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【关键词】几何画板 优点 缺点 解决办法
《几何画板》(原名:The Geometer’s Sketchpad)是由美国Key Curriculum Press公司研制并出版的几何软件。它是一个适用于数学教学的软件平台,为教师和学生提供了一个探索几何图形内在关系的环境。该软件短小精悍,功能强大,能动态表现相关对象的关系,适合教师根据教学需要自编课件,因而在全国中小学广泛流行起来。面对基础教育蓬勃发展现代教育技术的景象,作为高中数学教师应该如何合理、恰当的使用《几何画板》辅助教学呢?在此,本人就几年来的对几何画板辅助教学的探索谈谈自己的看法。
一、《几何画板》在高中数学教学中的优点
1、制图速度快,精确度高
可以利用《几何画板》解决方程的近似解问题。如用二分法求方程lnx+3x-5=0的近似解(精确度为0.01).首先,设函数f(x)=lnx+3x-5,则方程lnx+3x-5=0的近似解等于函数f(x)=lnx+3x-5的零点问题,利用《几何画板》作出y=lnx与y=5-3x的图象,发现两函数的交点在区间[1,2]内.然后,将参数的精确度修改为十万分之一.新建参数n=1.00000,a=1.00000,b=2.00000,计算得 =-0.0945349,f(a)=-2.00000,f(b)=1.69315,再判断如果﹤0,则令x1= ,x2= b.
否则令x1= a,x2=.最后,隐藏a=1.00000,b=2.00000,并计算f(x1),f(x2)及x2?—x1的值,选中a,b及n进行迭代,通过改变n的值就可得到用二分法求方程lnx+3x-5=0的近似解所需的表格,根据精确度很容易得到所需的近似解为1.52344.
利用《几何画板》以后在讲解类似的课程时只需改变函数的表达式,及区间端点的值,就可求得所需的方程的近似解.这无疑是快捷简便又较为精确的事,比用计算器计算快多了,又节省了大量的课堂时间,学生学习的效率还不能提高吗?
在教学中,我们经常需要对同类型的函数图象在同一坐标系中进行比较,尤其是函数较多的时候,由于粉笔和黑板的局限性,往往绘制出的图象不够清晰,一些关键点容易重叠在一起,无法辨别。例如,在幂函数的教学中,要求作出函数y=x,y=x2,y=x3,y=x-1,y=的图象,并进行比较,显然如果用手工作图的话,不但耗费大量时间,更加无法保证精确性,像几个函数图象的公共点(1,1)就无法精确的呈现在学生面前,进而对函数性质的把握也就无法保证了。但是,利用《几何画板》我们就可以轻松解决上述问题,不但图象可以精确到点,更可节省大量时间来进行函数性质的研究。
2、动画制作功能强大,视觉冲击感强烈
用《几何画板》展示直线、圆、圆锥曲线非常方便。用《几何画板》展示曲线关于某点某线的对称图形让学生一目了然,也可以用《几何画板》展示习题。如,一个定圆C半径为r,圆C上一动点P关于定点A的对称点为Q,将CP按逆时针方向绕C点旋转90度,得到圆C上另一个点M,试求MQ的最值,以及是否存在r使M、Q两点重合的问题。让学生做出这个课件,只需拉动点P在圆C上滑动,或让P在C上动画,就可以直观形象地观察出P在何时MQ最大或最小.,再通过拖拉按钮r,可以看出确实存在r的某一个值,使M、Q重合。这样以来学生对习题有了一个图象形成和变化的过程,为利用代数方法的计算提供了一个动画思维的基础.
3、使“实验数学、操作数学”成为可能
数学的创新需要数学实验、猜想.在老师的指导下,几何画板可给学生创造一个实际“操作”几何图形的环境.通过任意拖动图形、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.
二、《几何画板》在高中数学教学中的缺点及解决办法
1、缺乏绘图的具体步骤,易导致学生实际操作能力不足
《几何画板》绘图尽管快速,准确,但其图象的生成过程却无法完整的呈现在学生面前,学生看到的只是结果,长此以往,学生的实际动手操作能力将明显退化。因此,在教学中,我们需要借助《几何画板》,但不能一味的依赖它,一些传统的教学手段依然有着举足轻重的作用,如“五点作图法”等。所以,笔者认为,在教学中要合理、恰当的使用《几何画板》,并结合传统教学手段,使之相辅相成,相得益彰。
2、图象生成的原理欠缺,学生易知其然而不知其所以然
在利用《几何画板》的教学中,尤其是一些定义,涉及参数的函数图象教学中,学生虽然能直观的观察到所需的图象,但对于图象生成、变化的原理却不知所以,使得所学知识易“教条化”,不利于学生思维的拓展和延伸。因此,笔者认为,在高中数学的教学中,利用《几何画板》教学时,可以事先安排课时并结合信息技术课培训学生《几何画板》的用法,这样学生可以自己动手按给定的数学规律和关系来制作图形(或图像、表格),从中观察事物的现象,通过类比和分析提出问题,还可进行实验来验证问题的真与假,从而发现恒定不变的几何规律。学生可以驾驶《几何画板》这一叶扁舟,在数学发展的历史长河中漫游,兴之所至,或探踪寻源,或荡舟而过。这是其它的教学媒体所办不到的,也是一般CAI软件功能所不及的。
综上所述,使用《几何画板》进行数学教学,具有渐进、形象、灵活等特点,通过具体的感性的信息呈现,能给学生留下更为深刻的印象,这样便于学生接受、加工处理信息,有利于学生形成良好的知识结构。但是,由于知识的形成必须经历实践——认识——再实践——再认识的过程,因此在使用《几何画板》教学时,切忌过于依赖,应该与传统教学手段相结合,使学生更自觉、更主动、深层次地参与到教学活动之中。这样,既能激发学生的情感、培养学生的兴趣,又能大大提高课堂效率。
《几何画板》(原名:The Geometer’s Sketchpad)是由美国Key Curriculum Press公司研制并出版的几何软件。它是一个适用于数学教学的软件平台,为教师和学生提供了一个探索几何图形内在关系的环境。该软件短小精悍,功能强大,能动态表现相关对象的关系,适合教师根据教学需要自编课件,因而在全国中小学广泛流行起来。面对基础教育蓬勃发展现代教育技术的景象,作为高中数学教师应该如何合理、恰当的使用《几何画板》辅助教学呢?在此,本人就几年来的对几何画板辅助教学的探索谈谈自己的看法。
一、《几何画板》在高中数学教学中的优点
1、制图速度快,精确度高
可以利用《几何画板》解决方程的近似解问题。如用二分法求方程lnx+3x-5=0的近似解(精确度为0.01).首先,设函数f(x)=lnx+3x-5,则方程lnx+3x-5=0的近似解等于函数f(x)=lnx+3x-5的零点问题,利用《几何画板》作出y=lnx与y=5-3x的图象,发现两函数的交点在区间[1,2]内.然后,将参数的精确度修改为十万分之一.新建参数n=1.00000,a=1.00000,b=2.00000,计算得 =-0.0945349,f(a)=-2.00000,f(b)=1.69315,再判断如果﹤0,则令x1= ,x2= b.
否则令x1= a,x2=.最后,隐藏a=1.00000,b=2.00000,并计算f(x1),f(x2)及x2?—x1的值,选中a,b及n进行迭代,通过改变n的值就可得到用二分法求方程lnx+3x-5=0的近似解所需的表格,根据精确度很容易得到所需的近似解为1.52344.
利用《几何画板》以后在讲解类似的课程时只需改变函数的表达式,及区间端点的值,就可求得所需的方程的近似解.这无疑是快捷简便又较为精确的事,比用计算器计算快多了,又节省了大量的课堂时间,学生学习的效率还不能提高吗?
在教学中,我们经常需要对同类型的函数图象在同一坐标系中进行比较,尤其是函数较多的时候,由于粉笔和黑板的局限性,往往绘制出的图象不够清晰,一些关键点容易重叠在一起,无法辨别。例如,在幂函数的教学中,要求作出函数y=x,y=x2,y=x3,y=x-1,y=的图象,并进行比较,显然如果用手工作图的话,不但耗费大量时间,更加无法保证精确性,像几个函数图象的公共点(1,1)就无法精确的呈现在学生面前,进而对函数性质的把握也就无法保证了。但是,利用《几何画板》我们就可以轻松解决上述问题,不但图象可以精确到点,更可节省大量时间来进行函数性质的研究。
2、动画制作功能强大,视觉冲击感强烈
用《几何画板》展示直线、圆、圆锥曲线非常方便。用《几何画板》展示曲线关于某点某线的对称图形让学生一目了然,也可以用《几何画板》展示习题。如,一个定圆C半径为r,圆C上一动点P关于定点A的对称点为Q,将CP按逆时针方向绕C点旋转90度,得到圆C上另一个点M,试求MQ的最值,以及是否存在r使M、Q两点重合的问题。让学生做出这个课件,只需拉动点P在圆C上滑动,或让P在C上动画,就可以直观形象地观察出P在何时MQ最大或最小.,再通过拖拉按钮r,可以看出确实存在r的某一个值,使M、Q重合。这样以来学生对习题有了一个图象形成和变化的过程,为利用代数方法的计算提供了一个动画思维的基础.
3、使“实验数学、操作数学”成为可能
数学的创新需要数学实验、猜想.在老师的指导下,几何画板可给学生创造一个实际“操作”几何图形的环境.通过任意拖动图形、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.
二、《几何画板》在高中数学教学中的缺点及解决办法
1、缺乏绘图的具体步骤,易导致学生实际操作能力不足
《几何画板》绘图尽管快速,准确,但其图象的生成过程却无法完整的呈现在学生面前,学生看到的只是结果,长此以往,学生的实际动手操作能力将明显退化。因此,在教学中,我们需要借助《几何画板》,但不能一味的依赖它,一些传统的教学手段依然有着举足轻重的作用,如“五点作图法”等。所以,笔者认为,在教学中要合理、恰当的使用《几何画板》,并结合传统教学手段,使之相辅相成,相得益彰。
2、图象生成的原理欠缺,学生易知其然而不知其所以然
在利用《几何画板》的教学中,尤其是一些定义,涉及参数的函数图象教学中,学生虽然能直观的观察到所需的图象,但对于图象生成、变化的原理却不知所以,使得所学知识易“教条化”,不利于学生思维的拓展和延伸。因此,笔者认为,在高中数学的教学中,利用《几何画板》教学时,可以事先安排课时并结合信息技术课培训学生《几何画板》的用法,这样学生可以自己动手按给定的数学规律和关系来制作图形(或图像、表格),从中观察事物的现象,通过类比和分析提出问题,还可进行实验来验证问题的真与假,从而发现恒定不变的几何规律。学生可以驾驶《几何画板》这一叶扁舟,在数学发展的历史长河中漫游,兴之所至,或探踪寻源,或荡舟而过。这是其它的教学媒体所办不到的,也是一般CAI软件功能所不及的。
综上所述,使用《几何画板》进行数学教学,具有渐进、形象、灵活等特点,通过具体的感性的信息呈现,能给学生留下更为深刻的印象,这样便于学生接受、加工处理信息,有利于学生形成良好的知识结构。但是,由于知识的形成必须经历实践——认识——再实践——再认识的过程,因此在使用《几何画板》教学时,切忌过于依赖,应该与传统教学手段相结合,使学生更自觉、更主动、深层次地参与到教学活动之中。这样,既能激发学生的情感、培养学生的兴趣,又能大大提高课堂效率。