基于交互式演示動畫的立體幾何教學(xué)初探

何婷婷　姜海波

摘? 要：教學(xué)中利用交互動畫演示能使學(xué)生親眼看到幾何圖形的變化過程，學(xué)生在觀看圖形演變的過程中更易理解所學(xué)的抽象知識和體會數(shù)學(xué)的美，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣和主動性。本文首先分析高中立體幾何教學(xué)的現(xiàn)狀以及需求，在此基礎(chǔ)上，探討立體幾何教學(xué)中引入交互式演示動畫的優(yōu)點，最后給出利用交互式演示動畫進行立體幾何教學(xué)的建議。

關(guān)鍵詞：交互式演示動畫;立體幾何;教學(xué)

《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：“要注意信息技術(shù)與課程內(nèi)容的結(jié)合”，“注重發(fā)展學(xué)生的數(shù)感、符號意識、空間觀念、幾何直觀”。要培養(yǎng)學(xué)生初步的立體空間觀念能力和抽象幾何圖形直觀，必須使得圖形動起來，活起來，只有學(xué)生真切直觀地看到幾何圖形地各種變化，學(xué)生才容易在大腦中感受圖形，模擬它的形狀。這樣做還能極大激發(fā)學(xué)生強烈的求知欲，開拓學(xué)生視野，開發(fā)學(xué)生數(shù)學(xué)思維，更好地培養(yǎng)空間想象能力，因此，立體幾何教學(xué)中引入交互式動畫演示就變得可行，更具必要性。

一、立體幾何教學(xué)的現(xiàn)狀和需求

1、立體幾何教學(xué)的現(xiàn)狀

數(shù)學(xué)本身具有相對的抽象性，而立體幾何的動態(tài)分析更是幾何教學(xué)的重點和難點。現(xiàn)在的立體幾何教學(xué)，由于教學(xué)設(shè)備的短缺和老師教學(xué)方式的簡單單調(diào)，大多教師都是利用PPT展示圖形或者直接在黑板上畫出圖形，不能呈現(xiàn)圖形的變化過程，學(xué)生只能自行想象并通過練習(xí)加深對立體幾何圖形的理解。導(dǎo)致教學(xué)效果很難達到《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》的要求。

再者，相對靜止而又抽象的立體幾何圖形很難幫助學(xué)生及時、有效的吸收和掌握，導(dǎo)致課堂教學(xué)變得有些枯燥無味，難以激起學(xué)生自主參與學(xué)習(xí)的熱情與內(nèi)在積極性。久而久之，學(xué)生對立體幾何“望而生畏”，降低了學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的自信心和興趣。

2、立體幾何教學(xué)的需求

立體幾何教學(xué)是高中數(shù)學(xué)教育的重要組成部分，隨著全國新課改持續(xù)深入，高中數(shù)學(xué)《課程標(biāo)準(zhǔn)》對學(xué)生空間思維想象能力培養(yǎng)提出了更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，并賦予了新的內(nèi)容。《課程標(biāo)準(zhǔn)》中涉及的三維立體的幾何能力定位適用于如何培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生把握空間圖形關(guān)系的能力、空間幾何想象能力等。要完成課程標(biāo)準(zhǔn)的培養(yǎng)任務(wù)，必須再現(xiàn)圖形的變化過程。在圖形變化過程的演示中，學(xué)生直觀感受結(jié)果的形成過程。然而，傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，教師上課一般只利用靜態(tài)的三維模型向?qū)W生演示，如直接利用彩色粉筆、直尺等以及圓規(guī)鉛筆等繪畫工具在黑板紙上完成繪圖，協(xié)助引導(dǎo)學(xué)生形成初步理解。由于圖形缺乏動態(tài)，學(xué)生很難理解，更無法在大腦想象。此時，交互式演示動畫的重要性就體現(xiàn)出來，它能夠?qū)崿F(xiàn)讓抽象幾何關(guān)系呈現(xiàn)出一個動態(tài)的幾何形式，幫助學(xué)生在觀看動態(tài)變化的過程中更好理解幾何規(guī)律。因此，為了貼切新課程標(biāo)準(zhǔn)的需求和學(xué)生更好的發(fā)展，立體幾何教學(xué)中引入交互式演示動畫就顯得非常有必要。

二、基于交互式演示動畫的立體幾何教學(xué)的優(yōu)點

1、教師利用交互式演示動畫并結(jié)合書本內(nèi)容精心設(shè)計教學(xué)情境，可帶領(lǐng)學(xué)生體驗真實交互感受，以及更深層次的趣味性和角色帶入感，加強學(xué)生對抽象概念和不可見現(xiàn)象的感知。將單調(diào)的課堂變得豐富多彩有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機和興趣，增強學(xué)生自信心，提高學(xué)習(xí)效率。

2、讓參與者與虛擬圖形進行實時互動，從而獲得一種奇妙的視覺體驗，而且能夠突破空間、時間以及其它客觀限制，感受到在真實世界中無法親身經(jīng)歷的體驗，從而保證了中學(xué)生與課堂之間的互動性。

3、在學(xué)生思維局限超出學(xué)生現(xiàn)有認(rèn)知水平的地方充分利用交互式動畫進行演示，可讓學(xué)生通過親身體驗直觀觀察加深理解，在學(xué)生就近發(fā)展區(qū)內(nèi)解決。

4、交互式演示動畫技術(shù)因其具有其獨有的自然的交互、實時性、虛實自然的完美結(jié)合性等多項技術(shù)特點，使得學(xué)校傳統(tǒng)的課堂教與學(xué)模式之間存在的二元互動關(guān)系能夠真正地得到一次徹底地轉(zhuǎn)變，學(xué)生課堂已開始不再只是純粹僅僅是進行單純和被迫地機械被動的被動重復(fù)來學(xué)習(xí)課堂知識，而是要進行一次主動與自覺式的自我獨立式學(xué)習(xí)、探究，教師們自己則更可以發(fā)揮起到成為一個課程設(shè)計者、引導(dǎo)者、輔助者三位一體的重要積極作用。

三、利用交互式演示動畫開展立體幾何教學(xué)的建議

1. 、教師把事先準(zhǔn)備好的交互式動畫結(jié)合教學(xué)內(nèi)容精心設(shè)計情境，帶領(lǐng)學(xué)生入情入境，讓學(xué)生對立體幾何產(chǎn)生濃厚的興趣，以興趣為動力，利用情境使學(xué)生的上課激情以及對此技術(shù)所產(chǎn)生的效果的好奇達到最佳狀態(tài)，以便獲得更好的課堂效果。
2. 、教師在教學(xué)前，一定要充分分析學(xué)情，準(zhǔn)確掌握所講內(nèi)容中哪些地方學(xué)生想象起來有困難，并作好標(biāo)記。講課時在學(xué)生想象不出來的地方充分利用交互式動畫進行演示，讓學(xué)生通過直觀觀察加深理解，努力讓每一個學(xué)生都能明白，不掉隊。
3. 、成立學(xué)習(xí)小組。利用小組形式，給他們布置立體幾何相關(guān)的任務(wù)，并讓學(xué)生們自由使用交互式動畫進行觀察理解，以便解決任務(wù)空間想象力的難點。最后讓每個小組將他們討論出的成果在講臺上借助PPT的形式進行展示。布置課后作業(yè)，將此素材庫留在多媒體上，讓學(xué)生可以自由使用，更加加深學(xué)生對立體幾何的理解，讓學(xué)生真真切切的感受到立體幾何的各種變化。

立體幾何教學(xué)中引入交互式演示動畫，做到了理論與實際結(jié)合，教學(xué)與展現(xiàn)并存，更形象更具體，使學(xué)生在課堂中體會到身臨其境之感，在直觀學(xué)習(xí)立體幾何的同時，深入知識其中去本質(zhì)地理解這些抽象而深奧的數(shù)學(xué)知識點并靈活地加以運用。進一步轉(zhuǎn)變了教學(xué)方式，優(yōu)化課堂教學(xué)。還能夠為師生交流、生生交流搭建平臺，為學(xué)生學(xué)習(xí)和老師教學(xué)提供豐富的資源。同時展現(xiàn)出數(shù)學(xué)之美，既增強學(xué)生的空間立體想象能力，又激發(fā)同學(xué)們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。

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基金項目：湖北文理學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目（S2020105109030）;湖北文理學(xué)院教學(xué)研究項目（JY2019068）;湖北文理學(xué)院“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育”教學(xué)研究專項項目.1B490CC2-5DC6-4534-B96D-7F1CF9027BF5