一、入门
1、重视基础知识的学习。立体几何的基础知识包括所有的基本概念、公理、定理和方法。尽管它们所概括的事物及其关系普遍地存在于实际生活中,但由于数学化的概念、公理、定理太抽象,与实际的感受有很大的差距,所以在开始学习阶段有一定困难,克服困难的方法是遵循教学规律,使立体几何知识尽量与学生的认知过程靠近,借助实物,注重直观思维的作用,并逐步到分析思维,从而达到对基础知识本质的认识。
2、从二维到三维的转变。从二维平面到三维空间,从平面几何到立体几何,不论是图形还是概念的拓展、变化,对学生来说都是个难点。通过多画直观图以提高学生的空间想象能力,进而使学生思维观念由二维到三维,也可以利用平面几何与立体几何的对比,使学生思维观念由二维到三维。
3、空间想象能力与逻辑思维能力的培养。空间想象能力包括对事物的形状、结构、大小、位置关系的想象力。认识图形性质的能力和画图能力不单单是空间想象力。它和一般能力,其它方面的几何能力都有关系,所以培养学生空间想象力必须要学好立体几何的基本知识,也要考虑其它方面的因素,互相配合,才能有好的效果。培养良好的逻辑推理能力,必须学好基本概念、公理和定理,不仅要理解它们,还要熟练地记忆它们,掌握它们之间的联系,同时对基础题目也要认真地书写证明过程。另外,对定理必须掌握其证明的逻辑推理过程以及渗透的数学思想方法。
二、“转化”思想的应用,注重强化学生思维
数学中的“转化”思想是指把待解决的数学问题,通过某种转化,变成一类已经解决或比较容易解决的问题,从而使原问题得以解决的一种数学思想。解立体几何问题,要充分运用“转化”这种数学思想,从而使问题由繁变简,由难变易,例如:
1、点、线、面位置关系的相互转化
线线、线面、面面平行与垂直关系既相互依存,又在一定条件下能相互转化。线线平行(或垂直)、线面平行(或垂直)、面面平行(或垂直)的转化关系在平行或垂直的判定和性质定理中得到充分体现,平行或垂直关系的证明,大都可以利用上述互相转化关系来证明。数学中渗透转化思想,可以加深学生对点、线、面位置关系的理解,提高教学效率。
2、体积问题中的转化
在研究简单几何体体积问题的过程中,将一般主体体积问题转化为长方体体积问题,一般椎体体积问题转化为三棱锥体积问题,从而转化为柱体和椎体体积公式等。三棱锥体积公式推导过程中,“补法”和“割法”的先后应用,如台体的体积(即补台成锥)所展示的割补转化;利用四面体、平行六面体等几何体体积的自等性,以体积为媒介沟通有关元素间的联系,从而使问题获解,等体积转化等,都是转化思想在体积问题中的体现。
3、空间几何问题向平面几何问题转化
将空间问题转化为平面问题是学习立体几何最重要的解题方法之一。如线面垂直的判定定理转为三角形全等的平面几何问题;旋转体的有关问题转为关于轴截面的平面几何问题;三种角(线线角、线面角、二面角)和四种距离(线线距、点面距、线面距、面面距)从定义到具体的计算也体现了空间到平面的转化。
三、总结规律,规范解题
高中立体几何中定义定理很多,因而解题方法很多,要善于总结。例如:证明两直线互相平行的方法归纳起来就有空间两直线平行的定义、初中平面几何的有关方法或结论,如:同位角相等,两直线平行等、平行公理、线面平行的性质定理、线面垂直的性质定理、面面平行的性质定理等。
在立体几何解题过程中,常有明显的规律性。例如:求角先找平面角、解三角形求角,正余弦定理、三角定义常用,若余弦值为负,异面角、线面角取锐角。求距离可归纳为:距离多是垂线段,放到三角形中去计算,经常用正余弦定理、勾股定理,若是垂线难作出,用等积等高来转化。在学习过程中,要不断总结,才能不断提高。
在平常学习过程中,要注重规范训练,高考大题需要写出规范的答题步骤,否则会因此失分。不少同学对作、证、求三个环节交待不清,表达不够规范、严谨,因果关系不充分,符号语言运用不正确等。因此我们要在平时注重规范训练,参照课本例题作答。在高考中,在“按步给分”的原则下,规范书写过程尤为重要。
四、典型结论的应用
在平时的学习过程中,对于证明过的一些典型命题,可以把它们当做结论记下来。在做一些选择题或填空题时,利用这些结论可以很快地求出一些运算起来很繁琐的题目。对于解答题而言,虽然不能直接应用这些结论,但有时也会帮助我们打开思路,进而求解出答案。
总之,在学习立体几何中,我们要强调让学生做到以上几点,进一步提高他们的学习兴趣,加深他们对数学的理解,激发出潜在的创造力,让学生在不断探索和创造的氛围中发展解决问题的能力,体会数学的价值。
(作者单位:山西省临县一中)