新世纪《空间解析几何》直观性教学探索

2022-09-11

1 引言

随着计算机科学技术的飞速发展和微型计算机处理速度的提高促使了图形学与计算机技术的结合, 为直观性教学带来了机遇和挑战。近年来虽然许多高校增加了计算机辅助教学方面的投入, 但是大多数作者只是在多媒体教学上做一定的探索和实践[1,2,3,4], 把直观性教学中多种手段结合在一起进行探索与实践的研究并不多见。空间解析几何是理工科专业的一门必修课, 是培养学生空间想象能力和数学思维的一门重要基础课程, 但由于其本身抽象性强, 在以往教学中仅仅使用实物模型、幻灯、投影提高学生的理解能力已经不能满足现代教学进程的要求。在实际教学过程中需要用到大量的三维图形, 利用计算机图像处理技术创建的一种逼真的三维空间环境, 结合传统手段应用于教学过程中能生动形象地表现教学内容, 有效地营造一个良好的教学环境, 提高学生获取知识、掌握技术、发展能力的效率, 达到优化教学过程, 提高教学质量的目的。由于多媒体系统具有亲临其境的真实感和超越现实的虚拟性, 把它和传统的多种教学方法合理交替使用, 能够使学生把具体和抽象结合起来, 促进他们全面深刻的掌握知识, 全面透彻的理解问题。

2《空间解析几何》直观性教学探索实践

2.1 传统教学法在教学中的运用

实物、模型、挂图是空间解析几何教学中重要的直观性教学手段。实物直观所得到的感性知识同实际事物间的联系较为直接密切, 在实际生活中的定向作用也比较好, 但受时间、空间限制且感官特性的制约性较大, 常常难以突出事物的本质要素。使用的挂图又都是放大的立体图和平面图或它们的组合.使用的模型可以有老师演示或由学生亲自操作, 因而直观性较强, 使用方便, 容易引起学生的兴趣, 并能培养学生的空间想象力和提高空间思维能力, 是一种很好教学手段。但是教具数量上和便携性上具有一定限制, 有很多问题往往不能通过上述手段给出直观演示。

在教学中我们注重模型和挂图的选取, 选用挂图上我们尽可能的选取有典型性、代表性的使它们符合教学要求, 并能有效地形成学生清晰的表象;在使用模型时, 我们选择演示法, 配以讲授法, 演示与讲授交替进行。在出示模型时, 可先引导学生进行观察, 启发他们思考, 从观察中得出应有的结论;或运用倒叙的方法从教学结论出发, 先讲述书本上的有关知识, 再以直观的形式加以论述验证。

2.2 现代教学方法在教学中的运用

幻灯和投影片、多媒体课件是现代直观性教学不可缺少的教学手段。幻灯、投影器是现代化的教学手段, 它既易于激发学生的学习兴趣和内部动机, 又能活跃学生的思维形成, 对所学教材内容易于理解, 便于记忆和掌握。这样能减轻学生的学习负担, 使他们轻松愉快地进行学习。尤其是多媒体的使用, 多媒体计算机提供的外部刺激不是单一的刺激, 而是多种感官的综合刺激, 这对于知识的获取和保持都是非常重要的。多媒体技术既能看得见, 又能听得见, 还能用手操作。这样通过多种感官的刺激获取的信息量, 信息和知识是密切相关的, 获取大量的信息就可以掌握大量的知识, 这就是说, 如果既能听到又能看到, 再通过讨论、交流用自己的语言表达出来, 这大大加深了学生对空间解析几何中抽象问题的理解, 这也是直观性教学发展的一个新趋势。

在教学中由于幻灯和投影片、多媒体的特点, 实际上不是所有教室都有多媒体设备, 同时对多媒体课件制作也有很高要求, 所以多媒体的使用也存在一定问题。

2.3 传统教学法与现代教学法相结合及优点

虽然现代教学法有很多的优点, 但是我们也不能盲目的使用, 要把传统教学法与现代教学法有机结合起来。教学手段各有所长, 只能是多样化的有机结合, 相辅相成才能取得好的效果。比如空间解析几何中教学中通过直接讲授或使用模型能讲授清楚的内容就不一定要用幻灯、投影、多媒体教学, 例如:向量运算以及空间直线及其方程等内容我们就选取讲授的方式。在使用现代教学手段时我们遵循有所重点有所取舍的选材。对于抽象不易理解的知识、复杂而难以用语言表述的内容我们就使用多媒体等手段。如讨论椭球面、双曲面、抛物面等立体图形交面等问题的时候, 我们就用多媒体给出示意图、动画等, 将抽象的难于形容的问题直观形象的表现出来。由于我们充分重视直观性教学的优势, 精心准备了幻灯片和适用于学生实际情况的多媒体课件, 既体现了教师的主导作用又注重与学生的交流大大调动了学生的兴趣。学生的主体作用得到了充分的发挥, 在实践中取得了良好的教学效果。直观教学是样例学习的一种方法。样例学习能掌握人类所积累起来的间接知识经验, 能高效率地掌握系统全面的科学文化知识和相应的技能。直观教学不仅仅是为了提高学生的学习兴趣和获得直观的感性认识, 更重要的是启发学生思维, 培养学生的认识能力。在运用直观教具过程中要让学生对所发生的现象和过程进行比较、分类、分析、综合、归纳, 使学生在感性认识的基础上形成概念并进行判断和推理从而获得对事物本质和规律的认识能力。

摘要：本文主要论述新形势下《空间解析几何》直观性教学改革探索实践的必要性以及主要方向和内容。在教学过程中充分利用直观性教学手段能加深学生对问题的理解, 提高学生学习兴趣, 提高教学质量。

关键词：直观性,多媒体,课件,实物模型