立体几何起始课教学设计说明

《立体几何起始课》教学设计

北京市三里屯一中刘长海

【教材分析】

立体几何是研究三维空间中物体的形状、大小和位置关系的一门数学学科，而三维空间是人们生存发展的现实空间. 所以，学习立体几何对我们更好地认识、理解现实世界，更好地生存与发展具有重要的意义.

本章内容是义务教育阶段“空间与图形”课程的延续与提高，重点是帮助学生逐步形成空间想象能力. 为了符合学生的认知发展规律，培养学生对几何学习的兴趣，增进学生对几何本质的理解，本章在内容的编排及内容的呈现方式上，与以往的处理相比有较大的变化. 本章内容的设计遵循从整体到局部、从具体到抽象的原则，强调借助实物模型，通过整体观察、直观感知、操作确认、思辨论证、度量计算，引导学生多角度、多层次地揭示空间图形的本质；重视合情推理与逻辑推理的能力，注意适度形式化；倡导学生积极主动、勇于探索的学习方式，帮助学生完善思维结构，发展空间想像能力.

（1）立体几何初步的教学重点是帮助学生逐步形成空间想象能力．我们提供了丰富的实物模型和利用计算机软件呈现的空间几何体，帮助学生认识空间几何体的结构特征，并能运用这些特征描述现实生活中简单物体的结构，掌握在平面上表示空间图形的方法和技能．

（2）因为学生在学习立体几何之前学习过平面几何，平面几何与立体几何研究的对象又都来自于日常空间的抽象，并且研究的对象有部分重叠，因此学生在学习立体几何过程中一定会受平面几何知识的影响．又因为平面几何中的结论不能原封不动地搬到立体几何中，有的在立体几何中还成立，而有的却不成立，但在立体图形的一个平面上，平面几何的所有结论又全都可用．因此，在立体几何起始课上，有必要向学生讲清这一点，为后续学习扫清障碍．

（3）我们在教学过程中恰当地使用现代信息技术展示空间图形，为理解和掌握图形几何性质的教学提供形象的支持，提高学生的几何直观能力．

【教学目标】

1. 知识与技能目标

学生明确学习立体几何的目的，初步了解立体几何研究的内容；学生初步建立空间观念，会看空间图形的直观图；学生了解平面几何与立体几何的联系与区别，初步了解立体几何研究问题的一般思想方法.

2. 过程与方法目标

通过动手试验、互相讨论等环节，学生形成自主学习、语言表达等能力，以及相互协作的团队精神；通过对具体情形的分析，归纳得出一般规律，学生具备初步归纳能力.

3. 情感、态度与价值观目标

通过设立多种情景引入方式，激发学生学习立体几何的兴趣，通过自主学习、自我探索，形成注重实践、勇于创新的情感、态度与价值观.

【重点难点】

重点：初步了解立体几何研究的内容，培养空间想象能力，了解立体几何研究问题的一般思想方法.

难点：克服平面几何的干扰，了解平面几何与立体几何的联系和区别，初步了解立体几何研究问题的一般思想方法.

【学情分析】

学生在义务教育阶段学习“空间和图形”时，已经认识了一些具体的棱柱（长方体，正方体），对圆柱、圆锥和球的认识也比较具体、直观，同时还学习了一种空间几何体的平面表达方法——三视图，三视图的学习对空间想象能力的培养有很高的价值．

学生的一些惯性思维也会对立体几何的学习形成障碍，学生考虑问题时，思维可能会停留在平面上，缺少在三维空间条件下进行思考的习惯．

【教法分析】

1. 由于是起始课，因此多采取直观的演示幻灯片、使用书本、铅笔、木棒、立方体等模型，直观感知、操作确认，避免过度抽象. 思辩论证、度量计算等手段在后续课程中再采用；

2. 鼓励学生通过动手实验、独立思考、相互讨论等手段得出结论，鼓励学生表达自己的见解，教师只做必要的引导和总结；

3. 从多种具体情形出发，引导学生归纳出一般规律，培养学生的归纳总结能力；

4. 采用模型或软件，使学生的想法能够即时得到实现，所想即所见，快速形成正确认知，提高教学实效性.

【教学过程】

（一）课堂引入（为什么要学习立体几何？）

问题1:

①是否存在三条直线两两互相垂直？若存在，请举出实际中的例子.

②到一个定点距离等于定长的点的轨迹是______.

③用5根长度相等的木棒（或火柴）搭正三角形，最多搭成几个正三角形？用6根呢？

（学生讨论，动手操作，教师巡视，并参与其中，然后请学生回答.）

生①存在. 教室墙角处的三条直线两两互相垂直.

②在平面上是圆，在空间中是球.

③5根长度相等的木棒（或火柴）可最多搭成2个正三角形. 6根长度相等的木棒（或火柴）搭成三棱锥，可最多搭成4个正三角形.

师大家回答得都很好！这表明在现实世界中只研究平面问题是不够的，我们必须“冲出平面，走向空间，迎接挑战，有信心吗？”

生有！

（用生动有趣的问题创设情境，以达到引入新课的目的.）

（二）研究探讨（立体几何主要研究哪些问题？）

问题2 平面几何的研究对象、内容是什么？

（学生回答，教师补充. 对象：平面图形. 内容：点、线的位置关系、图形的画法、相关计算及应用.）

立体几何的研究对象、内容是什么？

生立体几何的研究对象：空间图形.

师人们在建造房屋、修建水坝、研究晶体的结构、在计算机上设计三维动画等都需要立体几何. 我们需要进一步了解我们生活的空间，这就是我们学习立体几何的目的.

（提出以下几个问题，然后小结.）

（1）比较图1、图2，哪个更像正方体？

生图2. 因图2都是实线，像是平面图形.

（2）在图1在指出∠A1D1C1、∠A1AD的大小..

生它们都是直角

（3）在图1中，点B1在直线AD上吗？直线BB1与直线CD相交吗？

生点不在直线上，直线与直线不相交.

这表明空间图形与平面图形在画法上的差异，在直观图中判断图形的形状不能沿用平面的眼光，要看得“深远”，要有立体感.

（4）在图1中，设AB=1，求四边形ABCD的面积以及正方体的体积.

生四边形的面积是1，正方体的体积也是1.

师由此，我们知道立体几何的研究对象：空间图形；内容：空间图形的画法，点、线、面的位置关系，计算角的大小，线段长短，面积、体积的大小.

1.直观图

例1 我们看下面的两幅图，他们有什么区别？请你分别用书和笔表示出来．

（三）思想方法（如何学习立体几何？）

1. 转化思想

例2 例2.如图，在长方体中ABCD-A1B1C1D1，AB=3.AD=2，AA1=1 .

①求的BD1长；

②求∠DBD1的正弦值.