[摘? 要] 在高三復(fù)習(xí)教學(xué)中,教師要為學(xué)生提供機(jī)會(huì)參與課堂,在參與的過程中通過觀察、分析、對(duì)比、聯(lián)想、反思、總結(jié)等學(xué)習(xí)活動(dòng)發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)本質(zhì)、掌握解題方法、積累解題經(jīng)驗(yàn),以此發(fā)展數(shù)學(xué)思維,提高自主學(xué)習(xí)能力,提升高三復(fù)習(xí)效率.
[關(guān)鍵詞] 復(fù)習(xí)教學(xué);解題經(jīng)驗(yàn);復(fù)習(xí)效率
在高三復(fù)習(xí)課堂中,部分教師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行簡(jiǎn)單的知識(shí)梳理后,就將學(xué)生帶入“題?!?,以期借助“題?!睂?shí)現(xiàn)知識(shí)的鞏固和強(qiáng)化,提升解題技能,提高解題效率. 但機(jī)械重復(fù)的練習(xí)不僅不能幫助學(xué)生積累豐富的解題經(jīng)驗(yàn),而且容易造成學(xué)生心理負(fù)擔(dān),影響復(fù)習(xí)效率. 為了改變這一現(xiàn)狀,在習(xí)題的設(shè)計(jì)上應(yīng)該做到精挑細(xì)選,不貪多,不求快,充分發(fā)揮例題、習(xí)題的引導(dǎo)作用,通過其推廣應(yīng)用來拓展學(xué)生的思路,讓學(xué)生掌握和理解數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的方法,以此提升復(fù)習(xí)有效性[1]. 筆者教學(xué)“空間幾何體的體積”時(shí),為了更好地發(fā)展學(xué)生,讓學(xué)生獲得解題經(jīng)驗(yàn),做了一些嘗試,取得了一點(diǎn)效果,現(xiàn)分享給大家,以期共鑒.
教學(xué)分析
1. 內(nèi)容分析
求幾何體的體積涉及空間點(diǎn)、線、面的位置關(guān)系,空間角和距離的數(shù)量關(guān)系等相關(guān)內(nèi)容,其綜合性強(qiáng),對(duì)學(xué)生的空間想象能力、邏輯推理能力、數(shù)學(xué)運(yùn)算能力、數(shù)學(xué)綜合運(yùn)用能力的要求較高,是公認(rèn)的教學(xué)難點(diǎn),同時(shí)也是高考的熱門考點(diǎn).
2. 學(xué)情分析
本節(jié)課內(nèi)容在新知教學(xué)時(shí)重點(diǎn)講解過,并進(jìn)行過強(qiáng)化訓(xùn)練,因此學(xué)生具有一定的解題經(jīng)驗(yàn)和自主學(xué)習(xí)能力,以上知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、方法、能力為實(shí)現(xiàn)“生本”高效課堂提供了智力支持和精神動(dòng)力.
3. 教學(xué)目標(biāo)
(1)通過復(fù)習(xí)求幾何體體積的計(jì)算公式,幫助學(xué)生理解空間幾何體體積公式中各個(gè)量之間的內(nèi)在關(guān)系,幫助學(xué)生建構(gòu)完善的認(rèn)知體系.
(2)幫助學(xué)生理解并掌握求空間幾何體體積常用的方法.
(3)培養(yǎng)學(xué)生的空間觀念,增強(qiáng)學(xué)生的轉(zhuǎn)化和化歸意識(shí),提升學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng).
4. 教學(xué)重點(diǎn)
幾何體體積的計(jì)算.
5. 教學(xué)難點(diǎn)
確定幾何體的高.
教學(xué)實(shí)錄
1. 知識(shí)梳理
根據(jù)導(dǎo)學(xué)案要求,學(xué)生獨(dú)立完成表1.
師:課前讓大家填寫表格,大家都填好了嗎?
生齊聲答:填好了. (筆者點(diǎn)名讓學(xué)生回答,并投影展示)
師:仔細(xì)觀察這些公式,它們之間有什么聯(lián)系?(學(xué)生不語)
師:結(jié)合圖1,說一說你有什么發(fā)現(xiàn). (學(xué)生積極討論)
生1:對(duì)于棱臺(tái),若上底面逐漸擴(kuò)大,當(dāng)上底面和下底面全等時(shí),則棱臺(tái)就變成了棱柱;反之,若上底面逐漸縮小,當(dāng)縮成一個(gè)點(diǎn)時(shí),則棱臺(tái)就變成了棱錐. 圓臺(tái)、圓柱、圓錐的變化規(guī)律與之相同.
師:說得很好,現(xiàn)在誰來說一說,這些公式有什么聯(lián)系?(學(xué)生躍躍欲試)
生2:對(duì)于臺(tái)體的體積公式,當(dāng)S=S時(shí),可得柱體的體積公式;當(dāng)S=0時(shí),可得錐體的體積公式.
設(shè)計(jì)意圖 課前通過表格回顧舊知,喚醒學(xué)生的記憶. 課上引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合幾何示意圖觀察柱體、臺(tái)體和錐體之間的內(nèi)在關(guān)系,以便學(xué)生理解和記憶. 同時(shí),借助幾何示意圖提高學(xué)生的直觀想象素養(yǎng),為接下來的解題活動(dòng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).
2. 例題精講
在復(fù)習(xí)教學(xué)中,為了更好地將知識(shí)、方法、經(jīng)驗(yàn)融合在一起,例題、習(xí)題教學(xué)必不可少. 不過教師選擇例題、習(xí)題時(shí)切勿貪多、貪新、貪難,應(yīng)依據(jù)實(shí)際情況和教學(xué)目標(biāo)合理安排,要確保其具有一定的針對(duì)性和目的性,盡量做到一題一得,讓每一個(gè)學(xué)生都能獲得不同程度的提升[2].
(1)自然引出“公式法”.
問題1 將一個(gè)長(zhǎng)為4、寬為2的矩形卷成一個(gè)圓柱,求該圓柱的體積.
師:大家可以選擇合適的素材,如書、草稿紙等矩形卷一卷,該如何卷,體積如何算?
問題給出后,學(xué)生積極操作,很快給出了答案.
生1:以4為圓柱的底面周長(zhǎng),此時(shí)圓柱的底面圓的半徑為,圓柱的高為2. 根據(jù)圓柱的體積公式,可得該圓柱的體積V=πr2h=.
師:很好,和你們的結(jié)果一致嗎?
生2:這個(gè)結(jié)果沒有問題,但是回答得不夠全面,還有另外一種情形.
師:哦,還有一個(gè)情形?它的體積是多少?
生2:以2為圓柱的底面周長(zhǎng),此時(shí)圓柱的底面圓的半徑為,圓柱的高為4,則V=πr2h=.
師:還有補(bǔ)充嗎?(學(xué)生搖頭表示沒有補(bǔ)充)
師:很好,通過動(dòng)手操作我們發(fā)現(xiàn)了圓柱的兩種不同形狀,并利用圓柱的體積公式直接求出了其體積.
師:若為以上求體積的方法起個(gè)名字,你們感覺應(yīng)該叫什么?
生齊聲答:公式法. (筆者板書)
練習(xí)1 圖2是一個(gè)六角螺帽,它由一個(gè)正六棱柱挖去一個(gè)圓柱構(gòu)成. 已知正六棱柱的正六邊形底面邊長(zhǎng)為2 cm,高為2 cm,內(nèi)孔半徑為0.5 cm,則六角螺帽的體積是____cm3.
題目解析 本題主要考查學(xué)生利用“公式法”求柱體的體積. 正六棱柱的體積V=6××2×2×sin60°×2=12(cm3),圓柱的體積V=π×0.52×2=(cm3),兩者相減即可得六角螺帽的體積.
設(shè)計(jì)意圖 通過具體操作,提煉解題方法,進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)“公式法”的理解.
此環(huán)節(jié)主要以學(xué)生自主探究為主,讓學(xué)生通過具體操作體驗(yàn)解題過程,提煉解題方法. “公式法”起點(diǎn)低,易于學(xué)生理解和接受,可充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與探究的積極性,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),為接下來進(jìn)一步探究創(chuàng)造條件.
(2)合作探究“等體積法”.
問題2 如圖3所示,平面ADE⊥平面ABCD,△ADE是邊長(zhǎng)為a的等邊三角形,四邊形ABCD為矩形,F(xiàn)為AB的中點(diǎn),EC與平面ABCD所成的角為30°,求三棱錐F-CDE的體積.
問題2的難度略有提升,不能用“公式法”直接求解,需要學(xué)生另尋他法. 問題2給出后,筆者預(yù)留時(shí)間讓學(xué)生獨(dú)立思考,接下來通過互動(dòng)交流逐漸引出“等體積法”.
師:誰來說一說,解題時(shí)你遇到了哪些問題?
生3:求三棱錐F-CDE的體積需要知道它的底面積和高,△CDE的面積易求,但是點(diǎn)F到平面CDE的距離怎么求呢?
生4:開始我和生3的想法一樣,也想直接利用“公式法”求解,遇到了同樣的困惑. 但仔細(xì)分析后發(fā)現(xiàn),三棱錐F-CDE與三棱錐E-CDF是同一個(gè)三棱錐,這樣可以將求三棱錐F-CDE的體積轉(zhuǎn)化為求三棱錐E-CDF的體積. 又△CDF的面積為a2,這樣只要求出點(diǎn)E到平面CDF的距離即可. 由已知條件“平面ADE⊥平面ABCD”,取AD的中點(diǎn)H,連接EH,EH就是點(diǎn)E到平面CDF的距離(可證). 根據(jù)已知條件易求EH=a,故V=V=·EH·S=a3.
師:很好!生4將不易于求高的三棱錐轉(zhuǎn)化為易于求高的三棱錐,問題便迎刃而解. 若為這一方法命名,你們覺得叫什么比較合適呢?
生5:等體積法. (筆者板書)
師:若將“三棱錐”改為“四棱錐”“五棱錐”,這種方法是否依然適用呢?(學(xué)生陷入沉思)
生6:不行,對(duì)于其他棱錐,若將頂點(diǎn)換掉,則其他頂點(diǎn)不共面.
師:很好,分析得很到位,看來“等體積法”在錐體體積計(jì)算中只適合三棱錐. (筆者在板書“等體積法”后加上條件:適合三棱錐)
師:思考一下,點(diǎn)F到平面CDE的距離是否可求呢?
生7:可以,可根據(jù)“等體積法”求解.因?yàn)閂=V(已求),這樣只要求出△CDE的面積,即可求出點(diǎn)F到平面CDE的距離.
師:很好,這樣通過“等體積法”不僅能求出三棱錐的體積,還能求出點(diǎn)到平面的距離,可見這是求點(diǎn)到平面的距離的重要方法之一.
設(shè)計(jì)意圖 通過精選例題,創(chuàng)設(shè)障礙,誘發(fā)學(xué)生探索不同的解題路徑,培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性和變通性. 學(xué)生順利求解后,筆者繼續(xù)追問,誘發(fā)其深度思考,總結(jié)歸納出“等體積法”的適用范圍,并通過問題推廣讓他們發(fā)現(xiàn)求點(diǎn)到平面的距離的重要方法,發(fā)揮了問題的最大功效.
練習(xí)2 如圖4所示,已知正方體ABCD-ABCD的棱長(zhǎng)為a,點(diǎn)E,F(xiàn)分別為棱AA和CC的中點(diǎn),求四棱錐A-EBFD的體積.
題目解析 EB=BF=FD=DE=a,連接EF,則△EFB≌△EFD. 由于三棱錐A-EFB與三棱錐A-EFD等底同高,因此V=2V=2V. 這樣只要求出三棱錐F-EBA的體積,問題便可迎刃而解.
設(shè)計(jì)意圖 在復(fù)習(xí)教學(xué)中,教師應(yīng)多一些引導(dǎo),少一些灌輸,多為學(xué)生創(chuàng)造一些時(shí)間和空間去交流、去發(fā)現(xiàn),以此激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探索的熱情. 對(duì)于問題2,大多數(shù)學(xué)生從“公式法”出發(fā),但在求點(diǎn)到平面的距離時(shí)受阻,這樣通過“障礙”點(diǎn)燃了學(xué)生探究的熱情,使學(xué)生得到了求體積的另一種方法——“等體積法”. 接下來通過追問,進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生對(duì)“等體積法”的理解,讓學(xué)生明晰該方法的適用條件,有效避免解題時(shí)盲目套用方法所帶來的錯(cuò)解風(fēng)險(xiǎn),最終培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性.
(3)自主探索“補(bǔ)形法”.
問題3 在三棱錐A-BCD中,側(cè)棱AB,AC,AD兩兩垂直,且長(zhǎng)度分別為1,,2,則三棱錐A-BCD的外接球的體積為________.
生8:由于三棱錐的側(cè)棱兩兩垂直,將三棱錐補(bǔ)形成長(zhǎng)方體,則三棱錐的外接球與長(zhǎng)方體的外接球相同,這樣問題就轉(zhuǎn)化成了求長(zhǎng)方體的外接球的體積. 而長(zhǎng)方體的體對(duì)角線為球的直徑,于是有(2r)2=12+()2+22=8,故r=. 根據(jù)球的體積公式,易得V=π.
師:非常好. 根據(jù)已知條件將三棱錐轉(zhuǎn)化為易于求解的長(zhǎng)方體,通過化歸與轉(zhuǎn)化,輕松地解決了問題. 這個(gè)方法叫什么呢?
生齊聲答:補(bǔ)形法. (筆者板書)
練習(xí)3 在三棱錐A-BCD中,側(cè)棱AB,AC,AD兩兩垂直,△ABC,△ACD,△ADB的面積分別為,,,則三棱錐A-BCD的外接球的體積為________.
題目解析 將三棱錐A-BCD補(bǔ)形為長(zhǎng)方體,設(shè)長(zhǎng)方體的三邊為a,b,c,由題意得ab=,ac=,bc=,解得a=,b=,c=1,故外接球的直徑為=,因此三棱錐A-BCD的外接球的體積為π.
設(shè)計(jì)意圖 讓學(xué)生理解“補(bǔ)形法”,并熟練應(yīng)用“補(bǔ)形法”解決問題. 同時(shí),借助“補(bǔ)形法”培養(yǎng)學(xué)生的空間意識(shí),提升學(xué)生的直觀想象素養(yǎng).
(4)交流探討“分割法”.
問題4 如圖5所示,已知三棱錐P-ABC中,棱長(zhǎng)AC為6,其余棱長(zhǎng)均為5,求三棱錐P-ABC的體積.
有了前面的解題經(jīng)驗(yàn),在此環(huán)節(jié)中,筆者組織學(xué)生交流討論,共同探尋解題方法.
師:誰來分享一下解題過程?
生9:如圖5所示,因?yàn)镻A=PB=PC=5,所以頂點(diǎn)P在底面的射影為△ABC的外心,設(shè)其外心為O,則PO為三棱錐P-ABC的高. 在等腰三角形ABC中,其外心O在AC的中垂線上,且點(diǎn)O在△ABC的內(nèi)部. 設(shè)OA=r,則r2=32+(4-r)2,解得r=. 所以O(shè)P==,故V=·S△ABC·PO=×12×=.
師:很好,利用“公式法”解決了問題,思路清晰、嚴(yán)密. 除了“公式法”外,你還有沒有其他發(fā)現(xiàn)呢?
生9:可以通過拆分三棱錐P-ABC求其體積.
師:具體說一說.
生9:取AC的中點(diǎn)D,因?yàn)椤鱌AC和△ABC都是等腰三角形,易得AC⊥平面PBD,則截面PBD將三棱錐P-ABC分成了兩個(gè)共底的三棱錐,分別為三棱錐A-PBD和三棱錐C-PBD. 于是V=V+V=·AD·S+·CD·S=×6×S=2S. 又PB=5,BD=PD=4,所以S=. 所以V=.
師:非常好,通過分割優(yōu)化了解題過程,提高了解題效率.
師:對(duì)于這種方法該如何稱呼呢?
生10:分割法. (筆者板書)
設(shè)計(jì)意圖 通過對(duì)比交流讓學(xué)生知道恰當(dāng)?shù)摹胺指睢笨梢院?jiǎn)化運(yùn)算過程,提升解題效率. 同時(shí),通過多解發(fā)散學(xué)生的思維,培養(yǎng)學(xué)生的靈活應(yīng)變能力.
3. 課堂小結(jié)
師:今天我們重點(diǎn)研究了什么?你有什么收獲?
生11:重點(diǎn)研究了多面體的體積計(jì)算.
生12:復(fù)習(xí)了四種重要的體積計(jì)算方法.
……
師:很好,其實(shí)解題方法是靈活多變的,解題時(shí)我們要根據(jù)已知條件合理選擇方法,靈活轉(zhuǎn)化,從而提高解題效率.
設(shè)計(jì)意圖 通過知識(shí)梳理,幫助學(xué)生進(jìn)一步鞏固知識(shí)和方法,以及建構(gòu)完善的認(rèn)知體系.
教學(xué)思考
在高三復(fù)習(xí)教學(xué)中,部分教師將主要精力放在知識(shí)重現(xiàn)和解題技巧的講授上,忽視了學(xué)生數(shù)學(xué)解題經(jīng)驗(yàn)的積累. 為了“求多”“求快”,這部分教師只關(guān)注“如何教”,忽視了“如何學(xué)”,從而限制了學(xué)生發(fā)展,影響了復(fù)習(xí). 在本節(jié)課的教學(xué)中,為了更好地發(fā)展學(xué)生,提高復(fù)習(xí)教學(xué)的有效性,筆者做了如下嘗試:
首先,為學(xué)生提供了參與課堂的機(jī)會(huì). 在本節(jié)課的教學(xué)中,無論是基礎(chǔ)知識(shí)梳理,還是問題精講,抑或是課堂小結(jié),都是先由學(xué)生獨(dú)立思考,再進(jìn)行溝通交流,讓學(xué)生正確認(rèn)識(shí)和理解知識(shí),發(fā)現(xiàn)知識(shí)間的內(nèi)在關(guān)系,總結(jié)規(guī)律,形成方法.
其次,幫助學(xué)生積累解題經(jīng)驗(yàn). 在解題教學(xué)中,筆者堅(jiān)持“以生為本”,引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、對(duì)比、討論、歸納、反思等活動(dòng)發(fā)現(xiàn)知識(shí)與問題、結(jié)論之間的聯(lián)系,利用已有知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)探索解決問題的方法,發(fā)現(xiàn)解決問題的一般策略. 在教學(xué)中,筆者鼓勵(lì)學(xué)生應(yīng)用不同方法求解,以此拓寬學(xué)生的解題視野,豐富學(xué)生的解題經(jīng)驗(yàn).
最后,關(guān)注教學(xué)實(shí)效. 在教學(xué)中,筆者“不貪多”“不求快”,充分挖掘問題的拓展功能,力求讓學(xué)生每解一個(gè)問題都有不同的收獲,有效避免簡(jiǎn)單重復(fù)所帶來的枯燥感,激發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)信心.
總之,在教學(xué)中,教師要精心設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng),及時(shí)組織學(xué)生總結(jié)和反思,通過有效反思、回顧、頓悟,認(rèn)清數(shù)學(xué)的本質(zhì),提煉解決問題的方法,以此提升解題效率.
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作者簡(jiǎn)介:呂永玉(1987—),本科學(xué)歷,中學(xué)一級(jí)教師,從事高中數(shù)學(xué)教學(xué)工作.