“异线上任意两点的距离”教学新思路_异面直线论文

对“异面直线上任意两点间的距离”教学的新思路,本文主要内容关键词为:线上论文,新思路论文,两点论文,距离论文,异面直论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

在“直线与平面”一章中,“异面直线上任意两点间的距离”的教学无疑是本章中的一个难点.首先是这个公式是如何被发现的;其次本公式的证明需构造诸多的辅助线、辅助平面及相关的三角形,而这诸多的辅助图形是如何构造出来的;再有,本公式究竟有什么应用.由于以往教学中所暴露出来的上述问题,笔者不得不对本节课的教学作一番重新的审视,从知识结构和认知结构的角度加以考虑,从探究和创新的理念上加以研究,得到对本节课教学的新思路.现根据新思路设计以下的教学过程:

1 问题的提出

以上的问题我们曾多次接触过,可见具有一定的普遍意义.然而,每次解决这样的问题都必须重复这样复杂的作图计算过程,这显然有悖于数学追求简洁美的思想,从而我们不能不考虑,能否找到一个公式,使我们避免这个过程,直接计算得出我们所期待的正确结果呢?

2 问题的抽象

为了得到这样的公式,首先我们要清楚,这究竟是什么性质的问题(即条件和结论是什么).为此,我们将条件和结论一般化(即抽象的过程).

结论:由于A、B两点是二面角两个面上任意的两点,因此,我们赋于这个问题的内涵是二面角上任意两点间的距离.

我们重复原问题解决中的作图和运算过程,得到二面角上任意两点间的距离公式为

3 问题的推广

我们得到一个公式后,总希望能扩大公式的使用范围,解决更多的数学问题,以便使我们的劳动产生更大的效益.如何做到这一点呢?

我们比较熟悉的方法就是公式的变形,换言之,公式涉及到5个量,如果知道了任意的4个,那么另一个量也可以求出,例如可求二面角的大小;另外一个我们不太熟悉,但却非常重要的方法是,改变观察问题的角度,把问题置于一个新的背景下去审视.

4 问题的完善

由于背景已经发生了变化,这个结果是否正确呢?

为了把这个问题看得更清楚,注意到β这个平面对解决问题的实际意义已经不大,然而异面直线所成角(即∠AA′C)所在的平面却能使我们把问题看得更清楚,令它为γ,画出来如图2所示.

注意:(1)同侧为“-”异侧为“+”;

(2)用于求二面角上两点间的距离时只取“-”.

以上的设计除了避免了如前所说的问题之外,更重要的是体现了一个公式的提出、发现及完善的过程一即知识的形成过程,同时使科学方法论的教育渗透其中,符合一种数学教育的先进理念.

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