球面上的几何具有非常丰富的内容和方法,渗入了很多现代数学的思想、方法,如观察、实验、分析、综合、归纳、类比等,在球面上的几何教学中都能得到有效的应用。普通高中数学课程标准(实验)将球面上的几何作为普通高中选修系列3的专题3。是为对数学有兴趣和希望进一步提高数学素养的学生而设置,重点是培养学生空间想像和几何直观能力,教学中应使学生切实地感受到利用球面上的几何知识可以解决(或解释)生活或生产中的一些实际问题;让学生通过欧氏几何和球面几何的类比,得到球面上的几何的相关结论;使学生了解一些非欧几何模型,从而思考平面几何模型与球面上的几何等非欧几何模型的差异。鉴于球面上的几何内容的特点,笔者认为使学生切身体会“做数学”是学好球面上的几何的有效途径。为此,运用SOLO分类理论,问卷调查,集体与个别访谈等研究方法,选择了在四川省遂宁一中进行球面上的几何的实验教学研究。本文首先对研究所需要的背景知识,非欧几何进行了综述,对研究所使用的主要方法SOLO分类理论进行了分析。之后,自行设计了78个开放性题目,运用SOLO分类方法对学生的思维水平进行了特点明确的划分。之后对学生学习球面上的几何的问卷测试进行分析,就球面上的几何开设,学生存在的认知障碍,教材呈现方式,教学的组织实施与评价方式进行了进一步研究。最后,对高中数学课程标准制定及教材编写提出了建议。
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