使用3Done軟件有效構(gòu)筑數(shù)學(xué)學(xué)科中的空間觀念

徐奕

近幾年來，課程改革中，教學(xué)中存在問題也慢慢凸顯出來，筆者將通過分析立體圖形的教育現(xiàn)狀，結(jié)合3Done，論述如何通過3Done實例培養(yǎng)學(xué)生的空間觀念，能使學(xué)生在軟件應(yīng)用中感受三維畫圖軟件與二維畫圖軟件的區(qū)別。

一、小學(xué)立體圖形教學(xué)現(xiàn)狀及原因

1.在小學(xué)五年級“長方體和正方體”的教學(xué)中包含了體積和表面積的知識點，在學(xué)生離開了直觀的模型就會出現(xiàn)各種各樣的錯誤，解決問題時經(jīng)常容易把表面積和體積搞混，歸根結(jié)底就是學(xué)生還沒有完成從實物到抽象的建立。

2.壓路機經(jīng)過路面面積、房間鋪瓷磚、刷油漆、貼標簽、游泳池貼瓷磚等，題目給出圖形還好，如果題目給出的是全文字題（不配圖），有些學(xué)生就分不清哪些面是要計算的。

3.題目中描述的鋪瓷磚、刷油漆、無法一一進行實踐，有些生活經(jīng)驗不足的學(xué)生理解上中也會出現(xiàn)偏差。

二、通過3done中的兩個案例，論述如何3Done軟件提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

案例一：直升機的制作

1.創(chuàng)設(shè)情景，激發(fā)興趣。課程設(shè)計特種兵完成任務(wù)后的逃生，利用虛擬的特種兵乘坐直升飛機，請同學(xué)們利用3done來幫助特種兵制作一個直升機。

2.操作過程。（1）用通過點繪制曲線畫出曲線，通過旋轉(zhuǎn)命令將曲線進行旋轉(zhuǎn)360°。 ???學(xué)生對一條曲線在空間內(nèi)進行旋轉(zhuǎn)后得到一個類球體感到十分新奇，學(xué)生會不斷對其它曲線進行旋轉(zhuǎn)，引發(fā)了學(xué)生對空間圖形的移動和旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生好奇心，體會圖形的旋轉(zhuǎn)。（2）飛機的尾部接上一個圓柱體和長方體作為尾翼。在學(xué)習(xí)了“圖形的組合”后，我們利用真實的操作過程。讓他們觀察空間圖形的組合。（3）選擇圓弧和掃掠命令。制作直升機的支架。學(xué)生發(fā)現(xiàn)一個平面的“圓”按照一條線移動后會變成彎曲的圓柱，不少學(xué)生會主動嘗試不同圖形按照一定的軌跡運動后留下的軌跡。（4）在飛機下方制作一個圓柱體，并進行執(zhí)行圓角，對圓柱體進行復(fù)制讓后把復(fù)制體移動到另一端。在飛機的頂部制作螺旋槳并進行圓角，調(diào)整位置。創(chuàng)建輔助面，對選中物體進行扭曲。（5）整體進行調(diào)整，給小飛機進行上色，完成小飛機的制作。自行創(chuàng)作

3.制作效果評述。（1）學(xué)生的空間觀念是建立多維空間上，以點畫線、以線成面、以面組體在制作過成中空間觀念不斷提升，本次制作的過程恰好體現(xiàn)了這一點，從制作的過程看，學(xué)生能直觀的看到點、線、面、體之間的聯(lián)系與不同，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣又培養(yǎng)了學(xué)生的空間觀念使學(xué)生享受制作成功后的喜悅。（2）在后面的自行創(chuàng)作活動中，便是對以點畫線、以線成面、以面組體在制作方法強化應(yīng)用，迫使學(xué)生能夠找到制作立體圖形的關(guān)鍵，培養(yǎng)學(xué)生空間觀念。這一案例體現(xiàn)了學(xué)生空間觀念的進步，通過制作小飛機的過程發(fā)現(xiàn)立體圖形的根本，培養(yǎng)學(xué)生從抽象到具體再由具體到抽象的研究過程。

案例二：3Done制作海盜頭盔

1.創(chuàng)設(shè)情景，激發(fā)興趣。矮人工匠世界文明，他們制作的頭盔威武霸氣，我們也來制作一個，我們能用什么制作呢。使用3Done制作矮人鋼鐵頭盔。

2.操作過程記錄：（1）建立距離為25，尺寸為100的四個等距平面。（2）選中平面上的圓，執(zhí)行放樣操作。（3）制作盔沿，用多個圓柱組合而成。立體圖形在里面不同的旋轉(zhuǎn)和移動，空間觀念能力得到了提升;教也使學(xué)生進一步認識了了空間的幾何模型。（4）在角的底部制作一個合適圓環(huán)，調(diào)整尺寸、位置、角度，把所有部件進行組合操作。染色，選擇喜歡的顏色。

3.制作效果評述。本次的制作過程讓學(xué)生感受到立體圖形的切層（切片），我引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造圖。 空間觀念應(yīng)該與生活實際物體緊密結(jié)合，而立體圖形軟件出現(xiàn)，恰恰彌補了課堂教學(xué)的不足，同時也激起了學(xué)生大膽探索的興趣。

三、結(jié)語

通過這兩個案例可以看出，3Done，能有效提高學(xué)生對空間圖形的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過先3Done軟件中點、線、面的移動、旋轉(zhuǎn)、切片來完成學(xué)生從形象到表象再到抽象最后有回到形象上數(shù)學(xué)教學(xué)的基本過程，制作后創(chuàng)作的過程使知識成為學(xué)生基石，內(nèi)化知識，并學(xué)以致用。

責任編輯?徐國堅