一、引言 《普通高中数学课程标准(2017年版 2020 年修订)》明确立体几何是高中数学核心内容,其抽象性与空间复杂性对学生空间想象、逻辑推理能力要求较高。传统教学依赖板书静态图形与实物模型,难以动态呈现几何体变换,导致学习效果受限。随着信息技术发展,可视化工具(如三维模型、动态演示)为破解这一难题提供了路径,可有效提升学生空间想象力与学习兴趣。
为此,笔者探索基于可视化工具的立体几何教学方法,评估其对学习效果的影响并提出优化策略,以期为教师提供新教学思路、提升教学质量,同时为教育信息化发展提供实践参考,推动教育技术普及应用。
二、研究方法 本研究采用实验研究法,通过对比实验组与对照组学生在不同教学模式下的学习效果,评估可视化工具在立体几何教学中的应用价值。研究对象为高一年级两个平行班级的学生,其中实验组(61 人)采用可视化工具教学,对照组(60 人)沿用传统“板书 + 实物模型”的教学方法。两组学生在性别、年龄、数学基础成绩等方面基本均衡。数据收集涵盖学期前测成绩、学期后测成绩、课堂观察记录、学生问卷调查及教师访谈;采用统计分析方法对收集的数据进行处理,以此科学评估可视化教学的效果。
三、教学实施方案 首先制定详细的教学计划,明确每节课的教学目标、教学内容与教学方法;主要选用 GeoGebra、Cabri 3D 等可视化工具,并根据具体教学需求选择适配的工具与软件。其次,设计丰富的教学活动,包括课前预习任务布置、课堂动态演示、课堂针对性练习及课后分层作业等,通过多元形式促进学生主动参与学习。最后,通过前测与后测对比、课堂行为观察、学生问卷调查等多种方式,全面评价教学效果,及时调整教学策略。
四、研究结果 实验组学生的后测成绩显著优于对照组,表明可视化工具在立体几何教学中具有明显优势。具体数据显示,实验组学生的平均成绩提升了15%,而对照组仅提升了7%.课堂观察记录显示,实验组学生的课堂互动频率、主动提问次数明显高于对照组,课堂氛围更活跃,学生参与度更高。超过 80% 的学生表示喜欢这种新的教学方法,认为其有助于理解复杂的几何概念。参与听课的教师普遍认为,可视化工具能够直观呈现立体几何的本质特征,有助于激发学生的学习兴趣、提高课堂教学效率;同时,教师们也指出了实施过程中存在的问题,如技术操作不熟练、课件制作耗时较长等。
五、问题分析与改进 研究过程中发现,可视化教学实践存在教师与学生两个层面的问题。在教师层面:笔者及参与研究的教师在使用可视化工具时存在一定技术障碍,复杂操作与三维课件制作需要投入大量时间、精力及技术支持;且教学过程中需用到大量专属课件与资源,加重了教师的工作负担,在一定程度上影响了教学效果。在学生层面:接受可视化教学的学生存在明显个体差异,部分学生因数学基础薄弱或不熟悉技术工具操作,难以跟上教学节奏,无法准确理解空间几何关系,进而影响知识吸收效果。
针对上述问题,可从四个维度进行优化:1.提升教师素养:定期开展可视化工具培训与教学创新大赛,以赛促学,同步建立可视化教学资源库实现共享。
2.优化资源准备:开发便捷课件工具、提供模板素材,搭建校级资源共享平台,降低课件制作难度。
3.满足学生需求:实施分层教学,设计差异化任务;完善反馈机制,为基础薄弱学生提供个性化辅导。
4.改善技术设备:学校增加设备投入,建立维护机制与专门技术支持团队,保障教学顺利开展。
六、结论 可视化教学模式不仅能显著提升学生的学习效果与学习兴趣,还能改善课堂互动质量、活跃课堂氛围。未来的工作中,需继续开发与完善高质量的可视化教学资源,简化课件制作流程,提升教学资源的使用效率;通过加强教师技术培训与专业发展,鼓励教师在教学中积极尝试、应用新技术,进一步完善教学方法,满足不同学生的学习需求,提升个性化辅导效果;同时,拓展可视化技术的应用场景,推动教学模式的持续创新。



