王全夫
[摘 要] 平行四邊形無(wú)論從圖形所具有的性質(zhì)與圖形的運(yùn)動(dòng)軌跡,還是從知識(shí)的邏輯性與知識(shí)研究過(guò)程,或者從分類學(xué)與數(shù)學(xué)的簡(jiǎn)約性角度來(lái)看,把它歸為特殊的梯形比較有利.
[關(guān)鍵詞] 平行四邊形;特殊;梯形
“平行四邊形是特殊的梯形嗎?”“有一組對(duì)邊平行的四邊形是梯形嗎?”為了回答以上兩個(gè)問(wèn)題,筆者查閱了有關(guān)資料. 在現(xiàn)行的中小學(xué)數(shù)學(xué)教材中,平行四邊形與梯形這兩個(gè)概念大多這樣定義:“兩組對(duì)邊分別平行的四邊形叫平行四邊形;只有一組對(duì)邊平行的四邊形叫梯形. ”(人教版四上《數(shù)學(xué)》第71頁(yè))“有兩組對(duì)邊分別平行的四邊形叫做平行四邊形.”“一組對(duì)邊平行,另一組對(duì)邊不平行的四邊形叫做梯形. ”(人教版八下《數(shù)學(xué)》第83頁(yè)與106頁(yè))其他版本的中小學(xué)數(shù)學(xué)教材與教學(xué)輔導(dǎo)用書中大多也都類似這樣定義. 按照這樣的定義,平行四邊形和梯形是兩個(gè)完全不同的概念,這兩個(gè)概念之間是一種并列關(guān)系,完全沒(méi)有相交或者包含的可能. 顯然,前面兩個(gè)問(wèn)題的答案應(yīng)該都是否定的. 其實(shí),在大多數(shù)數(shù)學(xué)教材中,為了讓學(xué)生能夠清楚地區(qū)分這兩個(gè)概念,教材還特意采用集合圖的形式對(duì)平行四邊形不是特殊的梯形進(jìn)行了區(qū)別,以加深學(xué)生對(duì)這兩個(gè)概念的理解.
然而,從長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐以及對(duì)以上兩個(gè)問(wèn)題的深入思考,筆者總覺(jué)得現(xiàn)行教材中對(duì)梯形的定義并不是十分貼切,總感覺(jué)平行四邊形宜為特殊的梯形較為妥當(dāng). 現(xiàn)將筆者認(rèn)為“平行四邊形宜為特殊的梯形”的理由簡(jiǎn)述如下.
(1)從圖形所具有的性質(zhì)來(lái)看,平行四邊形宜為特殊的梯形. 眾所周知,梯形的面積計(jì)算公式((上底+下底)×高÷2或中位線×高)、周長(zhǎng)計(jì)算公式(四條線段的和)、內(nèi)角和(360°)等,梯形所具有的一些公式、性質(zhì),平行四邊形也都具有. 因此,平行四邊形宜為特殊的梯形,即平行四邊形為上底與下底相等的特殊梯形.
(2)從圖形的運(yùn)動(dòng)軌跡角度來(lái)看,平行四邊形宜為特殊的梯形. 如圖1所示,在四邊形ABCD中,AB∥CD,AB (3)從知識(shí)的邏輯性角度來(lái)講,平行四邊形宜為特殊的梯形. 四邊形按對(duì)邊是否平行的情況可分為:0組對(duì)邊平行的四邊形(即一般的四邊形)、只有一組對(duì)邊平行的四邊形(即梯形)、有兩組對(duì)邊分別平行的四邊形(即平行四邊形). 這從分類學(xué)的角度來(lái)講是可以的,但從知識(shí)的邏輯性角度來(lái)講,就并不怎么貼切了. 我們知道,兩組對(duì)邊分別平行應(yīng)該是一組對(duì)邊平行的特殊情況(即在四邊形范圍內(nèi),一組對(duì)邊平行包括只有一組對(duì)邊平行與有兩組對(duì)邊分別平行兩種情況),而一組對(duì)邊平行又是任意四邊形的特殊情況(即任意四邊形包括有一組對(duì)邊平行與沒(méi)有對(duì)邊平行也就是0組對(duì)邊平行兩種情況). 也就是說(shuō),按照原來(lái)的平行四邊形與梯形的定義,平行四邊形與梯形還應(yīng)有一個(gè)共同的上位概念——有一組對(duì)邊平行的四邊形(目前暫沒(méi)有命名這一上位概念,而被大多數(shù)人認(rèn)為它們的上位概念都是四邊形,這是不妥當(dāng)?shù)模? 其實(shí),符合這一條件的上位概念應(yīng)該就是梯形本身,也就是說(shuō)平行四邊形應(yīng)是特殊的梯形. (4)從知識(shí)研究過(guò)程的角度來(lái)看,平行四邊形宜為特殊的梯形. 大家知道,我們研究事物經(jīng)常用到的方法是從特殊到一般,然后用一般的方法或結(jié)論去解決特殊的問(wèn)題. 對(duì)于四邊形的研究,我們是從正方形(特殊的長(zhǎng)方形)與長(zhǎng)方形(特殊的平行四邊形)開(kāi)始,接著是平行四邊形(特殊的四邊形),然后是梯形(特殊的四邊形). 也就是說(shuō),如果我們對(duì)四邊形的研究采用常用方法(即從特殊到一般:正方形——長(zhǎng)方形——平行四邊形——梯形——四邊形)的話,那么,平行四邊形就宜為特殊的梯形. (5)從分類學(xué)的角度來(lái)看,平行四邊形宜為特殊的梯形. 大家知道,對(duì)事物(知識(shí))進(jìn)行分類,主要是為了讓人們能夠更好地認(rèn)識(shí)事物(知識(shí)),理清各種事物(知識(shí))之間的關(guān)系,使事物(知識(shí))系統(tǒng)化. 分類有一些原則,即不重復(fù)、無(wú)遺漏、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、逐層劃分等. 然而,人們?cè)趯?duì)事物(知識(shí))分類時(shí),習(xí)慣于將事物(知識(shí))分為兩類(即非此即彼),因?yàn)檫@樣分類便于將事物(知識(shí))進(jìn)行歸類與記憶. 例如將實(shí)數(shù)分為有理數(shù)和無(wú)理數(shù)兩類,將有理數(shù)分為整數(shù)與分?jǐn)?shù)兩類,將圖形分為平面圖形與立體圖形兩類等. 因此,最好將四邊形分為一般的四邊形與梯形兩類,也就是說(shuō),將平行四邊形歸為特殊的梯形,而并非現(xiàn)行教材中的三類,即四邊形包括一般的四邊形、平行四邊形與梯形. (6)從數(shù)學(xué)的簡(jiǎn)約性角度來(lái)看,平行四邊形宜為特殊的梯形. 數(shù)學(xué)是把人們?cè)谌粘I钪械谋姸嗌瞵F(xiàn)象進(jìn)行高度抽象、概括、簡(jiǎn)化的結(jié)晶,因此,數(shù)學(xué)具有簡(jiǎn)潔性,而且,隨著人類對(duì)數(shù)學(xué)研究的不斷深入,數(shù)學(xué)內(nèi)容將會(huì)越來(lái)越概括,越來(lái)越簡(jiǎn)潔. 把平行四邊形歸為特殊的梯形,就可以使四邊形的分類由目前的一分為三(即四邊形包括一般的四邊形、平行四邊形與梯形)簡(jiǎn)化為將來(lái)的一分為二(即四邊形包括一般的四邊形與梯形),這樣便于學(xué)生的研究與記憶. 綜上所述,平行四邊形宜為特殊的梯形. 也就是說(shuō),梯形應(yīng)定義為:有一組對(duì)邊平行的四邊形叫做梯形(即把原來(lái)梯形定義中的“只有”改為“有”,這樣平行四邊形就隸屬于梯形的范疇).平行的一組對(duì)邊叫做梯形的底(其中一條邊叫做上底,另一條邊叫做下底),另一組對(duì)邊叫做腰. 兩腰相等且相鄰內(nèi)角相等的梯形叫做等腰梯形. 有一只角是直角的梯形叫直角梯形(即正方形與長(zhǎng)方形也可以理解為特殊的等腰梯形或特殊的直角梯形). 以上是筆者的一點(diǎn)想法與認(rèn)識(shí),如有不妥,敬請(qǐng)各位專家、同行批評(píng)指正.