□海南省東方市八所中學(xué) 吳東翔
初中平面幾何的學(xué)習(xí)是幾何學(xué)的入門學(xué)習(xí)。若學(xué)生掌握該學(xué)科的學(xué)習(xí)方法,則會激發(fā)他們對數(shù)學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣。因此培養(yǎng)學(xué)生自覺、主動地探求平面幾何的解題問題,不僅是鑄造學(xué)生優(yōu)質(zhì)的思維品格的基礎(chǔ)、是培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密的邏輯推理能力的有效途徑,也決定著學(xué)生往后能否向更廣更深的領(lǐng)域?qū)W習(xí),關(guān)系著學(xué)生的成長發(fā)展。為了讓學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)牢固,提升他們的邏輯推理能力,在幾年的教學(xué)中,我觀察到了學(xué)生在學(xué)習(xí)初中幾何的種種情況。如,平面幾何學(xué)習(xí)中幾何證明是學(xué)生的痛點,幾何證明問題往往讓學(xué)生理不清頭緒,不知如何下手,久而久之,學(xué)生對幾何證明產(chǎn)生畏懼心理,對幾何的學(xué)習(xí)也失去興趣?!皫缀巫C明難”是學(xué)生不想學(xué)平面幾何的原因,要想從源頭上解決問題,我們必須找出問題的根源,以問題為主線,通過對問題的研究分析,尋找出現(xiàn)問題的原因,從而“對癥下藥”,尋找解決問題的方法,使教師的教學(xué)引導(dǎo)更加高效,學(xué)生的學(xué)習(xí)更加科學(xué),為學(xué)生獲取更多的“數(shù)學(xué)素養(yǎng)”、為學(xué)生未來的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
經(jīng)過多方面的經(jīng)驗積累及調(diào)查分析,總結(jié)出幾何證明的典型錯誤主要表現(xiàn)在以下幾點:
1.概念定理,理解不透。
(1)學(xué)生對幾何的概念、判斷定理的識記與理解流于表面,容易忽略定理的內(nèi)在含義,在應(yīng)用時不考慮它的適用條件和范圍。
在線段的垂直平分線的性質(zhì)學(xué)習(xí)中,學(xué)生沒有完全理解“線段垂直平分線上的點到線段兩個端點的距離才相等”的內(nèi)在條件,在證明時,容易出錯。
例:如圖,在△ABC中,AB=AC,點D是BC的中點,求證:(1)△ABD≌△ACD ;(2)BE=CE。
錯誤分析:對于(2)的證明,很多學(xué)生都認(rèn)為D是BC的中點,所以BE=CE,沒有去探討DE是BC的中垂線。
(2)在三角形全等的證明中,按照題目給出的已知條件,很多學(xué)生都會找出“邊邊角”的條件,然后就直接利用“邊邊角”直接得出兩個三角形全等了,錯誤原因就是“無中生有,自創(chuàng)定理”。
2.隱含條件,不善挖掘。
在初中幾何證明中,有一些題目,證明結(jié)論所需要的已知條件,不是直接給出來的,而是隱含的。對于這類題目,如果學(xué)生不善于挖掘這些條件,就沒有足夠的條件逐步推導(dǎo)出結(jié)論。這類題目學(xué)生共同的感覺就是“缺少條件”。
例:如圖,已知AB=AC,∠A=36°,AB的中垂線MN交AC于點N,交AB于點M,求證:△ABC∽△BCN。
分析:本題的關(guān)鍵在于抓住∠A=36°,AB=AC這
兩個已知條件,由∠A=36°,AB=AC可得到∠ABC=∠C=(180-36)/2=72°,進而就可得所要證明的結(jié)論。但在實際證明中,很多學(xué)生都沒有挖掘出這個隱含條件,所以結(jié)論也就無法求證。
3.推理混亂,缺乏規(guī)范。
表達混亂,條理不清是屬于證明過程書寫不規(guī)范的問題,對于初學(xué)者來說,這種現(xiàn)象尤為常見。這種現(xiàn)象,常見的有兩種:
(1)不知如何下筆,是學(xué)生覺得“幾何證明難”的共同心病,拿到一個幾何證明題目,學(xué)生看了,心里明白怎么得到需要證明的結(jié)論,但下筆書寫時,不知怎么表達推理過程或者推理混亂,邏輯不嚴(yán)密。
(2)幾何證明的書寫要求有它的獨特性:書寫表達必須規(guī)范,然而在幾何證明中,學(xué)生表達不規(guī)范比比皆是。常見的情況有前因后果邏輯推理不嚴(yán)密、畫圖不規(guī)范、幾何符號語言應(yīng)用不規(guī)范等等。
4.添線助證,無從下手。
眾所周知,很多幾何題的證明,往往利用原圖現(xiàn)有的“線”是難于證明的,這就需要添加輔助線。添加輔助線可以使復(fù)雜的幾何證明問題變得簡單,然而,因為沒有掌握添加輔助線的要領(lǐng),證明時,沒有找到證明的突破口,題目也就無法得證。添加輔助線解決幾何問題是幾何證明的一大技巧,題目需要添加輔助線輔助證明時,學(xué)生沒有找到添加輔助線的切入口,因此無法進行解題,這也是學(xué)生解決幾何問題感到“無從下手”的原因。
5.文字命題,茫然無策。
在教學(xué)中,學(xué)生最難于應(yīng)對的是文字命題的證明,對于此類問題,學(xué)生無法理解命題的含義,未能從中找出命題的題設(shè)和結(jié)論,不僅如此,學(xué)生還難于根據(jù)題意規(guī)范畫圖、不懂得用幾何符號語言寫出已知條件和求證。
6.生活問題,不善建模。
數(shù)學(xué)是來源于生活,又為生活服務(wù)的一門學(xué)科,生活中的很多現(xiàn)象,我們都可以把它歸納為數(shù)學(xué)問題,并用數(shù)學(xué)思維進行解決,然而,對于現(xiàn)實生活中的實際問題,學(xué)生往往不能把它進行建模,把生活問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題。幾何尤其如此,學(xué)生沒有耐心理解實際問題和數(shù)學(xué)的關(guān)系,沒有更好地把實際問題歸納成幾何問題,沒有更好地畫圖加以直觀理解,從而就沒有達到解決實際問題的目的。
以上是初中幾何教學(xué)中學(xué)生證明常見的幾類典型錯誤,在教學(xué)中如何有效應(yīng)對呢?通過思考探索和與同伴探討交流,總結(jié)出以下幾點體會:
1.夯實基礎(chǔ)、強化應(yīng)用。
學(xué)生幾何解題一切錯誤的原因都是基礎(chǔ)不扎實,如果基礎(chǔ)扎實了,而不善于應(yīng)用,那就是平時缺少解題應(yīng)用訓(xùn)練。在平常教學(xué)中,老師必須幫助學(xué)生理清幾何定義、幾何定理、公理條件和結(jié)論之間的邏輯思維關(guān)系、掌握應(yīng)用范圍,在解題實踐中,放手讓學(xué)生大膽嘗試,要知道“只有讓學(xué)生在實踐中發(fā)現(xiàn)自己解題存在的不規(guī)范及漏洞錯誤,學(xué)生才能體會深刻及更好糾正”?!昂粚嵒A(chǔ)、加強應(yīng)用”是學(xué)生熟練運用的基礎(chǔ),也只有基礎(chǔ)夯實,學(xué)生對幾何的學(xué)習(xí)才更有興趣,學(xué)生對學(xué)好幾何才更有信心。
2.深入挖掘,突破瓶頸。
幾何證明中,綜合題目都有“瓶頸”,題目中設(shè)置的“瓶頸”往往讓學(xué)生找不到解題的突破口,如果“瓶頸”突破了,學(xué)生證明也會豁然開朗,有一種“柳暗花明又一村”的感覺,此時的學(xué)生會無比興奮,也會很享受那種成就感,這給學(xué)生學(xué)習(xí)幾何帶來多大的興趣??!何樂而不為呢?然而,幾何證明中的“瓶頸”如何突破呢?課堂教學(xué)中必須做好以下幾點:
(1)培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真閱題、審題的良好習(xí)慣,在審題中能充分挖掘題目中的顯性和隱性已知條件的意識。幾何結(jié)論的證明,碰到最多的問題就是“結(jié)論的推導(dǎo)缺少條件”,然而題目給的條件肯定是足夠的,有顯性的,也有隱性的,只是學(xué)生不善于挖掘或利用而已。只有充分利用題目中的顯性和隱性已知條件,結(jié)論的證明才能順利推導(dǎo)出來。
(2)引導(dǎo)學(xué)生逆向分析,證明幾何問題時,要讓學(xué)生懂得從要證明的結(jié)論開始,逆向分析,結(jié)論的得出需要哪些條件,再從題目中去尋找這些條件,逐一突破。
(3)幾何結(jié)論的證明,學(xué)生心里往往明白由這些條件可以得出這個結(jié)論,但要書寫時卻不知如何下筆。對于這樣的問題,在教學(xué)中我們可以讓學(xué)生多模仿例題的書寫過程,讓學(xué)生多嘗試,學(xué)生之間相互糾正,這樣他們體會到的知識會更深刻。
(4)幾何文字命題的證明,學(xué)生的難點是:①無法找出命題的題設(shè)和結(jié)論,即找不出已知條件和需要證明的結(jié)論;②畫簡圖,不懂得用幾何符號語言寫出已知和求證,針對這樣的情況我們可以采取“化整為零,逐一突破”的策略。即要讓學(xué)生懂得把問題分成幾個步驟:第一,理清題意,畫出草圖;第二,根據(jù)題目中的條件和結(jié)論,用幾何符號寫出已知和求證;第三,從已知條件開始,逐一規(guī)范寫出推導(dǎo)過程。
(5)數(shù)學(xué)文化的精華就是“化為數(shù)學(xué)”和“數(shù)學(xué)化為”,生活中的幾何問題,要把它化為數(shù)學(xué)問題去求解,需要學(xué)生有良好的“建?!蹦芰?,在教學(xué)中,我們要注重數(shù)學(xué)“建?!彼枷氲膮⑼?,多設(shè)置生活實例讓學(xué)生練習(xí),老師和學(xué)生一起探討如何把“生活問題”化為“數(shù)學(xué)問題”之間的過渡關(guān)系。
3.方法歸納,形成思維。
方法歸納需要多思考,只有多思考才能找到不同問題的解決規(guī)律,例如添加輔助線證明問題時,不同類型的題目有不同的添加方法,但它們是有規(guī)律的,需要老師引導(dǎo)學(xué)生多思考、多體會、多總結(jié)。在幾何證明的訓(xùn)練中,教師要多引導(dǎo)、幫助學(xué)生進行解題方法、解題技巧及分析思路的整理和歸納,只有這樣,學(xué)生才能把老師的分析思路、解題技巧和證明思維轉(zhuǎn)變?yōu)樽约旱姆椒?,也就是要讓學(xué)會收“漁”而不是收“魚”,學(xué)生才能更好地開啟幾何證明的智慧之門。
解決問題的對策是很多的,在教學(xué)實踐中,師生只有“持之以恒”,“幾何證明難”的問題才能有效解決。