探究热情。几何画板具有强大的功能,它不仅能提供丰富的信息,动态演示图像转化的过程,还能通过模拟实验,为学生进行数学探索提供平台。以“与两圆都相切的动圆圆心轨迹”的教学为例,本节课以小组合作学习的方式,利用几何画板对主要教学内容进行实验探索。教学活动主要分为以下几步:

第一步,提出探索主题。

第二步,学生点击鼠标,即可获得以下几个动画效果:①定圆A、定圆B处于不同位置,用鼠标进行调整;②动圆F和定圆A、定圆B分别内切;③动圆F和定圆A、定圆B分别外切;④动圆F和定圆A外切,和定圆B内切;⑤动圆F和定圆A内切,和定圆B外切。

第三步,实际操作。①点开动画1,用鼠标拖动圆B,在该圆与圆A相离时,让圆B静止;②点开动画2,用鼠标拖动圆F,记录圆心F的运动轨迹与圆F的运动区域;③用相同的方法操作第3、第4、第5三个动画;④通过合作学习,探讨两圆相交、外切、内切与内含时,和它们均相切的动圆圆心轨迹。

第四步,实验结束,各组展示结论。从该模拟实验来看,几何画板操作便捷,只需要用鼠标简单点击,即可完成传统手工难以完成的工作。学生亲自操作、探索与思考,不仅体验到信息技术在教学中应用的便利,还亲历变量规律性变化的探究过程,对概念与定理的形成奠定了坚实的基础。

利用几何画板进行数学实验模拟具有较好的效果,具体、直观、动态、感性的呈现方式,不仅给学生提供了视觉冲突,还让课堂变得更具活力,为辅助教学、发挥学生的主动性奠定了坚实的基础。然而,任何事物都具有一定的双面性,在几何画板普及的情况下,教师应尽可能避免这种便利带来的“快餐式”模式,切不可以此来代替需要学生自主探索与实践的内容。教师应用几何画板时,应把握好“度”,让教学内容、学生与几何画板成为相辅相成的伙伴关系,以实现教学效益最大化。

三、结语

综上所述,信息技术以其便捷、快速的特点适应了当今的教学需求,使数学教学的方式发生了改变。高中数学教师利用信息技术来开阔学生的视野,满足学生的学习需求,激发学生的学习兴趣,从而达到更好地数学课堂效果。然而,信息技术在高中数学教学中的应用也要求教师更合理地选择数学教学内容,注重语境的整合,把握信息技术内容的恰当性,使学生能够积极融入数学的教学过程,进一步提高信息技术的使用效率。

参考文献:

[1]杨会涛.高中数学与信息技术深度融合的教学及反思--以“函数的概念”(第一课时)的教学为例[J].中小学数学(高中版),2020(4):7—10.

[2]莫桂芬.信息技术与高中数学教学深度融合的策略[J].中学课程辅导(教师教育),2021(8):36—37.

[3]曾玉洁.核心素养下高中数学与信息技术相结合的教学研究[J].明日,2021(20):210.

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