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高中数学核心素养:基于动态教学软件的提升

【摘要】:数学软件分为通用和专业两大类,目前,在教学中应用较多,且操作要求相对简单的几何绘图软件有几何画板、GeoGebra、英壬画板等.这里主要介绍几何画板软件和GeoGebra在高中数学教学中辅助提升学生数学抽象素养的应用.几何画板是美国Key Curriculum Press 公司制作并出版的几何绘图软件,适合用于数学、平面几何、物理的矢量分析、作图,函数作图等教学平台,该软件能够为老师和学生动态展现

数学软件分为通用和专业两大类,目前,在教学中应用较多,且操作要求相对简单的几何绘图软件有几何画板、GeoGebra、英壬画板等.这里主要介绍几何画板软件和GeoGebra在高中数学教学中辅助提升学生数学抽象素养的应用.几何画板是美国Key Curriculum Press 公司制作并出版的几何绘图软件,适合用于数学、平面几何、物理的矢量分析、作图,函数作图等教学平台,该软件能够为老师和学生动态展现几何对象的位置关系、运行变化规律;Geogebra是一款开源软件,主要适合于高中数学教学展示.这样的动态软件,不仅让图形“活”起来,更让学生的思维“活”起来,因为人的图像记忆能力远远大于文字记忆能力.在图形的动态变化中,学生的抽象思维能力、逻辑思维能力及空间想象能力能够得到极大的锻炼,从而能够让数学知识的学习变得更加直观、生动、有效.

有学者通过对照实验发现,GeoGebra辅助教学不仅可以促进学生对函数知识的掌握,更有利于提高学生对于数学学习的兴趣.更重要的是,通过使用GeoGebra,多数学生表示对于数学学习的焦虑感有所减轻,能够更加积极地学习数学相关学科知识,并且愿意探索适合自己的学习方法.

如在幂函数的教学中,对于形如y=xk,k取有理数,一般要分9类情况讨论k的取值.教学中,通常直接指定几类函数作图发现规律,但是这隐瞒了其中的规律.新课标要求学生能够了解知识发生的过程,对于幂函数图像性质特征的规律,应当创造条件使得学生能够主动发现.通过GeoGebra将横轴上动点的横坐标标记为参数k,构造函数y=xk,绘制函数图像,如图1-3所示.构造函数图像上任一点与动点之间的线段.移动横轴上的动点,通过线段的纽带作用,直观地观察到参数k对幂函数图像的影响,帮助学生对函数图像特征的规律有整体的认识,方便深入探究.而不是教师直接给出几类函数,作图发现.通过GeoGebra的绘图功能,帮助学生感知数学知识抽象的一般性,这是在现实教学中完全做不到的.

图1-3

而且利用GeoGebra构造平面、三维几何图形等,能够将学生很难通过直观想象完成建构的对象直观地呈现出来,进而将抽象的数学对象和关系加以表征.在立体几何知识的教学中,锥体体积公式的推导,要更立足于抽象规律的印证,而不是简单数学实验加以说明.几何绘图软件能通过动画展示将抽象关系实体化,比如由正方体与正四棱锥的关系推广到一般立方体与一般四棱锥的关系,得到.