☉江蘇省洪澤縣實(shí)驗(yàn)中學(xué) 徐成祥
新課標(biāo)倡導(dǎo)“通過解決問題的反思,獲得解決問題的經(jīng)驗(yàn)”.數(shù)學(xué)教學(xué)離不開例題和習(xí)題,而教學(xué)中如何選擇例習(xí)題,從而挖掘教材潛在的智能價值,充分展示教學(xué)功能,并使課本知識有效地濃縮.通過不同角度、不同層次、不同情形、不同背景的變式,使一題多變,從而揭示不同知識點(diǎn)的聯(lián)系,使學(xué)生加深知識的理解與內(nèi)化,使知識系統(tǒng)化,克服某些思維定勢,發(fā)散學(xué)生思維,培養(yǎng)其思維的靈活性、全面性和創(chuàng)新性,提高學(xué)生解決實(shí)際問題和應(yīng)變的能力.
在數(shù)學(xué)教學(xué)中,若能啟發(fā)學(xué)生從多角度,多渠道進(jìn)行廣泛的聯(lián)想,則能得到許多構(gòu)思巧妙、新穎獨(dú)特、簡捷有效的解題方法,對學(xué)生的多元思維培養(yǎng)、學(xué)習(xí)興趣的提高及獨(dú)創(chuàng)鉆研精神的發(fā)揮無疑是十分有利的.因此探求一些合理的、科學(xué)的命題方式對現(xiàn)階段來說不失為一劑良方.尤其是近年數(shù)學(xué)“動態(tài)型”問題在中考試題中小到填空、選擇題,大到綜合、推理題等大量涌現(xiàn),給學(xué)生思維的鍛煉帶來了一股春風(fēng),在廣大師生中獲得了良好的反映,激發(fā)了廣大教師對這類題的評價與研究.筆者長期參與初中數(shù)學(xué)教輔用書編寫和考試與評價研修的工作,下面結(jié)合教學(xué)實(shí)例談些粗淺看法,供讀者參考.
例題 (2012年泰州中考數(shù)學(xué)模擬)如圖1,⊙O1和⊙O2的半徑分別為1和3,連接O1O2交⊙O2于點(diǎn)P,O1O2=8,若將⊙O1繞點(diǎn)P按順時針方向旋轉(zhuǎn)360°,則⊙O1與⊙O2會相切________次.
圖1
圖2
思路點(diǎn)撥:應(yīng)用點(diǎn)O1、O2、P構(gòu)成三角形時,利用三角形的三邊關(guān)系,判斷圓心距與兩圓半徑的和或差的大小,當(dāng)兩圓圓心在同一直線上時,計算出圓心距的值并比較,注意相切包含內(nèi)切、外切兩種情況.
解:當(dāng)旋轉(zhuǎn)的角度不等于180°時(如圖2),O1P=5,O2P=3,構(gòu)成三角形,此時O1O2的取值范圍是5-3<O1O2<5+3,即2<O1O2<8,而當(dāng)O1O2=3+1=4時,外切,這樣的位置有兩個. 當(dāng)旋轉(zhuǎn)到180°(如圖3),O1O2=3-1=2,此時⊙O1與⊙O2內(nèi)切,所以共相切三次.
圖3
歸納總結(jié):本題來源于人教版九上課本第99頁探究題,考查圓與圓的位置關(guān)系、旋轉(zhuǎn)變換和三角形三邊關(guān)系等知識,考查的是幾何圖形運(yùn)動、分析以及推理的基礎(chǔ)知識和基本技能.本題來源于課本,但高于課本.此題有⊙O1、⊙O2和線段O1O2三個基本元素,潛在價值很大:可以改變條件,探索結(jié)論;如把圓改為正方形、正三角形、矩形,把線段的長度改變,也可改為射線、直線;也還可以將整個圖形引入直角坐標(biāo)系中和函數(shù)聯(lián)系起來.這樣的借題發(fā)揮,加深知識間的聯(lián)系,融會貫通.
在新人教版九年級上24.2.3《圓與圓的位置關(guān)系》一節(jié)中出現(xiàn)以下探究題:
分別在兩張透明的紙上畫兩個半徑不同的⊙O1和⊙O2,把兩張紙疊合在一起,固定其中一張而移動另一張,你能發(fā)現(xiàn)⊙O1和⊙O2有幾種不同的位置關(guān)系?每種位置關(guān)系中兩圓有多少個公共點(diǎn)?
利用信息技術(shù)工具,可以畫出動態(tài)的圓形,方便研究圓和圓的位置關(guān)系,有條件的同學(xué)可以試一試.
分析:課本的例題是學(xué)生學(xué)習(xí)知識的橋梁、學(xué)習(xí)方法的探究、解題方法的示范,能起到貫通知識、歸納方法、熟練技能、培養(yǎng)能力和發(fā)展思維等作用.如何用好教材的例題資源,是教師用好教材的一個重要部分.
解:通過平移探究可以知道兩圓的位置關(guān)系有外離、外切、相交、內(nèi)切、內(nèi)含的關(guān)系.
歸納總結(jié):在教學(xué)中,不簡單地處理每一道題,不放過每一次提升學(xué)生思維能力的機(jī)會,這就是最大限度地用好教材、用活教材、創(chuàng)生教材.因此教師在教學(xué)中,要在認(rèn)真解讀教材的基礎(chǔ)上,充分挖掘教材資源,大力開發(fā)例題的資源,做到“小題大做”、“借題發(fā)揮”.讓學(xué)生在教師精心設(shè)計的數(shù)學(xué)練習(xí)中觸類旁通、觀微知著、自醒自悟,讓例題增值,達(dá)成學(xué)生對知識深刻的理解和靈活運(yùn)用.
變式一:添加條件、增加探究結(jié)論.
如圖4,⊙O1和⊙O2的半徑分別為1和3,連接O1O2交⊙O2于點(diǎn)P,O1O2=8,若將⊙O1沿O1O2向右以每秒1個單位移動,則經(jīng)過________秒,⊙O1與⊙O2相切.
圖4
圖5
變式二:圖形改變、探究新結(jié)論.
如圖5,O2是等腰Rt△ABP斜邊上的中點(diǎn),⊙O1的半徑分別為1,連接O1O2交⊙O2于點(diǎn)P,O1O2=8,若將⊙O1沿O1O2向右以每秒1個單位移動,則經(jīng)過_____秒,⊙O1與Rt△ABP的邊相切.
本題在條件改變中繼續(xù)探索其他結(jié)論,使不同層次的學(xué)生得到不同的發(fā)展,使學(xué)生經(jīng)歷獲得通過猜想到驗(yàn)證的解決問題方法,培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和解決問題的能力.在數(shù)學(xué)教學(xué)中,若能啟發(fā)學(xué)生從多角度,多渠道進(jìn)行廣泛的聯(lián)想則能得到許多構(gòu)思巧妙、新穎獨(dú)特、簡捷有效的解題方法,對學(xué)生的多元思維培養(yǎng)、學(xué)習(xí)興趣的提高以及獨(dú)創(chuàng)鉆研精神的發(fā)揮無疑是十分有利的.
真題展示 (2011年寧波)如圖6,⊙O1的半徑為1,正方形ABCD的邊長為6,點(diǎn)O2為正方形ABCD的中心,O1O2垂直AB于P點(diǎn),O1O2=8.若將⊙O1繞點(diǎn)P按順時針方向旋轉(zhuǎn)360°,在旋轉(zhuǎn)過程中,⊙O1與正方形ABCD的邊只有一個公共點(diǎn)的情況一共出現(xiàn)( ).
A.3次 B.5次 C.6次 D.7次
圖6
圖7
考點(diǎn):直線與圓的位置關(guān)系,正方形的性質(zhì).
分析:因?yàn)椤袿1的半徑為1,正方形ABCD的邊長為6,點(diǎn)O2為正方形ABCD的中心,O1O2垂直AB于P點(diǎn),設(shè)O1O2交圓O1于M,所以PM=8-3-1=4.所以圓O1與以P為圓心、4為半徑的圓相外切.所以在旋轉(zhuǎn)過程中,⊙O1與正方形ABCD的邊只有一個公共點(diǎn)的情況一共出現(xiàn)5次.故選B.
歸納總結(jié):從中考數(shù)學(xué)真題中,我們可以看到在考查學(xué)生基本運(yùn)算能力、思維能力的同時,對優(yōu)生還要著重考查學(xué)生靈活運(yùn)用數(shù)學(xué)知識分析和解決問題的能力.如本題還可以改正方形為三角形(如圖7)等.因此,我們今后在數(shù)學(xué)教育教學(xué)中,應(yīng)設(shè)計一些可考查他們靈活運(yùn)用數(shù)學(xué)知識分析和解決問題的習(xí)題,但不要人為編造繁難的計算題和證明題.
新題展示 如圖8,等腰Rt△EFG的斜邊長為1,正方形ABCD的邊長為6,點(diǎn)O2為正方形ABCD的中心,EO2=8.若將Rt△EFG繞點(diǎn)P按順時針方向旋轉(zhuǎn)360°,在旋轉(zhuǎn)過程中,請畫出△EFG所掃過的面積.
圖8
圖9
考點(diǎn):點(diǎn)、線、形的運(yùn)動軌跡.
分析:點(diǎn)E、F、G繞點(diǎn)P旋轉(zhuǎn),學(xué)生比較容易畫出,而線段EF、FG繞點(diǎn)P則有難度,可以借助多媒體輔助教學(xué)幫助學(xué)生思考(如圖9).
歸納總結(jié):本題還可以改正方形為三角形(如圖7),其他不變,也可讓在兩個圖形同時運(yùn)動,變?yōu)殡p動形問題等;從圖形的運(yùn)動路線角度可以采用45°、60°、120°、150°等利于計算的方向移動;在圖形的運(yùn)動速度上可以采用一定的速度比(如1∶2)等進(jìn)行移動;當(dāng)然我們設(shè)計的思路還可采用兩圖形的旋轉(zhuǎn),或者一個圖形按一定速度平移,另一個圖形按一定速度順(逆)時針旋轉(zhuǎn)等,這都是筆者意猶未盡的思考.
教材中有些內(nèi)容特別是探究活動課的內(nèi)容,是新課標(biāo)的延續(xù),也是高中內(nèi)容的奠基.將這些奠基用“問題鏈”的形式與探究活動“串聯(lián)”起來,在學(xué)生學(xué)習(xí)方法上給予必要的指導(dǎo),使學(xué)生學(xué)會一些科學(xué)的學(xué)習(xí)方法,懂得知識間的來龍去脈,從而更好地拓展學(xué)生的知識觀、學(xué)習(xí)觀,加深對初中知識本原的理解.當(dāng)然,在此實(shí)施過程中,初中教師在關(guān)注初中本身的教學(xué)內(nèi)容外,還應(yīng)該要關(guān)注高中的有關(guān)數(shù)學(xué)內(nèi)容,知道初中哪些內(nèi)容是今后繼續(xù)學(xué)習(xí)的生長點(diǎn)與奠基石.我們就應(yīng)該通過螺旋上升的方法,不失時機(jī)地培養(yǎng)學(xué)生的思維能力!
1.教育部《基礎(chǔ)教育課程》編輯部組織編寫.中學(xué)新課標(biāo)資源庫·數(shù)學(xué)卷[M].北京:北京師范大學(xué)出版社,2010.
2.羅增儒.解題分析,應(yīng)該有“第二過程”的暴露(續(xù)一)[J].中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)參考(上半月·高中),2008(10).
3.課程教材研究所.義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書數(shù)學(xué)·九年級(上冊)[M].北京:人民教育出版社,2010.
4.徐光考.中學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)與教[M].北京:中國戲劇出版社,2006.