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摘 要:要想使学生面对复杂问题能得心应手,就必须培养他们的解题能力。然而,教师在教学中如何更好地引导学生解答问题,不断提高学生的解题能力是一项长期的工作。解题能力标志着一个人的数学水平。教师能否培养并提高学生的解题能力,不仅直接关系到学生学习数学的成功与否,而且是衡量教师数学教学业务水平高低的重要标尺之一。那么,如何培养学生的解题能力呢?本文此问题谈一谈几点想法。
关键词:相贯线;解题能力;机械制图
在机器设备及其零部件上,经常遇到两基本体相交的情况,这种组合方式叫相贯,在他们表面相交处所产生的交线,称为相贯线。它通常是一条闭合的空间曲线。解题时需要学生具有较丰富的空间思维能力,同时还要较熟练地掌握几何元素的投影原理和正确的作图方法。在以前的教学中,教师对解题方法只强调“多做多练,孰能生巧”,结果使学生缺乏正确的解题思路,不善于运用几何元素的基本投影规律,导致学生的独立解题能力差,一直停留在既不“熟”,也不“巧”的水平。
实践证明,为了使学生在解题时逐步做到“熟”与“巧”,在教学活动中要充分发挥教师的主导作用,不能局限于书本上的文字和图例,备课的重点应放在组织内容的系统性,确定教授方法,选择合适的图例。
学生解题无从下手的重要原因是不能掌握解题的思维方法,造成思路混乱。在讲课时要抓住这个主要矛盾,教给学生在解题中保持准确而清晰的思路。
例如:解两立体表面交线时(图1),可用以下的程序启发学生简历正确的思路。
第一,引导学生正确理解题目的已知条件。学生不会作相贯类型的题,首先是对已知条件分析不清,要先从对几何体投影再巩固的角度,利用“对线条”方法讲清圆柱和圆锥三面投影状态。接着交代两者的位置关系,应注意同时讲清各自对投影面的位置以及圆柱和圆锥的相对位置。
第二,利用体形和面形分析原理,研究交线的空间形状。在左视图上运用体形分析得出该相贯体是圆柱穿透圆锥,一进一出形成两条独立的相贯线。再由面形分析看出是圆柱面与圆锥面相交,其交线不是直线和圆,而是形状相同、左右对称的两条封闭空间曲线。
第三,根据相贯线的空间形状,分析它的投影状态。首先解决问题的重点,即应用立体表面投影的积聚型原理,搞清相贯线在三面投影图中的已知和未知投影。圆柱与圆柱相交,有两面投影已知,圆柱与圆锥相交,有一面投影已知,但球与圆锥相交,由于两个立体的表面在三面投影图中均无积聚性,因此相贯线的三面投影均属未知。图1左视图圆柱表面投影有积聚性,所以它的侧面投影已知,再分析相贯线未知投影的大体形状。通过对相贯线投影状态的分析,相当一部分习题可以充分利用已知投影求未知投影,学生概念清楚,作图简捷。
第四,研究如何选择未知合理的辅助切平面。它是解题中的一个难点。先阐明为什么一般都选用投影面平行面的辅助切平面,再交代辅助切平面的选择原则是:截割两个回转体,各自得到的截交线均应是圆或直线。最后得出结论:两回转体相交时,切平面要垂直于立体的回转轴线,并平行于某一投影面。用此结论可以解释图1为什么只能选水平面为切平面。
第五,讲清作图原理。这一步只讲两立体表面共有点的作图原理,把结论落实到表面点的投影求法上。教师可根据学生水平,也可以在讲此原理之前对求立体表面点投影进行简单的再巩固。
第六,分析具体作图步骤。影响作图精确性的主要因素有:相贯线投影图权限范围的确定;相贯线上求出一般点分布的均匀性;相贯线转向处应是圆角或尖角以及可见与不可见的正确处理。为得到较准确的相贯线投影图,应以这三点为中心讲解作图步骤。先讲如何判断并画出特殊点三面投影以解决及转向位置问题,再讲利用辅助切平面求出适量分布较均匀的一般点投影,最后再连结各点同面投影。求相贯线投影时,要重点抓住转向处转角形状和可见性的处理。
第七,相贯线画法的特殊情况。两回转体相交,在一般情况下相贯线是空间曲线,但在特殊情况下相贯线也可能是平面曲线或直线。下面介绍几种常见的情况:(1)同轴的两回转体相交,相贯线是垂直于轴线的圆;(2)切于同一球面的两回转体相交(圆柱与圆柱、圆柱与圆锥、圆锥与圆锥),其相贯线为两个相交的垂直于公共对称面的椭圆;(3)轴线相互平行的两圆柱相交,两圆柱面上的相贯线是两条平行于轴线的直线。
有效地使学生掌握知识和技能,是每一位教师责无旁贷的追求。面对学生解题无从下手的状态,教师应尝试不同的教学方法,力求在有限的课堂上收获最大的教学成果。通过以求相贯线为例,证明只有正确引导学生明白解题的原理,才能激发学生形成独立的解题思维。因此,教师应在今后的教学过程中有意识地培养学生的解题能力,使学生摆脱解题时既不“熟”也不“巧”的状态,从根本上提高专业技术水平。
关键词:相贯线;解题能力;机械制图
在机器设备及其零部件上,经常遇到两基本体相交的情况,这种组合方式叫相贯,在他们表面相交处所产生的交线,称为相贯线。它通常是一条闭合的空间曲线。解题时需要学生具有较丰富的空间思维能力,同时还要较熟练地掌握几何元素的投影原理和正确的作图方法。在以前的教学中,教师对解题方法只强调“多做多练,孰能生巧”,结果使学生缺乏正确的解题思路,不善于运用几何元素的基本投影规律,导致学生的独立解题能力差,一直停留在既不“熟”,也不“巧”的水平。
实践证明,为了使学生在解题时逐步做到“熟”与“巧”,在教学活动中要充分发挥教师的主导作用,不能局限于书本上的文字和图例,备课的重点应放在组织内容的系统性,确定教授方法,选择合适的图例。
学生解题无从下手的重要原因是不能掌握解题的思维方法,造成思路混乱。在讲课时要抓住这个主要矛盾,教给学生在解题中保持准确而清晰的思路。
例如:解两立体表面交线时(图1),可用以下的程序启发学生简历正确的思路。
第一,引导学生正确理解题目的已知条件。学生不会作相贯类型的题,首先是对已知条件分析不清,要先从对几何体投影再巩固的角度,利用“对线条”方法讲清圆柱和圆锥三面投影状态。接着交代两者的位置关系,应注意同时讲清各自对投影面的位置以及圆柱和圆锥的相对位置。
第二,利用体形和面形分析原理,研究交线的空间形状。在左视图上运用体形分析得出该相贯体是圆柱穿透圆锥,一进一出形成两条独立的相贯线。再由面形分析看出是圆柱面与圆锥面相交,其交线不是直线和圆,而是形状相同、左右对称的两条封闭空间曲线。
第三,根据相贯线的空间形状,分析它的投影状态。首先解决问题的重点,即应用立体表面投影的积聚型原理,搞清相贯线在三面投影图中的已知和未知投影。圆柱与圆柱相交,有两面投影已知,圆柱与圆锥相交,有一面投影已知,但球与圆锥相交,由于两个立体的表面在三面投影图中均无积聚性,因此相贯线的三面投影均属未知。图1左视图圆柱表面投影有积聚性,所以它的侧面投影已知,再分析相贯线未知投影的大体形状。通过对相贯线投影状态的分析,相当一部分习题可以充分利用已知投影求未知投影,学生概念清楚,作图简捷。
第四,研究如何选择未知合理的辅助切平面。它是解题中的一个难点。先阐明为什么一般都选用投影面平行面的辅助切平面,再交代辅助切平面的选择原则是:截割两个回转体,各自得到的截交线均应是圆或直线。最后得出结论:两回转体相交时,切平面要垂直于立体的回转轴线,并平行于某一投影面。用此结论可以解释图1为什么只能选水平面为切平面。
第五,讲清作图原理。这一步只讲两立体表面共有点的作图原理,把结论落实到表面点的投影求法上。教师可根据学生水平,也可以在讲此原理之前对求立体表面点投影进行简单的再巩固。
第六,分析具体作图步骤。影响作图精确性的主要因素有:相贯线投影图权限范围的确定;相贯线上求出一般点分布的均匀性;相贯线转向处应是圆角或尖角以及可见与不可见的正确处理。为得到较准确的相贯线投影图,应以这三点为中心讲解作图步骤。先讲如何判断并画出特殊点三面投影以解决及转向位置问题,再讲利用辅助切平面求出适量分布较均匀的一般点投影,最后再连结各点同面投影。求相贯线投影时,要重点抓住转向处转角形状和可见性的处理。
第七,相贯线画法的特殊情况。两回转体相交,在一般情况下相贯线是空间曲线,但在特殊情况下相贯线也可能是平面曲线或直线。下面介绍几种常见的情况:(1)同轴的两回转体相交,相贯线是垂直于轴线的圆;(2)切于同一球面的两回转体相交(圆柱与圆柱、圆柱与圆锥、圆锥与圆锥),其相贯线为两个相交的垂直于公共对称面的椭圆;(3)轴线相互平行的两圆柱相交,两圆柱面上的相贯线是两条平行于轴线的直线。
有效地使学生掌握知识和技能,是每一位教师责无旁贷的追求。面对学生解题无从下手的状态,教师应尝试不同的教学方法,力求在有限的课堂上收获最大的教学成果。通过以求相贯线为例,证明只有正确引导学生明白解题的原理,才能激发学生形成独立的解题思维。因此,教师应在今后的教学过程中有意识地培养学生的解题能力,使学生摆脱解题时既不“熟”也不“巧”的状态,从根本上提高专业技术水平。