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我国《普通高中数学课程标准(实验稿)》指出,高中数学课程应提倡利用信息技术来呈现以往教学中难以呈现的课程内容,加强数学教学与信息技术的结合。立体几何是进一步培养学生空间观念和空间想象力的主要载体。立体几何的对象是比较抽象的图形与空间形式。学生学好立体几何不仅需要较强的空间想象力,而且需要对图形、文字与符号等表征之间的相互转换与转译,因此历来是学生学习的“拦路虎”。研究表明,用传统教学媒体或工具教学立体几何是比较困难的,应用诸如几何画板等动态数学软件设计积件辅助教学,也许是一种行之有效的策略。本研究试图从几何画板和多元表征学习理念结合切入,首先概述了相关研究,指出了几何画板的基本功能与特点:几何画板设计遵循数学原理,能够将数学对象及关键认知过程具体、明晰、可见,包括抽象具体化、微观宏观化、静态动态化、远处近观化、隐匿显性化、随机规律化、无限有限化等。接着基于优化多元表征学习的理念,探讨了优化几何画板设计立体几何积件的原则:信息打包原则、空间邻近原则、时间临近原则和一致性原则。最后从空间几何体、点、线、面的位置关系,空间向量、球、圆锥曲线以及两个经典的立体几何问题解答等方面,以案例形式从积件的基本教学分析、基本制作过程和基本原理和应用三个方面说明应用几何画板3D工具设计立体几何积件。这些案例和问题都是立体几何教学实践中疑难杂症,希望这些积件对辅助几何立体教学有一定的理论和实践价值。