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几何模型在初中数学教学中的应用

朱丽琼1 朱镜君2

1.湖南省桂阳县樟市镇团结圩中心校 424400 2.湖南省郴州市华府小学 423000

摘要: 《全日制义务教育数学课程标准》明确提出,在数学教学中,应当引导学生体验建模过程,发展模型思想,思其目的,就是要改变基础数学教学的抽象性、应试性,增强数学教学的实用性和研究性。现阶段,新课标要求课堂教学要注重数学知识与生活的联系,与传统的教学方式相比,新的教学方式发生了很大转变,但要实现质变,仍有一定难度。学生对模型的认识较少,想要做到掌握并灵活运用更是难上加难,严重制约了学生逻辑思维能力与实践应用能力的提高。为此,加强数学模型在教学中的应用既是必然的,也是必要的。
关键词: 初中数学;几何模型;应用策略
DOI:10.12721/ccn.2023.157269
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模型式教学,相比典型问题教学架构小,但在应用的延展性和对知识点的整合方面有很大优势,更难得的是,它易于学生掌握,能促进学生发散思想的培养,让学生从基础数学学习开始,逐渐养成利用数学建模求解问题的思维和习惯。几何教学是初中数学中的重点和难点,这部分的教学内容逻辑思维性比较强,使用模型来进行教学,将几何抽象的知识内容变得更加直观形象,能够帮助学生更加深入地理解学习几何的知识内容,能有效提升初中教师数学几何教学的效率。

一、几何模型

几何模型是一种在数学应用题解答中常用的一种类型,在数学的创新题中担任着选拔的重要地位。在运用几何模型来解答数学的问题,需要对问题的提案进行仔细认真的分析,能够正确地理解数学问题的提议,从中找出所内含的数学几何模型。对数学的问题进行有效概括、归纳和整理,经过抽象化简能化的处理,就会得到相应的几何模型图,就能够利用几何模型的定义和性质来解决一些数学的问题。例如,几何模型在数学问题中的应用:牧羊人要把羊赶回羊圈从草地a出发。经过一条河流,然后过河再回到羊圈b,问牧羊人要怎样走才能够利用最短的时间回到羊圈?教师可以根据这个问题来,创设相应的教学情境,教师可以通过这道问题引入数学中常见的求最短距离的问题,通过情境学生能够更加真实地感受数学问题的内涵,利用图形进行生动形象地表示出来,学生能够直观地找到数学问题的解答方法,提升学生的数学学习效果。通过问题,假设检验的钱量画出相应的几何图形。进而构建出了数学的几何模型,学生通过使用两点间直线最短的距离原理,就能够正确的解答数学问题。教师和学生们一起探讨路径最短的问题,能够证明数学几何模型对数学几何问题的解答有着非常重要的作用和价值,能够提升学生数学解答问题的能力。

二、几何模型在初中数学教学中的应用

(一)注重积累

“工欲善其事,必先利其器。”学生要想利用模型化解难题,必须建立属于自己的“模型库”。模型的来源主要有两个方面,一方面,借助日常的课堂教学,通过探究、开放性问题设计和类比探索,教师可以引导学生由条件的特殊性发现模型,用切身的体验感受数学模型的优点,强化学生数学模型建构意识;另一方面,也是更重要的,要让学生学会在日常生活学习中,通过典型问题自主累积几何模型。课堂的时间有限,但模型的世界无限,教师不可能把所有数学模型都教给学生,所以,让学生学会自主探究、总结归纳才是模型库不断充实的主要途径,以共性条件分类汇总,建立自己的模型条件树等都是不错的常用方法。

(二)使用数学教学工具构建相应的数学几何模型

教师在初中数学几何教学中,要注重活跃数学教学气氛,让学生们对教学内容有着浓厚的学习兴趣,使学生能够融入到数学的几何教学当中。教师也要加强对学生的引导,将学生们的游离在外的思维回到数学的几何教学课堂上,能够有助于提升学生的数学学习效率。教师要遵循新课程改革标准对初中数学的教学要求,以学生为中心开展数学的几何教学,充分地利用数学教学工具来构建数学的几何模型,学生可以直观地进行观看数学几何模型,能够拓展学生的想象空间,使学生能够更好地学习数学几何部分的知识内容,有助于提升学生额数学几何学习效果。

例如,学习《三视图》的这部分内容时,这部分内容主要讲的是数学的三视图知识内容,三视图是立体几何体的三个方向的视图,教师可以使用数学的教学工具来为学生摆出立体几何图形,引导学生对立体几何图形进行观察,使学生能够看出立体几何图形的三视图,让学生掌握学习的精髓,能够通过三视图看出这个立体几何图形是什么,教师也可以使用粉笔盒来为学生构建相应的立体几何图形,让学生进行细致观察分析,在纸上画出相应的三视图,能够加强学生对三视图的理解。

(三)抓好关键条件,培养“靶向”思维

模型虽好,关键在用。教学中,既要引导学生学会构建几何模型,也要让学生明确“为什么这样建立模型”。如圆的问题中,经常涉及“90°圆周角”的模型构建,教师可向学生提问:“你是怎样想到这样做辅助线的?”学生回答:“因为直径所对的圆周角是直角。”学生能明确关键的条件在“直径”。教师要在教学中让学生明确建立模型的关键条件是什么,建立几何模型与对应关键条件的关联,确定的条件指向确定的模型,培养学生的惯性思维。“靶向思维”不只存在于条件和模型上,模型和方法间、模型和问题类型间也有必然关系。如选择和填空题,常用特殊值法。相似三角形一旦确立,必然会指向对应边成比例、对应角相等。求证相似的目的,绝大多数情况下会指向相似的性质。笔者在实际教学中发现,个别学生在面对计算两边比值问题时,不知道关联相似三角形知识,这就是“靶向思维”缺乏的表现。所以,“靶向思维”也是分析问题、关联相关知识点的必要能力之一,这也是教师在日常教学中应该关注、加强训练的重要方面。

三、结语

总而言之,数学是一门抽象性、逻辑性很强的学科,虽然教师采用生动多样的课堂模式激发学生的主动性,但仍有很多学生学得困难,学得枯燥。将数学模型引入教学,不但使看似很难的问题变得简单,而且能提升学习的趣味性,提升学生钻研问题的乐趣,使学生在学习中获得成就感,更重要的是,它能培养学生的建模思想和意识,提升学生应用数学的实践能力。模型化教学方式还有很长的路要走,相信经过教师的不断探索和实践,一定可以使课堂教学的效率发生质的飞跃。

参考文献:

[1]王亚平.初中数学几何教学中运用模型教学策略研究[J].中学课程辅导(教师教育),2020,(22):76+79.

[2]王太程.初中数学几何教学中运用模型教学的策略分析[J].课程教育研究,2018,(29):166-167.

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