前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的几何画板课件主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
几何画板操作简单、功能强大,是广大数学教师的首选教育软件。笔者在用几何画板辅助教学的实践中,深感几何画板的深度迭代功能十分强大。现将有关辅助教学课件的设计思想和制作步骤与大家分享,以期抛砖引玉,共同提高。
深度迭代功能
在数学上,迭代是指把某些数学结构、计算或其他操作的过程重复应用于先前的相同操作的结果。这些操作必须根据某些输入来定义输出,迭代则是用每一步的输出作为下一步的输入。几何画板中的迭代是按一定的迭代规则,从原象到初象反复映射的过程。原象是产生迭代序列的初始对象,通常称为“种子”。初象是原象经过一定规则变换操作而得到的第一个象。几何画板中的深度迭代是一种带参数的迭代,通过改变参数的值可改变迭代深度,从而使我们能对某些数学对象反复进行相同操作的工作变得简单易行,可实现人机交互、动态变换。
课件制作案例
1.动态演示圆的内接与外切正多边形
(1)设计思想
在高中数学极限的概念教学或选修课《数学史选讲》中,一般都会讲到我国古代数学家刘徽的“割圆术”,其体现了朴素的极限思想。在教学中我们若用几何画板动态演示圆的分割过程(如图1),随着分割的份数n的值越来越大,圆的内接和外切正多边形越来越接近于圆,并动态计算圆周率的精确度也越来越高,这有助于提高学生的学习兴趣和对极限概念的理解。
(2)制作步骤
①画一个圆,在圆上取一点A,圆心标记为O。将角度、距离和其他的精确度设为“十万分之一”,新建参数n,参数值为6,计算和的值。
②双击圆心O,将点A按标记角度旋转得点,构造线段、,过作线段的垂线a,将点A按标记角度旋转得点B,构造射线OB,与直线a交于点C。
③双击线段,选中点C,选择“变换反射”,得点,构造线段, 隐藏直线a,射线OB,线段。
④依次选中点A和参数n=6,按住shift键不放,选择“变换深度迭代”,在迭代对话框中,原象A的初象选,单击迭代按钮,即得圆的内接和外切正六边形。
⑤度量O、A两点间的距离和线段、的长度,然后分别计算内接正多边形周长和外切正多边形周长除以直径的值,将其计算结果标签分别改为“的近似值1”和“的近似值2”。
⑥隐藏点A、、C、、O的标签,并将其点型设为稍小,隐藏无关点和一些度量值,图1是分割份数n=9时的情形。
2.动态演示曲边梯形的分割过程
(1)设计思想
高中数学新课程中引入了极限与微积分的基础知识,其中定积分的概念历来是一个教学难点。而借助几何画板的动态作图(如图2),对位于区间上,由函数与x轴围成的曲边梯形进行任意n等份的分割,随着分割的份数n的值越来越大,所有小矩形的面积之和无限接近所求曲边梯形的面积。生动形象地诠释了分割以直代曲求和取极限的微积分基本思想,为学生理解和学习定积分这一抽象定义作了直观形象的铺垫与解释.
(2)制作步骤
①绘制函数的图像,隐藏网格,将原点标记为O,在x轴上任意作2个点A、B。新建一个参数n,值为4。计算, 选中 标签,单击右键,在属性对话框数值页面中,将其精确度设置为“十万分之一”。
②双击点A,将点B按标记比值缩放得点,分别选中A、,度量A、的横坐标,,并计算、,绘制,。
③过点C作x轴的平行线,交直线于点E,隐藏平行线和直线,构造线段、、、,构造四边形内部,并度量四边形的面积,同时选中四边形内部和面积的度量值,再选择“显示颜色参数”,选择双向。
④依次选择“”,点A和“”,同时按住shift键不放,选择“变换深度迭代”,在迭代对话框中,原象n的初象选,原象A的初象选点,单击迭代按钮,即得4个小矩形。隐藏无关的点和度量值等对象,图2是n=14时的情形。
3.动态演示用正弦线画函数的图像
(1)设计思想
利用正弦线画函数
的图像,用传统手工画图费时费力,且不便展现随意改变单位圆的等分份数及平移正弦线的动态效果。现用几何画板可实现动态演示单位圆的等分、平移正弦线、描点连线的作图过程(如图3),输入参数n的值越大,单位圆等分的份数越多。单击“平移描点”按钮,动态演示单位圆的分割及将正弦线依次向右平移到相应的位置,单击“平滑连线”按钮,动态演示一支画笔从左到右将点连成平滑的曲线,单击“做图复位”按钮,动态演示一支画笔从右到左将正弦线和图像擦除。整个课件交互性、动态性、实用性强,可随意更改单位圆的等分份数,可反复演示作图过程,有助于学生深刻理解正弦曲线的做图原理与过程。
(2)制作步骤
①选择“自定义工具栏07新坐标系新坐标系工具”(几何画板5.06中文版),建立坐标系,在坐标系控制菜单中选三角坐标系、隐藏网格,拖动x轴上的单位点,适当放大单位长度,选中x轴两端的控制点,构造线段,线型选细线,颜色选黑色。绘制点F(6.28,0),连接OF,在线段OF上取一点G,度量点G的横坐标得。依次选中原点O和单位点,选择“变换标记向量”,在x轴负半轴上取一点,选择“变换平移”,得点,构造以为圆心,为半径的圆,圆上任取一点H。
②新建3个参数,n=12,表示等分份数,m=1,表示迭代次数,x=0,表示迭代初始点的横坐标。将角度的单位改为弧度,计算弧度除以n,并将计算结果标签改为p,得弧度。计算的值,得,在迭代次数m=1的标签上单击鼠标右键,选编辑参数,计算弧度的值,得到新的m的值,即为迭代次数。
③双击点,将圆上点H按标记角度弧度旋转得点。度量点H的纵坐标,绘制点。构造线段,线型为实线、细线,颜色为黑色,构造线段HK,线型为虚线。分别过点K、H作x轴的垂线,构造垂线段并隐藏垂线。
④依次选中H点,x=0和迭代次数m=11(m的值随G点改变)的标签,按住shift键不放,选择“变换深度迭代”,在迭代对话框中,H点的初象选,x=0的初象选,单击迭代按钮。
⑤选中点H,选择“编辑从圆分离点”,再选中点,选择“编辑合并点”,将点H与点合并,隐藏点K、,隐藏坐标系控制菜单和迭代产生的表格。
⑥计算弧度,将结果标签改为angle,双击圆心,将按标记角度angle旋转得点M,过M点作x轴的垂线段MN,线型为实线、中等,颜色为红色。计算的值,绘制点,构造线段LG。
⑦在线段OF上取一点P,度量点P的横坐标,计算,绘制点 依次选中点P、Q,选择“变换自定义变换”,名称取默认值,构造线段OQ,选择“变换PQ的变换”,并将线段OQ隐藏。
⑧标记向量OF,依次选中点G、F,选择“编辑操作类按钮移动”,所得按钮标签改为“移线描点”,依次选中点P、F,选择“编辑操作类按钮移动”,所得按钮标签改为“平滑连线”,修改点Q的标签,输入英文状态下的“!”,字型为“windings2”,字号为“48”,加粗,颜色为深绿色,这时点Q的标签为一支画笔。
一、班级文化建设的内涵及功能
作为校园文化组成部分的班级文化是指在班级生活中逐渐形成的、以师生共同认可的价值观为核心的群体意识、群体精神氛围和群体行为规范,是班级所有成员在班主任的引导下,在朝着班级共同目标不断迈进的过程中,用智慧和实践所创造出的物质财富和精神财富的总和。
随着新课程改革在我区的全面启动,以及与之相适应的课程标准、课程结构的调整,教育理念教学方法的变革,尤其是建立在学生个性基础上选课制的实施,使现行的班级组织结构和管理方式正面临着前所未有的挑战。如何加强班级建设,配合新课程改革的实施,成为广大一线班主任的现实难题。积极良好的班级文化具有无形的教育功能、凝聚功能、激励功能、制约功能,这些功能一旦形成就会产生巨大的力量,可以引导学生形成正确的人生观、价值观,培养学生良好的学习和生活习惯,促进一个班级快速健康地发展。因此,适应新课改要求,建设好班级文化,是当前德育教育所面临的重大任务。
二、班级文化建设的内容和实施途径
(一)物质文化是基础――以智慧的教室文化陶冶人
教室是学生在学校学习、生活的主要场所,是学生学习知识、发展品德、提高素质的主要阵地。班级文化建设首先要抓好教室的环境布置。正如前苏联教育家苏霍姆林斯基所说:“无论是种植花草树木,还是悬挂图片标语,或是利用墙报,我们都将从审美的高度深入规划,以便挖掘其潜移默化的育人功能,并最终连学校的墙壁也在说话。”
新安县第二高级中学校长林保健曾专门为青年班主任写过培训教材《教室里的细节》,从门窗、黑板、课桌、地面,到墙报、标语、气氛、声音,都做了精细的阐述。人创造环境,环境反过来塑造人,从优美的环境中培养出的是文明、儒雅、严谨的学生。
在追求规范、精细化管理的同时,教室布置也应体现班级特色,有所创新。比如我曾带过的07届学生在后黑板旁边布置了一块“心愿墙”,把同学们激励自己的话、学期目标等写在小纸条上集中展示出来,这个创意虽简单,却达到了增近师生间的相互了解,增强班级凝聚力的效果。
(二)制度文化是保障――以人性的制度文化规范人
马卡连柯认为:“纪律是达到集体目的的最好方式,纪律可以美化集体。”班级制度文化指班级全体成员共同认可并遵守的班级规章制度、公约、行为准则等形成的文化形态,包括学生的仪容仪表、值日制度、作业检查、两操评比、课堂纪律等等,它既是班级文化的表征,又是班级文化的有效保障。
班级事务方面,我本着“事事有人做,人人有事做”的宗旨,让学生积极自主参与班级的管理;在监督检查方面,我推崇“让制度遵从人性的召唤”,不说教,少批评,用事实说话。从2007年开始,我尝试把大学中的综合测评制度引入高中班级管理,从一日生活规范中的各个方面如出勤、值日、仪表,到各级各类活动,每一项都制定了详细的加分减分规则,每个同学每学期总评一次,总评成绩与学校每年开展的评优工作挂钩。这项制度不仅有效提高了学生的自我约束能力,还鼓励了学生积极担任班干部,积极参加各种文体活动、学科竞赛,对学生全面提高自身能力起到了推动作用。再如令很多老师头疼的迟到问题,我的做法是既不批评也不罚站,而是在记录本上写下迟到几分钟并签字,记录迟到几分钟是灌输时间观念,签字是强调责任意识。事实证明,对年龄接近成人的高中生来说,合理人性化的制度远比说教更让人信服。
(三)精神文化是核心――以高尚的精神文化净化人
班级精神文化建设是一个班级文化的灵魂和纽带,它主要包括班级成员共同认定的价值取向、道德准则、行为方式、价值观念等方面的内容,其中班级的共同价值取向是班级文化的主旋律。而价值整合是班级文化最基本最重要的一种功能,只有价值一致,才有结构与行为的协调。随着新课改的实施,班级的组织和管理将越来越需要尊重学生的个性特点,但这并不妨碍培养学生们的共同价值取向。共同的价值取向是学生寻求班级认同感的基石,是激励学生不断进取的内在动力。
1.美好的班级情感文化
在管理学中有“情感管理”这样一个概念,是指以真挚的情感,增强管理者与被管理者之间的情感联系和思想沟通,满足被管理者的心理需要,形成和谐融洽的学习和工作氛围的一种管理方式。班级情感文化的构建与之有异曲同工之妙。比如班级组建之初,我班学生就选定班歌《爱因为在心中》,利用班会时间学唱:“当我睁开双眼每一天,都会记得大家的笑脸,明白心中勇敢又多了一点……”三年当中,班歌成为同学们的心灵密码,每逢恰当的情景全班同学总会唱响班歌,共同陶醉在浓浓的师生情谊中。
2.多样的班级文化载体
实践是第一性的,精神是第二性的,一定的精神文化只有通过一定的实践形式才能形成:班刊、班会、班级日志乃至内容广泛、形式多样的活动……开展丰富多彩的(下转第37页)
(上接第40页)
实践活动能让班级精神文化不断地强化和弘扬。例如利用每周班会时间或上班主任课,或由学生自主组织开展主题班会。再如我班坚持每人每天办一期手抄班级日报,每学期形成合订本,由美术好的同学配上封面,成为全班同学的精神食粮和财富。
3.正确的班级舆论导向
班级舆论是班级精神文化的风向标,它从内心深处制约着同学们的价值取向,从外在方面规范着他们的行事原则。一个班级必须有正确的舆论氛围,班主任必须有敏锐的洞察力,用自己的言行来形成正确的舆论,并通过各种形式引导班级舆论导向,让学生知道什么是对的,什么是错的。
在学生办班级日报的同时,我承担了班级“周主题”:即每周一期哲理短文,后面附上个人心得及点评,用A4纸打印出来贴到前黑板旁边。如改善课堂纪律――“安静的力量”,倡导勤俭节约――“简约生活”,三八妇女节――“礼赞女性”等等,都收到了良好的效果。
4.和谐的班级人际关系
班级人际环境是班主任、任课教师、学生之间的关系互相构成的,和谐的人际关系是班级文化的催化剂,或者从某种意义说,人际关系是一种高级形式的班级文化。如果班主任与学生,任课老师与学生,学生与学生之间都能相互理解,平等、友好地相处,那么就能形成一种使人奋发向上的气氛。形成一种平等、互助、探究的学习氛围,有助于更好地发挥班级整体效应,有助于同学们找到班集体的归属感。
准备材料。在办理材料页面会详细列出需要的材料,其中有些材料提供了空表表格下载,可以下载下来,其他未提供的空白表格的,多是自行准备的。
保存资料。可以把办理材料清单复制下来保存,以备准备资料核对。然后可以打他们提供的咨询电话,咨询清单中每一项的具体要求。其中很多自行准备材料,比如股东会决议、公司章程之类的他们会有一定的要求,运气好的话,可以让对方把他们的标准版通过邮箱发你(运气好的话),如果对方不方便邮箱发你,只能去现场找他们要了。
前往办事大厅。资料初步准备好后,在正式签之前,先带上材料去办理业务的行政服务大厅找工作人员先审核一下,他们会帮你指出哪里需要修改,根据他们的意见做相应修改,然后再正式签。
陈万林
对“几何画板”的认识,是在一年前,开始我认为它只是一个数学教学辅助软件,只是替代了直尺、圆规的一个画图工具而已。但在自己的教学和制作课件过程中,认识到了它的强大功能以及特有的随机计算能力和交互能力,使我为它的魅力所折服。
“几何画板”的特点一:简明。它的制作工具少,制作过程简单,学习掌握容易。“几何画板”能利用有限的工具实现无限的组合和变化,将制作人想要反映的问题表现出来。学习掌握它较为容易,不需要花很多的精力和时间来学习软件本身,而强调软件对学科知识的推动和理解。不能否认目前也有许多优秀的课件制作工具软件,但这些软件往往较难掌握,或者制作过程与学科本身知识相差很远,只是对某一问题的模拟再现。“几何画板”制作过程较为简单,对问题的反映是在对学科知识理解基础上,甚至是利用学科知识本身来解决问题,因而使用“几何画板”制作出的课件更符合学科知识本身的要求。
“几何画板”特点二:朴素。它的界面清爽干净,仅一块白板而已,制作出的课件也没有过多华丽的装饰,只是体现出制作者想要表达的主题。也正是因为它的朴素,从而使它对问题的反映显得直接而清楚,使课件本身对问题的阐述、剖析及对难点的突破显得有效而又有针对性,使课件的作用发挥到了极限。这正是一个好的教学辅助软件所必备的条件——针对性。
“几何画板”的特点三:短小。(1)投入人力少,在使用“几何画板”制作课件时,一个教师花十几分钟,最多一、二个小时就能制作出一个好的课件,教师只要利用一些零星时间就能开发制作课件;(2)投入财力少,“几何画板”对计算机的要求不高,目前一般学校的条件都能满足;(3)占用空间小,一个用“几何画板”制作的课件只不过几KB而已,大的也不过几十KB,而其它软件制作的课件往往上百KB,甚至上几MB,这也使“几何画板” 制作的课件便于携带和交流,也使制作过程变得随机性,上课也变得简单,不再需要拿硬盘或刻录光盘来上课。
【关键词】几何画板 高中数学 教学 应用
“几何画板”是一个优秀的教育软件,全名为“几何画板——21世纪的动态几何”。1996年我国教育部全国中小学计算机教育研究中心开始大力推广“几何画板”软件,以几何画板软件为教学平台,开始组织“CAI在数学课堂中的应用”研究课题。几年来,几何画板软件越来越多的在教学中得到应用。它具有能准确地绘制几何图形、在运动中保持给定的几何关系、使用简便、易于学习及占用内存小等诸多优点。以下将结合教学实践分析几何画板在高中数学几何教学中的应用[1]。
1 几何画板概述
几何画板的工具箱中提供了“选择箭头工具”、“点工具”、“圆规工具”、“直尺工具”、“文本工具”和“自定义画图工具”几种工具,和一般的绘图软件相比,用户会不会感觉它的工具是不是少了点?几何画板的主要用途之一是用来绘制几何图形,而通常绘制几何图形的工具是用直尺和圆规,它们的配合几乎可以画出所有的欧氏几何图形。因为任何欧氏几何图形最后都可归结为“点”、“线”、“圆”。这种公理化作图思想因为“三大作图不能问题”曾经吸引无数数学爱好者的极大兴趣,并在数学历史上影响重大,源远流长。从某种意义上讲,几何画板绘图是欧氏几何“尺规作图”的一种现代延伸。因为这种把所有绘图建立在基本元素上的做法和数学作图思维中公理化思想是一脉相承的。
2 几何教学存在问题
2.1 几何画板条件下学生角色的定位问题
目前我国关于几何画板环境下教师角色的研究教多,而对学生角色的研究相对教少。面向未来的人才必须学会生存、学会学习和创造。随着几何画板的迅速发展,数学教学软件的操作逐步走向“傻瓜化”。就数学课来说,它所解决的问题越来越复杂,但操作却越来越简单。所以,我们的几何画板教育决不能停留在技术层面,更多的应该培养高中生利用信息工具获取信息、分析信息、加工信息、表达信息和创造信息的能力。几何画板教育可以通过专门的几何画板课来进行。但有限的课时无法保证几何画板教育目标的实现。所以,几何画板教育更多的应该是融入数学课教学之中进行[2]。
2.2 学生体验时间不够
由于高中学习安排时间紧,在数学几何教学中实验上机时间比较少,一般是通过几何老师在上课时进行演示,学生操作的相对时间少,因此学生对几何画板掌握的熟练程度也少。
2.3 学生后期软件学习不系统
当前教材的习题,大都是封闭式的,这类习题条件完备,结论确定,形式严格,基本上是为使学生巩固知识,引起认知结构同化而设计的,容易使学生在学习过程中以死记替代主动参与。为改变这种状况,可采用编拟一些开放题的方法,使数学教学更多地体现探究性。由于高中生家庭经济原因,不能保证每个学生家里都能有电脑来安排几何画板这款软件,因此学生在课余对学校所学习到的几何画板操作在数学中的应用知识不能进行复习和反复训练,对几何画板在学习的应用有一定的影响。
3 几何画板在高中数学几何教学中的应用
3.1 用图形创设情境
建构主义认为,学习应该在与现实情境相类似的情境中进行,正应了句古老的格言:人是环境之子。在实际情境下进行学习,可以使学习者利用自己原有的认知结构中的有关经验,去同化和索引当前要学习的新知识,从而获得对新知识的创造性的理解。几何画板可以帮助我们营造一个良好的数学环境。
例1:“两条直线被第三条直线所截而成的角,即‘三线八角’”
这个几何问题可以利用几何画板设计一个简单的课件,通过课件中设计的数学情境可形象地提示“三线八角”的规律,在这种背景下让学生去感知,去同化,通过探索,很自然地将“三线八角”的概念融入到教学中。
3.2 让动态图形说话
高中数学几何学习是学生在已有数学认知结构的基础上的建构活动,目的是要建构数学知识及其过程的表征,而不是对数学知识的直接翻版,这就要求我们在教学中,不能脱离学生的经验体系,只重结果而偏废过程。要让几何画板中的动态图形深刻地印在学生的脑海中。如二次函数的应用,是教材的重点,也是难点,如何突破这一难点呢?通过实例利用几何画板制作图形和图像的动画,就可以让学生观察图像的变化过程,找出规律,发现定理。同时,可借助于几何画板强大的测算功能观察图形边长、面积的变化,从而使二次函数的应用及性质一目了然。课件设计要起到辅和针对性。要在学生不易想到,教师不易讲清的重点难点知识类容设计相应的课件,用课件架起学生思维的桥梁,使课件真正起到辅助教学的作用[3]。
3.3 提供数学实验室
通过演示可以看出,优化数学教学,培养创造能力,必须把学生从传统的教学模式中解放出来,提高学生的学习自主性、主动性和积极性。数学教学是学生创造性活动的过程,仅靠教师传授,远不能使学生获得真正的数学知识;如果针对课本内容设计一些开放性的教学内容,为学生创造学习提供必要的素材,就能使学生在对问题的独立思考、积极思索中达到对数学知识的灵活应用。在教学中,要给学生留下足够的思维空间。
4 结论
总之,何画板是全国中小学计算机教育研究中心、人民教育出版社推荐使用的教学软件之一,它适用于数学、物理等学科的辅助教学。几何画板使用方便,用户可以像使用三角板和圆规一样使用它,但它表现出的强大功能和作用,却远远超过三角板和圆规。使用它制作几何图形可以拖动、旋转,但其几何关系保持不变,这是它的最大特色,即在不断变化的几何图形中,反映不变的几何规律。通过构造工具可以构造线段、垂直线、平行线和角平分线等几何教学中相当实用的功能。本文通过实践调查分析和实例讲解,探讨了几何画板在高中数学几何教学中的应用,为高中数学几何教学提供一定的理论参考和实践价值。
参考文献
[1] 张爱民.借助“几何画板”辅助圆锥曲线统一定义教学[J].数学通讯,2010.3:65-66.
一、几何画板的特点
1.几何画板最大的特点是“动态性”:即:可以用鼠标拖动图形上的任一元素(点、线、圆),而事先给定的所有几何关系(即图形的基本性质)都保持不变,这样更有利于在图形的变化中把握不变,深入几何的精髓,突破了传统教学的难点。
2.几何画板操作简单,易于掌握运用。只要用鼠标点取工具栏和菜单就可以开发课件。它无需编制任何程序,一切都要借助于几何关系来表现,因此它只适用于能够用数学模型来描述的内容--例如部分物理、天文问题等。因此,它非常适合于数学老师使用,如果有设计思路的话,用几何画板进行开发课件速度非常快。
3.几何画板还能为学生创造一个进行几何“实验”的环境。学习数学需要数学逻辑经验的支撑,而数学经验是从操作活动中获得。离开人的活动是没有数学、也学不懂数学的。在老师的引导下,几何画板可以给学生创造一个实际“操作”几何图形的环境。学生可以任意拖动图形、观察图形、猜测并验证,在观察、探索、发现的过程中增加对各种图形的感性认识,形成丰厚的几何经验背景,从而更有助于学生理解和证明。因此,几何画板还能为学生创造一个进行几何“实验”的环境,有助于发挥学生的主体性、积极性和创造性,充分体现了现代教学的思想。
二、几何画板在初中几何教学中的应用
在初中数学教学中几何部分内容是教学的一个难点。尤其是入门,要把学生由具体的感性思维,带到空间的抽象思维中不是一件容易的事。 例如在七(上)数学5.2图形的变化这一节中,点动成线,线动成面,面动成体,如何让学生感受这些变化呢?那么用几何画板课件就可以轻而易举的让学生感受到这些变化。 如点动成线,只要追踪点A到点B 的运动痕迹即可。线动成面,只要追踪线段CD的运动痕迹即可。面动成体只要追踪矩形绕其一边旋转的运动痕迹即可。在教学中还可以进一步利用画板制作运动轨迹为曲线和曲面和其它几何体,让学生能形象的感受到图形的变化,从而培养和发展学生的抽象思维能力。
三.几何画板在初中代数教学中的应用
在初中代数中,函数的图象,一直是初中数学教学中的难点。学生学过函数的图象后,很难理解函数与图象的对应关系。运用几何画板就很容易解决。例如:在教学“二次函数的图象及其性质”时,教师先用几何画板制作好二次函数“y=a(x-h) +k”的课件,设置a、h、k三个参数的值,拖动a、h、k,观察二次函数的图象的变化情况,再拖动二次函数的图象观察以上各值的变化。学生从中可以直接概括出二次函数图象中:开口方向、开口大小与参数a的关系;对称轴及图象左右平移与h的关系;图象上下平移与K的关系。
《几何画板》以点、线、圆三种基本图形工具为基础,能快速准确地绘制出各种数学图形,能实现各种图形变换,能精确测算出线段长度、角的大小、点的坐标等,通过参数和按钮设置能动态改变和控制图形,实现动画效果,有较强的交互功能。《几何画板》为我们创设了一个数学实验室,提供了一个理想的“做”数学的环境。学生可从画面中寻求问题解决的方法和依据,并认清问题的本质。另外,其丰富的测算和参数设置功能使得对问题的观察、试验和归纳成为现实,是一个不可多得的学习工具。
一、课程培养目标
1.了解《几何画板》应用程序的基本操作、基本功能,学会制作小课件,并用来验证一些几何、函数中的数学结论,探究一些较为复杂的数学问题。
2.学生上网搜集资料、自主学习、合作交流,利用《几何画板》做数学,培养学生的直觉思维能力和数形结合思想。
3.学生通过课件的独立制作、合作交流、专题网站的建立,体验数学之美,增强数学学习的兴趣,培养创新精神和实践能力,强化团队意识、资源共享意识,提高数学素养。
二、课程实施过程
1.教学设计与规划
(1)框架问题设计
基本问题:《几何画板》能改变你的数学学习方式吗?
单元问题:《几何画板》能解决哪些方面的数学问题?你能用《几何画板》做数学实验吗?其结论可信吗?
内容问题:①你知道哪些数学实验案例? 听说过《几何画板》吗?②你能操作《几何画板》吗?能否用《几何画板》制作简单课件?③你能用《几何画板》对数学问题的结果进行验证或预测吗?④遇到复杂、抽象的数学问题时,你能想到应用《几何画板》进行分析探索吗?
(2)活动任务规划
第一阶段:上网搜集数学实验案例及有关论文,并筛选整理;下载《几何画板》软件及相应教程(建议最新版本4.06);观摩演示下载的课件实例(服务器共享文件夹有提供);对照范例学习《几何画板》简明教程。
第二阶段:平面几何结论验证;高中函数图象制作;线性规划分析;平面解析几何曲线绘制;立体几何画图。
第三阶段:小组作品展示交流;小论文创作;网站策划与设计;共同评价。
为个别化教学所做的调整:①需要帮助的学生:分组时兼顾数学成绩的好坏与计算机水平的高低,通过组内讨论、教师指导帮助;②成绩优秀生:布置一些具有挑战性的任务,如迭代图形的创建、参数的使用等,学会用《几何画板》研究和探索一些数学问题,创作小论文,协助建立专题网站。
2.制订“课堂管理规定”与“课程评价标准”(略)
3.课程计划实施进度
第一步:介绍数学实验背景,演示、制作一些几何画板作品,初步领略几何画板的非凡功能,激发学生学习兴趣;宣布“课堂管理规定”与“课程评价”。(1课时)
第二步:教师介绍单元活动,小组共同讨论项目问题,组内交流后选出小组长进行小组分工。(1课时)
第三步:按分工不同,到网上查找相关资料、课件资源,并进行筛选处理;对照实例学习《几何画板》简明教程。(2课时)
第四步:借用帮助,对难点问题进行攻关,能应用《几何画板》制作简单课件。(2课时)
第五步:整理资料,思考、讨论,达成组内共识;每组派代表展示小组作品,并进行现场示范制作。(1课时)
第六步:挑选成员进行专题网站的设计、构架,通过网页展示各组小论文、作品。(2课时)
第七步:师生讨论修改评价量规,共同评定小组成果。(1课时)
三、课程评价方式
标准:严格考勤,遵守规定;认真学习,主动探索;合作交流,互相帮助;思维活跃,积极创新。
个人作品(课件、小论文)创作,小组成果展示。通过组内推荐、小组互评、成果展示、教师考评,评选出优秀学员5名、优秀作品若干,在专题网站。
四、实践后的反思
1.学生对网络自主学习热情高,学习兴趣浓厚。能正确地引导学生,平时喜欢上网吧的同学成为学习的骨干。
2.《几何画板》是数形结合的有力工具,学生乐于利用“画板”作图、做数学实验,以前用尺规法难以制作的三角函数图象、圆锥曲线等都得到了很好的解决。学生对用动态精确图象验证分析问题也饶有兴致。
3.《几何画板》改变了传统的授课方式。教师考虑更多的不是讲什么,而是如何地设计教学情境、组织学生实验、组织学生交流、有效提供帮助……教师从简单的知识传授者转变为学生活动和学习情境的设计师、学生学习过程中的导师和伙伴。
关键词: 几何画板 高中数学几何教学 应用
“几何画板”是一个优秀的教育软件,全名为“几何画板——21世纪的动态几何”。1996年我国教育部全国中小学计算机教育研究中心开始大力推广“几何画板”软件,以几何画板软件为教学平台,开始组织“CAI在数学课堂中的应用”研究课题。几年来,几何画板软件越来越多地在教学中得到应用。它具有能准确地绘制几何图形、在运动中保持给定的几何关系、使用简便、易于学习及占用内存小等诸多优点。以下将结合教学实践分析几何画板在高中数学几何教学中的应用。
1.几何画板概述
几何画板的工具箱中提供了“选择箭头工具”、“点工具”、“圆规工具”、“直尺工具”、“文本工具”和“自定义画图工具”几种工具。几何画板的主要用途之一是用来绘制几何图形,而通常绘制几何图形的工具是用直尺和圆规,它们的配合几乎可以画出所有的欧氏几何图形。因为任何欧氏几何图形最后都可归结为“点”、“线”、“圆”。这种公理化作图思想因为“三大作图不能问题”曾经吸引无数数学爱好者的极大兴趣,并在数学历史上影响重大,源远流长。从某种意义上讲,几何画板绘图是欧氏几何“尺规作图”的一种现代延伸。因为这种把所有绘图建立在基本元素上的做法和数学作图思维中的公理化思想是一脉相承的。
2.几何教学存在的问题
2.1几何画板条件下学生角色的定位问题
目前我国关于几何画板环境下教师角色的研究较多,而对学生角色的研究相对较少。面向未来的人才必须学会生存、学会学习和创造。随着几何画板的迅速发展,数学教学软件的操作逐步走向“傻瓜化”。就数学课来说,它所解决的问题越来越复杂,操作却越来越简单。所以,我们的几何画板教育决不能停留在技术层面,而更多的应该培养高中生利用信息工具获取信息、分析信息、加工信息、表达信息和创造信息的能力。几何画板教育可以通过专门的几何画板课来进行。但有限的课时无法保证几何画板教育目标的实现。所以,几何画板教育更多的应该是融入数学课教学之中进行。
2.2学生体验时间不够
由于高中学习安排时间紧,在数学几何教学中实验上机时间比较少,一般是通过几何老师在上课时进行演示,学生操作的相对时间少,因此学生对几何画板掌握的熟练程度也低。
2.3学生后期软件学习不系统
当前教材的习题,大都是封闭式的,这类习题条件完备,结论确定,形式严格,基本上是为使学生巩固知识,引起认知结构同化而设计的,容易使学生在学习过程中以死记替代主动参与。为改变这种状况,可采用编拟一些开放题的方法,使数学教学更多地体现探究性。由于学生家庭经济情况各不相同,不能保证每个学生家里都有电脑来安装几何画板这款软件,因此学生在课余对学校所学习到的几何画板操作在数学中的应用知识不能进行复习和反复训练,对几何画板在学习的应用有一定的影响。
3.几何画板在高中数学几何教学中的应用
3.1用图形创设情境
建构主义认为,学习应该在与现实情境相类似的情境中进行,这正应了那句古老的格言:人是环境之子。在实际情境下进行学习,可以使学习者利用自己原有的认知结构中的有关经验,去同化和索引当前要学习的新知识,从而获得对新知识的创造性的理解。几何画板可以帮助我们创造一个良好的数学环境。
例1:两条直线被第三条直线所截而成的角,即“三线八角”。
这个几何问题可以利用几何画板设计一个简单的课件,通过课件中设计的数学情境可形象地提示“三线八角”的规律,在这种背景下让学生去感知,去同化,通过探索,很自然地将“三线八角”的概念融入到教学中。
3.2让动态图形说话
高中数学几何学习是学生在已有数学认知结构的基础上的建构活动,目的是要建构数学知识及其过程的表征,而不是对数学知识的直接翻版。这就要求我们在教学中,不能脱离学生的经验体系,只重结果而偏废过程。要让几何画板中的动态图形深刻地印在学生的脑海中。如二次函数的应用,是教材的重点,也是难点,如何突破这一难点呢?通过实例利用几何画板制作图形和图像的动画,就可以让学生观察图像的变化过程,找出规律,发现定理。同时,可借助于几何画板强大的测算功能观察图形边长、面积的变化,从而使二次函数的应用及性质一目了然。
3.3提供数学实验室
要优化数学教学,培养创造能力,必须把学生从传统的教学模式中解放出来,提高学生的学习自主性、主动性和积极性。数学教学是学生创造性活动的过程,仅靠教师传授,远不能使学生获得真正的数学知识。如果针对课本内容设计一些开放性的教学内容,为学生的创造性学习提供必要的素材,就能使学生在对问题的独立思考、积极思索中达到对数学知识的灵活应用。在教学中,要给学生留有足够的思维空间。如引导学生思考:求函数f(x)=x2-2(a-1)+2(a∈R)在[0,1]内的最大值和最小值。先让学生思考,通过配方后发现对称轴含有参数,也就是说对称轴的位置可变,因此相应区间的最大值与最小值就可能有所不同,所以有必要分类讨论(让学生理解分类讨论的必要性)。那么接下来该如何分类呢?这时,教师可以演示课件,并引导学生思考以什么为分类标准。学生通过观察函数的对称轴在不同范围时,闭区间[0,1]内的最值会随之而变化,从而由学生自己总结出应该以对称轴的取值为分类标准。
用几何画板来探讨含参数的函数图像,突破了以前用黑板和粉笔所表达不了的动态图像变换,使学生更直观地感受到数形结合在解题中的体现。但教师的目的并不是要用计算机代替学生的思考,因此计算机的作用是辅助教学,学生利用它来探索、研究。教师可以在总结时指出,闭区间内的最值一般出现在三个地方:两个端点或极值点,这样就可以根据闭区间内的函数单调性判断最值出现在哪里。几何画板的参数变化可以通过设置线段的长度为参数口,这样就可以更好地看出参数连续变化的过程。
总之,几何画板是全国中小学计算机教育研究中心、人民教育出版社推荐使用的教学软件之一,它适用于数学、物理等学科的辅助教学。通过构造工具可以构造线段、垂直线、平行线和角平分线等几何教学中相当实用的功能。本文通过实践调查分析和实例讲解,探讨了几何画板在高中数学几何教学中的应用,为高中数学几何教学提供一定的理论参考和实践价值。
参考文献:
[1]张爱民.借助“几何画板”辅助圆锥曲线统一定义教学[J].数学通讯,2010.3:65-66.
一、《几何画板》对教学方法变革的影响作用
《几何画板》使数学教学由传统教学模式上升为现代化的多媒体教学模式。从教学法的角度看,便于突破教学中的难点,培养学生的思维能力;从课堂教学角度看,能加大课堂教学的密度,提高学生信息吸收率。更重要的是,具有“人机”交互的智能性特点,“画板”使教师的设计思想与软件本身有效地结合为一个整体,并通过软件得到完美的表现。教师只需要熟悉“画板”的简单的使用技巧即可自行设计和编写应用范例,范例所体现的并不是教师的计算机软件技术水平,而是教学思想和教学水平。
二、《几何画板》对学生学习方式和对思维发展的影响作用
《几何画板》将一些抽象难懂的概念变成具体的可观察的动态画面,把数学抽象的思维过程通过课件变成了生动形象的动态过程,即化抽象为具体,能使学生多种感官并用,学习积极性、自主性和合作性增强,为形成和培养学生的“动画思维”提供了条件,同时对高密度理解知识提供了可能。
研究表明:视觉获得知识的比率为83%,听觉为11%,这说明视听结合在学习中的优势。研究又表明:视觉使注意力集中的比率为81.7%,听觉为54.6%,这说明若视听结合,注意集中的比率会大大提高。研究还表明:右脑对图象有较强的接受能力,而人的右脑是左脑记忆总量的100万倍。“画板”直观,能突破视觉的限制,多角度地观察对象,并能够突出要点,有助于概念的理解和方法的掌握;“画板”动态反映概念及过程,能有效地突破难点;“画板”更强的交互性,学生有更多的参与,学习更为主动,并通过创造反思的环境,有利于学生形成新的认知结构;“画板”通过多媒体实验实现了对普通实验的扩充,并通过对真实情景的再现和模拟,培养学生的探索、创造能力;“画板”教学过程的可重复性,可以有效地突破难点和克服遗忘;“画板”具有针对性,使针对不同层次学生的教学成为可能;“画板”大信息量、大容量,节约了空间和时间,提高了教学效率。这说明《几何画板》课件能发挥大脑两半球的不同优势而获得较高的教学效益,培养了学生在解决问题时在大脑中构建动态模型的能力,形成数形结合的动态分析问题的能力。
三、《几何画板》对提高教师工作效率和工作水平的影响作用
现代教师不仅要有爱岗敬业的精神、渊博的学科知识以及先进的教育思想,还要具有运用现代教育技术进行教学与学习的能力。《几何画板》开创了适合数学教学的多媒体交互平台,基于这个平台使教师在网络上获得这个平台的各种丰富的课件和资料,使教师的工作效率得到极大的提高。由于这种新工具的出现提高了教师们在网络上的交流和沟通量,使教师取长补短,促进了教师水平的提高。
教师要担当起三种角色:课件制作者、学习指导者、人格影响者。 教师必须了解尽可能多的新信息技术,并用这些技术来制作教学材料。教师还要参与各种合作,与教育专家、学科专家、技术专家等加强联系,制作新课件,不断丰富课件库内容。 教师的主要工作是指导学生学习,为学生提供知识体系的线索和高质量课件的线索,在学习过程中,教师将监控、评估学生的学习情况,对存在的问题及学生提出的问题进行指导。教师对学生的人格形成负有责任,事实上,教师对学生的人格影响是巨大的。一批出类拔萃的人物,他们的一生中都遇到过这样三类教师:第一类是“磁石”般的教师,学生受到他们的吸引,感到教师可亲、学习有趣;第二类是“标杆”般的教师,学生以他们为榜样,处处效仿;第三类是“指南针”般的教师,学生在专业、学术、技能上一生接受他们的指导。未来教师应该具有现代教育理念,精通教学内容,掌握现代教育技术和方法,并以健康的人格影响力和高超的教学技艺指导学生去学习。这样的教师一般不可能直接从师范学校造就,而必须在教师的实际教学过程中造就。现代信息技术的发展周期越来越短,频率越来越快,科技含量越来越高,很难想象,在未来,教师能用传统的方式去应付瞬息万变的教育变革,唯一的出路是通过不断的重新学习,去不断地更新观念、充实知识、掌握方法。
四、《几何画板》是一座连接传统教学方法与现代教学方法的桥梁