运用数学动画 内化数学教学

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  现代信息技术与数学整合的核心是多媒体技术的应用,而高品质的多媒体课件中离不开使用动画场面,因而动画的应用也是多媒体课件必不可少的一部分。那么在数学教学中如何应用多媒体动画技术呢?笔者结合教学实践谈谈自己的一些认识与做法。
  
   一、在教学的难点处应用
  
  
  数学知识是抽象的,又是具体的;是静止的,又是动态的。教学呈现的空间是有限的,但知识反映的内涵是无限的。而体会知识的具体与抽象、静态与动态、有限与无限往往是数学课的重点和难点。多媒体动画的应用有助于学生对重点知识的理解和对难点的突破。
  如(图1):已知:Rt△ABC的两条直角边分别为a,b,斜边长为c,求证:a2+b2=c2
  教科书的基本思路是对图形作适当的分割,然后通过移、补、拼、凑等手段显出图形间的关系,而学生对于用拼、移、补、凑进行证题是很有疑问的,因而成了本课的难点。笔者用flash软件制作了动画(如图2),通过按钮控制依次显示四个直角三角形从外向内拼成正方形的过程,使学生在生动直观的动画演示中建构知识,自然而然地解决了疑问,突破了难点,渗透了数形结合的思想方法。
  
  二、在探究活动中应用
  
  探究性活动是指在学科领域或现实生活的情境中,教师不把构成教学目标的有关概念和认知策略直接告诉学生,取而代之的是以学生的主体实践活动为主线展开教学过程。恰当适时地应用多媒体动画,可为学生自主探究数学世界提供强有力的工具。如:
  
  观察表中后两列的数据,在直角三角形中,三边长之间有什么关系?再任意画一个直角三角形试一试。
  “任意画一个直角三角形”学生都能做到,但画出的直角三角形是有限的,那么如何实现从有限到无限的过渡,更好地验证在测量操作中发现的规律,使学生从更深层次理解规律的普遍意义呢?笔者制作了验证勾股定理的动画(如图3),让学生利用动画的测量计算功能拖动点C,出现不同形状的四边形ACGH、AFEB及其相应的面积,记录如下:
  
  计算机的计算、动画平台帮助学生在自主探索、合作交流的过程中自然而然地完成了数学知识的建构,实现了教学内容的弹性化、学生发展空间的扩大化,体现了以学生发展为本的主体教育观。
  
  三、在创设情境时应用
  
  多媒体动画引入数学课堂,可以创造一种符合学生认知规律的轻松和谐的研究范围与环境,创设接近实际的数学学习情境。
  如在圆柱、圆锥、圆台等旋转体的概念教学时,应用模型演示后学生对“矩形绕边旋转得到的几何体是圆柱”、“直角三角形绕直角边旋转得到的几何体是圆锥”、“直角梯形绕直角腰旋转得到的几何体是圆台”虽有理解,但还显得肤浅,有点美中不足。此时多媒体动画可以充分发挥其不可替代的优越性,通过几何画板制作一个动画课件可实现圆柱、圆锥和圆台的独立演示(如图4)。演示形成的情境是传统的模型演示不能形成的,也是在现实生活中极难看到的,而在这里点击动画控制按钮,不但让学生直观地看到3个旋转体的形成过程,而且让学生理解了圆柱、圆锥和圆台之间的关系,此时多媒体动画技术成了搭建空间想象力的桥梁。
  
  
  四、在数学实验时应用
  
  数学源于直观和实践,数学无论怎样形式化,实验都是重要的数学方法。电脑的动态情境可以为学生“做”数学提供必要工具和手段,使学生可以自主地在“问题空间”或“求知空间”里进行探究,来做“数学实验”。
  如在学完勾股定理后,可利用几何画板开展数学实验,进行从勾股定理到图形面积关系的拓展。①提出问题:如果以直角三角形的三条边a,b,c为边,向三角形外分别作相似的多边形,请测量出S1、S2、S3的面积,并思考三者之间的关系。②设计实验方案:教师引导学生设计了三种方案(如图5),测量出S1、S2、S3的面积,然后拖动点C后再次测量,如此多次拖动,观察S1、S2、S3的变化及三者之间的关系。③实验操作:学生按方案进行操作,第一次测量发现S1、S2、S3之间的关系,如此多次拖动,记录测量结果,发现S1、S2、S3间的关系不变。④学生根据实验记录作出结论:在一个直角三角形中,在斜边上所画的任何图形的面积,等于在两个直角边上所画的与其相似的图形的面积之和。⑤理论证明:以上实验让学生通过动手操作,发现、体验和建构知识,更透彻地理解了数学知识,体会到数学的本质,培养了学生的创新意识和解决问题的能力。
  
  总之,多媒体动画的应用应紧扣教材,不能游离于知识教学之外,应融入知识教学之中,在教学实践中,教师应适时、适度地运用多媒体动画改变学生的学习方式,扩展学生的学习内容,使学生乐意并有更多的精力投入到现实的、探索性的数学活动中去。
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