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[关键词:立体几何;直观性;高效性]
在正方体ABCD-A1B1C1D1中,三棱锥A1-BC1D内切球的表面积为4π,求正方体外接球的体积。
立体几何是培养学生的逻辑思维能力和空间想象能力的有效途径,直观性原则更是让学生学习锦上添花。如何引导、发现、解决、激发兴趣,培养能力呢?需要善于捕捉信息,适时拓展,让学生迸发出思维的火花。
一、规范的图形使思维活跃、空间位置关系直观清晰
正确做出直观图形,如图1。
通过图形发现三棱锥A1-BC1D为正四面体,它的中心就是正方体的中心且到顶点的距离就是外接球的半径。
结论:若锥体顶点为长方体顶点则锥体外接球即为长方体外接球。
二、靈活确定底面,有利于求出有关需要的长度
由于正四面体可以用任何一个面为底面,摆正图形,如图2.根据直观图明确球心就是正四面体的中心,既是内切球又是外切球的球心,通过构建相关的直角三角形可解出相关线段关系。
三、加深理解,提高效率
在图2中,设正四面体边长为a,∴BE=[32a],
O1为△BC1D中心,∴BO1=[33a],
[A1O1=AB2-BO12=a2-13a2=63a]
在Rt△BO1O中,[BO2=BO12 OO12=13a2 63a-OB2]
OB=[64a]∴[A1O∶A1O1=3∶4]即[OO1∶OA1=1∶3]
通过计算,我们发现外接球半径和内切球的半径之比为3∶1。让学生在学习中发现结论,享受成功的愉悦。
四、问题探究,激发兴趣
创设情境,激发学生独立思考的兴趣,通过开放式问题设置,培养学生的思考的深度,通过对解题策略的探究,在反思中提升思考能力。
解决立体几何问题一个重要思想即将立体问题平面化,类比三角形内切圆半径r,面积S,周长C之间的关系我们知道半径[r=2SC],四面体中是否也有这样的关系呢?
正四面体的内切球的半径与它的体积之间有什么关系?让学生思考观察得到:
[V=4?13S△BC1D?r=13S△BC1D?A1O1]
∴r∶h=1∶4,则内切球和外接球半径为1∶3。
结论:四面体内切球半径r,体积V,表面积S间的关系即:[r=3VS]。
通过比较,使学生掌握结论的形成过程及不同途径,从而激发了学习兴趣。
五、巧用载体,理解关系
高效的课堂使知识理解掌握达到事半功倍的效果,能够利用适当的载体会使学习轻松有效。让学生做出四棱锥A1-BC1D的三视图如图3。
从而悟出三视图与几何体之间的内在联系:可通过恰当的载体转换,让三视图的理解进一步提高。
课堂是一门学问,更是一种艺术,如何使学生在知识的海洋遨游,享受学习的乐趣呢?充分利用直观形象的感知,巧设问题,让课堂更高效。
在正方体ABCD-A1B1C1D1中,三棱锥A1-BC1D内切球的表面积为4π,求正方体外接球的体积。
立体几何是培养学生的逻辑思维能力和空间想象能力的有效途径,直观性原则更是让学生学习锦上添花。如何引导、发现、解决、激发兴趣,培养能力呢?需要善于捕捉信息,适时拓展,让学生迸发出思维的火花。
一、规范的图形使思维活跃、空间位置关系直观清晰
正确做出直观图形,如图1。
通过图形发现三棱锥A1-BC1D为正四面体,它的中心就是正方体的中心且到顶点的距离就是外接球的半径。
结论:若锥体顶点为长方体顶点则锥体外接球即为长方体外接球。
二、靈活确定底面,有利于求出有关需要的长度
由于正四面体可以用任何一个面为底面,摆正图形,如图2.根据直观图明确球心就是正四面体的中心,既是内切球又是外切球的球心,通过构建相关的直角三角形可解出相关线段关系。
三、加深理解,提高效率
在图2中,设正四面体边长为a,∴BE=[32a],
O1为△BC1D中心,∴BO1=[33a],
[A1O1=AB2-BO12=a2-13a2=63a]
在Rt△BO1O中,[BO2=BO12 OO12=13a2 63a-OB2]
OB=[64a]∴[A1O∶A1O1=3∶4]即[OO1∶OA1=1∶3]
通过计算,我们发现外接球半径和内切球的半径之比为3∶1。让学生在学习中发现结论,享受成功的愉悦。
四、问题探究,激发兴趣
创设情境,激发学生独立思考的兴趣,通过开放式问题设置,培养学生的思考的深度,通过对解题策略的探究,在反思中提升思考能力。
解决立体几何问题一个重要思想即将立体问题平面化,类比三角形内切圆半径r,面积S,周长C之间的关系我们知道半径[r=2SC],四面体中是否也有这样的关系呢?
正四面体的内切球的半径与它的体积之间有什么关系?让学生思考观察得到:
[V=4?13S△BC1D?r=13S△BC1D?A1O1]
∴r∶h=1∶4,则内切球和外接球半径为1∶3。
结论:四面体内切球半径r,体积V,表面积S间的关系即:[r=3VS]。
通过比较,使学生掌握结论的形成过程及不同途径,从而激发了学习兴趣。
五、巧用载体,理解关系
高效的课堂使知识理解掌握达到事半功倍的效果,能够利用适当的载体会使学习轻松有效。让学生做出四棱锥A1-BC1D的三视图如图3。
从而悟出三视图与几何体之间的内在联系:可通过恰当的载体转换,让三视图的理解进一步提高。
课堂是一门学问,更是一种艺术,如何使学生在知识的海洋遨游,享受学习的乐趣呢?充分利用直观形象的感知,巧设问题,让课堂更高效。