基于交互式演示動畫的立體幾何教學初探

何婷婷　姜海波

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

關鍵詞：交互式演示動畫;立體幾何;教學

《數學課程標準》指出：“要注意信息技術與課程內容的結合”，“注重發展學生的數感、符號意識、空間觀念、幾何直觀”。要培養學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，只有學生真切直觀地看到幾何圖形地各種變化，學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學生強烈的求知欲，開拓學生視野，開發學生數學思維，更好地培養空間想象能力，因此，立體幾何教學中引入交互式動畫演示就變得可行，更具必要性。

一、立體幾何教學的現狀和需求

1、立體幾何教學的現狀

數學本身具有相對的抽象性，而立體幾何的動態分析更是幾何教學的重點和難點。現在的立體幾何教學，由于教學設備的短缺和老師教學方式的簡單單調，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，不能呈現圖形的變化過程，學生只能自行想象并通過練習加深對立體幾何圖形的理解。導致教學效果很難達到《數學課程標準》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生及時、有效的吸收和掌握，導致課堂教學變得有些枯燥無味，難以激起學生自主參與學習的熱情與內在積極性。久而久之，學生對立體幾何“望而生畏”，降低了學習數學的自信心和興趣。

2、立體幾何教學的需求

立體幾何教學是高中數學教育的重要組成部分，隨著全國新課改持續深入，高中數學《課程標準》對學生空間思維想象能力培養提出了更嚴格的標準，并賦予了新的內容。《課程標準》中涉及的三維立體的幾何能力定位適用于如何培養和發展學生把握空間圖形關系的能力、空間幾何想象能力等。要完成課程標準的培養任務，必須再現圖形的變化過程。在圖形變化過程的演示中，學生直觀感受結果的形成過程。然而，傳統的教學模式中，教師上課一般只利用靜態的三維模型向學生演示，如直接利用彩色粉筆、直尺等以及圓規鉛筆等繪畫工具在黑板紙上完成繪圖，協助引導學生形成初步理解。由于圖形缺乏動態，學生很難理解，更無法在大腦想象。此時，交互式演示動畫的重要性就體現出來，它能夠實現讓抽象幾何關系呈現出一個動態的幾何形式，幫助學生在觀看動態變化的過程中更好理解幾何規律。因此，為了貼切新課程標準的需求和學生更好的發展，立體幾何教學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的優點

1、教師利用交互式演示動畫并結合書本內容精心設計教學情境，可帶領學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，加強學生對抽象概念和不可見現象的感知。將單調的課堂變得豐富多彩有利于激發學生的學習動機和興趣，增強學生自信心，提高學習效率。

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歷的體驗，從而保證了中學生與課堂之間的互動性。

3、在學生思維局限超出學生現有認知水平的地方充分利用交互式動畫進行演示，可讓學生通過親身體驗直觀觀察加深理解，在學生就近發展區內解決。

4、交互式演示動畫技術因其具有其獨有的自然的交互、實時性、虛實自然的完美結合性等多項技術特點，使得學校傳統的課堂教與學模式之間存在的二元互動關系能夠真正地得到一次徹底地轉變，學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來學習課堂知識，而是要進行一次主動與自覺式的自我獨立式學習、探究，教師們自己則更可以發揮起到成為一個課程設計者、引導者、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的建議

1. 、教師把事先準備好的交互式動畫結合教學內容精心設計情境，帶領學生入情入境，讓學生對立體幾何產生濃厚的興趣，以興趣為動力，利用情境使學生的上課激情以及對此技術所產生的效果的好奇達到最佳狀態，以便獲得更好的課堂效果。
2. 、教師在教學前，一定要充分分析學情，準確掌握所講內容中哪些地方學生想象起來有困難，并作好標記。講課時在學生想象不出來的地方充分利用交互式動畫進行演示，讓學生通過直觀觀察加深理解，努力讓每一個學生都能明白，不掉隊。
3. 、成立學習小組。利用小組形式，給他們布置立體幾何相關的任務，并讓學生們自由使用交互式動畫進行觀察理解，以便解決任務空間想象力的難點。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，將此素材庫留在多媒體上，讓學生可以自由使用，更加加深學生對立體幾何的理解，讓學生真真切切的感受到立體幾何的各種變化。

立體幾何教學中引入交互式演示動畫，做到了理論與實際結合，教學與展現并存，更形象更具體，使學生在課堂中體會到身臨其境之感，在直觀學習立體幾何的同時，深入知識其中去本質地理解這些抽象而深奧的數學知識點并靈活地加以運用。進一步轉變了教學方式，優化課堂教學。還能夠為師生交流、生生交流搭建平臺，為學生學習和老師教學提供豐富的資源。同時展現出數學之美，既增強學生的空間立體想象能力，又激發同學們學習數學的興趣。

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基金項目：湖北文理學院大學生創新創業訓練計劃項目（S2020105109030）;湖北文理學院教學研究項目（JY2019068）;湖北文理學院“創新創業教育”教學研究專項項目.1B490CC2-5DC6-4534-B96D-7F1CF9027BF5