基于交互式演示动画的立体几何教学初探

何婷婷　姜海波

摘  要：教学中利用交互动画演示能使学生亲眼看到几何图形的变化过程，学生在观看图形演变的过程中更易理解所学的抽象知识和体会数学的美，激发学习的兴趣和主动性。本文首先分析高中立体几何教学的现状以及需求，在此基础上，探讨立体几何教学中引入交互式演示动画的优点，最后给出利用交互式演示动画进行立体几何教学的建议。

关键词：交互式演示动画;立体几何;教学

《数学课程标准》指出：“要注意信息技术与课程内容的结合”，“注重发展学生的数感、符号意识、空间观念、几何直观”。要培养学生初步的立体空间观念能力和抽象几何图形直观，必须使得图形动起来，活起来，只有学生真切直观地看到几何图形地各种变化，学生才容易在大脑中感受图形，模拟它的形状。这样做还能极大激发学生强烈的求知欲，开拓学生视野，开发学生数学思维，更好地培养空间想象能力，因此，立体几何教学中引入交互式动画演示就变得可行，更具必要性。

一、立体几何教学的现状和需求

1、立体几何教学的现状

数学本身具有相对的抽象性，而立体几何的动态分析更是几何教学的重点和难点。现在的立体几何教学，由于教学设备的短缺和老师教学方式的简单单调，大多教师都是利用PPT展示图形或者直接在黑板上画出图形，不能呈现图形的变化过程，学生只能自行想象并通过练习加深对立体几何图形的理解。导致教学效果很难达到《数学课程标准》的要求。

再者，相对静止而又抽象的立体几何图形很难帮助学生及时、有效的吸收和掌握，导致课堂教学变得有些枯燥无味，难以激起学生自主参与学习的热情与内在积极性。久而久之，学生对立体几何“望而生畏”，降低了学习数学的自信心和兴趣。

2、立体几何教学的需求

立体几何教学是高中数学教育的重要组成部分，随着全国新课改持续深入，高中数学《课程标准》对学生空间思维想象能力培养提出了更严格的标准，并赋予了新的内容。《课程标准》中涉及的三维立体的几何能力定位适用于如何培养和发展学生把握空间图形关系的能力、空间几何想象能力等。要完成课程标准的培养任务，必须再现图形的变化过程。在图形变化过程的演示中，学生直观感受结果的形成过程。然而，传统的教学模式中，教师上课一般只利用静态的三维模型向学生演示，如直接利用彩色粉笔、直尺等以及圆规铅笔等绘画工具在黑板纸上完成绘图，协助引导学生形成初步理解。由于图形缺乏动态，学生很难理解，更无法在大脑想象。此时，交互式演示动画的重要性就体现出来，它能够实现让抽象几何关系呈现出一个动态的几何形式，帮助学生在观看动态变化的过程中更好理解几何规律。因此，为了贴切新课程标准的需求和学生更好的发展，立体几何教学中引入交互式演示动画就显得非常有必要。

二、基于交互式演示动画的立体几何教学的优点

1、教师利用交互式演示动画并结合书本内容精心设计教学情境，可带领学生体验真实交互感受，以及更深层次的趣味性和角色带入感，加强学生对抽象概念和不可见现象的感知。将单调的课堂变得丰富多彩有利于激发学生的学习动机和兴趣，增强学生自信心，提高学习效率。

2、让参与者与虚拟图形进行实时互动，从而获得一种奇妙的视觉体验，而且能够突破空间、时间以及其它客观限制，感受到在真实世界中无法亲身经历的体验，从而保证了中学生与课堂之间的互动性。

3、在学生思维局限超出学生现有认知水平的地方充分利用交互式动画进行演示，可让学生通过亲身体验直观观察加深理解，在學生就近发展区内解决。

4、交互式演示动画技术因其具有其独有的自然的交互、实时性、虚实自然的完美结合性等多项技术特点，使得学校传统的课堂教与学模式之间存在的二元互动关系能够真正地得到一次彻底地转变，学生课堂已开始不再只是纯粹仅仅是进行单纯和被迫地机械被动的被动重复来学习课堂知识，而是要进行一次主动与自觉式的自我独立式学习、探究，教师们自己则更可以发挥起到成为一个课程设计者、引导者、辅助者三位一体的重要积极作用。

三、利用交互式演示动画开展立体几何教学的建议

1. 、教师把事先准备好的交互式动画结合教学内容精心设计情境，带领学生入情入境，让学生对立体几何产生浓厚的兴趣，以兴趣为动力，利用情境使学生的上课激情以及对此技术所产生的效果的好奇达到最佳状态，以便获得更好的课堂效果。
2. 、教师在教学前，一定要充分分析学情，准确掌握所讲内容中哪些地方学生想象起来有困难，并作好标记。讲课时在学生想象不出来的地方充分利用交互式动画进行演示，让学生通过直观观察加深理解，努力让每一个学生都能明白，不掉队。
3. 、成立学习小组。利用小组形式，给他们布置立体几何相关的任务，并让学生们自由使用交互式动画进行观察理解，以便解决任务空间想象力的难点。最后让每个小组将他们讨论出的成果在讲台上借助PPT的形式进行展示。布置课后作业，将此素材库留在多媒体上，让学生可以自由使用，更加加深学生对立体几何的理解，让学生真真切切的感受到立体几何的各种变化。

立体几何教学中引入交互式演示动画，做到了理论与实际结合，教学与展现并存，更形象更具体，使学生在课堂中体会到身临其境之感，在直观学习立体几何的同时，深入知识其中去本质地理解这些抽象而深奥的数学知识点并灵活地加以运用。进一步转变了教学方式，优化课堂教学。还能够为师生交流、生生交流搭建平台，为学生学习和老师教学提供丰富的资源。同时展现出数学之美，既增强学生的空间立体想象能力，又激发同学们学习数学的兴趣。

参考文献

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基金项目：湖北文理学院大学生创新创业训练计划项目（S2020105109030）;湖北文理学院教学研究项目（JY2019068）;湖北文理学院“创新创业教育”教学研究专项项目.1B490CC2-5DC6-4534-B96D-7F1CF9027BF5