立体几何复习教学中的探究性学习
在高三数学立体几何复习中,我们从“以人为本,主动发展”的教学理念出发,将课堂
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为探究性学习组织教学,发挥了较好的效果。探究性学习主要分为两个过程:一、问题引动,加强双基;二、主动探究,培养能力。现以立体几何复习中的“角度、距离的计算”一节课的教学为例,分述如下。(限于篇幅,主要侧重于二面角)
一、问题引动,加强双基
加强双基,夯实基础是复习目标之一。对于基础知识的复习,由于学生已经有了第一次学习的经历,无论理解的程度如何,总是以为自己是知道的,若仍按照教师提问学生答,教师罗列学生抄,教师归纳学生听的复习方法,势必让学生感到乏味。时间花费多,学生收效少。我们采取“问题引动”法,即在教学过程中,围绕教学内容,设计问题组,引动学生主动复习基础知识,掌握基本方法。
如在“角度、距离的计算”一节复习中,首先设计如下问题:
1.在边长为
的正三角形
所在平面外一点,且
,则二面角
的余弦值为_______
2.已知
为锐二面角
的棱上一点,
,
与
成
角,与
成
角,则二面角
的大小为_______
3.过二面角
内一点
,分别作两个面的垂线
,
为垂足,已知
,求二面角
的大小及
到
的距离
(设计意图:回顾二面角的计算的常用方法:1、定义法;2、三垂线定理法;3、垂面法)
学生独立完成后,口头回答结果,教师同学生一起反思解题过程,归纳方法及书写格式,通过具体的问题,让学生主动
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基础知识和基本方法。
二、主动探究,培养能力
提高素质,培养能力是复习的重要目标,而能力的培养要通过学生的主动探究来实现。我们的做法是:根据教学内容、目标、精选示例,让学生独立思考或通过与同学合作讨论解答,然后师生共同
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。
例1、在正四棱柱
中,侧棱才长
,底面边长为
,
是侧棱
上一点
(1)求证:
(2)若
,求平面
与面
所成的二面角
(3)当
点在侧棱
上何处时,
在面
上的射影是
的平分线
让学生独立思考3分钟左右,再口述思路
生1:第一小题用三垂线定理即可,第二小题用射影法可求解,但我没有计算出来,第三小题不会做
生2:第二小题我算出来了,答案是
生3:可以用三垂线定理法,作出二面角的平面角,做法是:延长
,再连结AM,然后过
连
即可,
就是二面角的平面角。
师:讲的很好,思路很正确,第三小题呢?
生4:是不是
就可以了,
可我说不上为什么
生5:错了,
只能说明P在面
的
射影到
与C的距离相等,而我们需要的是P
的射影到
与
的距离相等
师:太精彩了,一起想象吧,在书本上哪块知识有相关内容?
生6:教科书(A本)
例3与此类似
师:对了,如何把我们熟悉的类型与(3)联系
生7:老师,我是这样想的,设
是
在平面
上的射影,那么AQ就是AP在面
上的射影,因为Q到
与
的距离相等,所以由例3可以知道
到
与P到
的距离即
相等,那么,只须过P作
于R,由
就可以知道
的长度了
师:思路很清晰,请同学们按照生7的思想进行证明与解答(以下略)
生8:用向量
(2)、以D为坐标原点,分别以DA、DC、DD1为
轴建立空间直角坐标系,设底面边长为3,则
,
,
,易得平面ABCD和平面AB1P的法向量为
,
(3)、只需∠PAB1=∠PAC,设
,则
解得
,所以PC1=
例2、斜三棱柱
中底面是边长为
的正三角形,且点
在底面
上的射影
恰好是
的中点
(1) 当侧棱
与底面成
角时,求二面角
的大小
(2) D为
上一点,当
为何值时,有
(3) 对于(2)中的D,若
面
,求异面直线
与
的距离
这一题我让学生前后四人一组讨论解答,然后将由某一位同学代表小组发言,5分钟后
生9:(1)可以用三垂线定理法作出二面角,然后由条件计算出答案是
;(2)因为
,所以
,由三垂线定理知BD在面ABC的射影垂直AC,所以需要寻找D的射影,又因为
,所以过D作
的平行线交AO于F,F就是D的射影。由上,
,又
,所以F是等边
的中心 ,则
,(3)我们没有完成
师:好的,生9为我们详细的
分析
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了(1)(2)小题的思路,接下去我们对(3)进行发言
生10:因为异面直线距离可以转化为线面,再转化为点面,在这小题中,
与BD的距离即
与面
的距离,即求C到面ADB的距离,可以用
,即
,而DF和AD的长度由(1)可以计算出来
生11:他们的分析是对的,但是DF和AD的长度不能由(1)得到,因为(1)中
与底面成
不能作为(3)的条件
师:很好,这一点生10没有注意到
生11继续:我们发现DC就是BD与
的公垂线段,∵
,∴
,又
,∴
,且
平行
,∴
,∴
,由
和
可知
是公垂线段,但CD的长度好象条件不够
师:刚才生10和生11的方法是求异面直线距离的两种典型方法,但是他们都不能计算出距离,主要是他们还没有发现题目中的条件蕴涵的意义
生12:我发现了,这与刚才的例1类似,出于书本
例3,因为
的射影O在
的平分线上,同样的D也如此,所以有DB=DC,只要证明
即可,所以
中,BD=DC,
=
,
,马上可以求出
教师进行总结
这样,通过独立思考,分组协作,互相交流,再通过师生共同解答过程进行反思,比较,使学生主动领悟,吸收,内化解题规律,训练了思维的深刻性,灵活性,在学生主动探究学习的活动中,能力得到了提高,在整个复习过程中达到高考复习数学的总目标。