初二《几何》课本第96页有这样一道题:草原上两个居民点A、B在河l的同旁(如图3),一汽车从A出发到B,途中需要到河边加水,汽车在哪一点加水,可便行驶的路程最短?在图中画出该点。
利用《几何画板》可做这样的事情,在l上任取一点C,连AC、BC,利用测量工具量出AC+BC的值,拖动点C,则AC+BC的值忽大忽小,通过观察在某个时刻AC+BC的值会最小,然后再引导学生找出这个点。
又如:如图4,正方形ABCD的对角线相交于点O,点O是正方形A’B’C’O’的一个顶点,如果两个正方形的边长相等,那么正方形A’B’C’D’绕点O无论怎样转动,两个正方形重叠部分的面积,总等于一个正方形面积的四分之一,想一想,为什么?
在本题中通常的处理是从特化入手,考虑图4或图5的特殊位置,显重叠部分(阴影)的面积为1/4,由此,得到一个证明的思路,在图4中证明△OAE≌△OBF。
上述处理显然是浅薄的,始终对定值的成因没有任何几何实质的揭示学生解完之后“知其然,不知其所以然”。
现在用《几何画板》创设一个“情景”(如图7),那就好多了,过O作两互相垂直的直线l1、l2,正方形ABCD被分成S1、S2、S3、S44部分,利用动画功能将图形绕点O旋转90°,则A转到B,B转到C,C转到D,D转到A,L1转到L2,只是字母换了,整个图形没有变化(重合),于是S1与S2重合,S2与S3重合,S4与S1重合,自然有S1=S2=S3=S4=1/4。
正是这种CAI技术创设的“情景”能使学生“一眼看到底”,同时能看透了问题的本质,即正方形OA’B’C’的大小是非实质的,并且题中的图形是否为正方形是非实质的。比如,把两个正方形换成两个正六边形也有类似结论。
2.2利用CAI技术,使几何中的抽象问题更为形象
在传统的教学中,往往没有较好的媒体来表达几何中的一些抽象问题,使教师教及学生学均十分困难。例如在讲“全等三角形”时,过去只能拿两张纸片作的三角形重合在一起,告诉学生“能够完全重合的两个三角形是全等三角形”,现在用《几何画板》可以方便地表现通过“平移”、“旋转”、“翻折”的手段使两个三角形重合,而且可组合在一些常见的全等形,使学生能在生动变化的现象中形象、直观地认识图形,抓住事物的内在联系。演示过程如图7:
2.3利用CAI技术,把实验引入课堂
在学校教学中,有物理、化学等实验,难道就不能数学实验吗?我们知道,数学中的公理、定理均是经过艰难曲折的实验而得的,然后再传给后代。另外建构主义认为,虽然学生学习的数学都是前人已经建造好了的,但对于学生来说,仍是全新的、未知的,需要每个人再现类似的创造过程来形成,即用学生自己的实验活动对人类已有的数学知识建构起自己的正确理解,这应该是学生亲身参与的充满丰富、生动的概念或思维活动的组织过程。所以,在数学课堂中引进实验是非需必要的。它可以使学生在实验中体验一个科学成果的发现是多么的艰辛,同时,由于是通过自己的实验得出,理解和记忆更深。例如在相交弦定理的教学中,在屏幕上画出如图9(a)的图,学生拖动点P、A、B、C、D,从而得到一组有代表性的图形和一个恒定不变的式子:PA·PB=PC·PD,同时通过实验把前后知识紧密联系在一起,减轻学生的记忆负担(如图9)。
2.4利用CAI技术,有利于开发探索性问题,启迪创造思维
利用CAI技术及科学的、艺术性的教学法,教师可创设富于启发性的问题,开发学生的探索能力。如:顺次连接四边形各边中点围成什么图形?在《几何画板》的支持下,在屏幕上给出一个动态的四边形,从而各边中点所连接的四边形也是不断变化的。在这种情形下我们可给学生提供探索空间,什么情况下中点四边形会是短形、菱形、正方形?
又如我校黄良铣老师一堂公开课中的一题:如图10,Rt△ABC中,∠c=90°,CD是高,AE是∠A的平分线交CD于G,交BC于E,过G作GF∥AB交BC于F。
求证:CE=FB