周春意
摘要:“減負(fù)”的實(shí)施,讓學(xué)生從大量的習(xí)題中解放出來,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和解決問題的能力,是教師進(jìn)行課堂教學(xué)改革所要追尋的最終目標(biāo)。而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的途徑是多方位、多角度、多因素的。筆者認(rèn)為,注重變式教學(xué)是提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率的一種強(qiáng)有力的教學(xué)措施。變式教學(xué)是對數(shù)學(xué)中的問題進(jìn)行不同層次、不同情形、不同背景的變式,以暴露數(shù)學(xué)的本質(zhì),揭示不同知識點(diǎn)間內(nèi)在聯(lián)系的一種教學(xué)方法。本文介紹了筆者在變式教學(xué)上的嘗試,旨在與同仁一起交流分享。
關(guān)鍵詞:變式教學(xué);數(shù)學(xué);高效
中圖分類號:G633.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1992-7711(2018)05-0102
題目:如圖1,在正方形ABCD中,點(diǎn)M是BC邊(不含端點(diǎn)B、C)上任意一點(diǎn),P是BC延長線上一點(diǎn)。N是∠DCP的平分線上一點(diǎn).若∠AMN=90°,求證:AM=MN.
題目一拋出,思考片刻,有學(xué)生舉手。
學(xué)生1:看到∠AMN=90°這個(gè)條件,我想到構(gòu)造“一線三等角”模型(如圖2)。過點(diǎn)N作NF⊥BP,易得∠1=∠2。再根據(jù)∠B=∠NFM=90°,得△ABM∽△MFN。
∵∠NCF=45°
∴設(shè)CF=NF=x,MC=y,BM=z,
由△ABM∽△MFN得:■=■,
∴■=■,化簡得:x=z。
∴■=■=■=1即AM=MN
學(xué)生2:要證明AM=MN,我想到構(gòu)造全等三角形。在AB邊上截取AE=MC,連結(jié)EM。易得△EBM為等腰直角三角形,則∠AEM=∠MCN=135°,∵∠1=∠2,∴△AEM≌△MCN.∴AM=MN。
師:兩位同學(xué)的建模構(gòu)造得非常漂亮!現(xiàn)在老師再給它找個(gè)雙胞胎兄弟。已知正方形ABCD和正方形ECGF如圖4放置(B、C、G三點(diǎn)共線),連結(jié)AF、DG交于點(diǎn)O,求證:∠AOD=45°。
生思考片刻,沒動靜。師啟發(fā):45°角可以構(gòu)造等腰直角三角形,要出現(xiàn)等腰三角形,我們同樣可以去構(gòu)造全等三角形。
溫馨提示,可以參照圖3的解法。
生3:老師,我做出來了。如圖5,在BC邊上截取BH=CG,連結(jié)AH、FH,F(xiàn)H交DG于點(diǎn)M。則BC=AB=HG,BH=GF,∠B=∠FCG=90°,∴△ABH≌△HGF。∴AH=HF,∠1=∠2。∵∠1+∠3=90°,∴∠2+∠3=90°,得△AFH為等腰直角三角形?!唷螦FH=45°。又∵AD∥HG,AD=BC=HG,∴四邊形AHGD為平行四邊形.∴HF⊥DG,∴∠AOD=∠FOM=45°。
話音剛落,其他學(xué)生忍不住為其鼓掌.多么敏捷的思維,多么嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼Z言。趁勝追擊,筆者將題進(jìn)一步變式:現(xiàn)在老師讓調(diào)皮的小弟弟(小正方形ECGF)牽著哥哥的手(點(diǎn)C)旋轉(zhuǎn)到某個(gè)位置(如圖6),請問這時(shí)∠AOD還等于45°嗎?
學(xué)生紛紛點(diǎn)頭,嘴里嘀咕著:憑多年的解題經(jīng)驗(yàn)∠AOD應(yīng)該還是45°。
師:那我們能不能用類似的方法去解決這種情況呢?
有學(xué)生馬上否定:肯定不是構(gòu)造全等三角形了,因?yàn)榇藭r(shí)點(diǎn)B、C、G不在同一條直線上,找不到剛才的那對全等三角形了。
師:哦,那我們要另尋方法了。構(gòu)造不了等腰直角三角形,那我們想想,在正方形中,哪里可以找到45°的身影呢?
眾生齊答:連結(jié)正方形的對角線,對角線平分直角。
師繼續(xù)引導(dǎo):所有的正方形都是相似圖形,那我們能不能從相似三角形著手試試呢?
學(xué)生有種“山重水復(fù)疑無路,柳暗花明又一村”的喜悅感,開始埋頭嘗試起來。
生4:老師,我真的解出來了。如圖7,連結(jié)AC、CF,設(shè)AF與DC的交點(diǎn)為點(diǎn)H.∵正方形ABCD和正方形ECGF。∴■=■=■。又∵∠ACF=45°+∠DCE+45°=90°+∠DCE,∠DCG=90°+∠DCE,∴∠ACF=∠DCG。∴△ACF∽△DCG?!唷?=∠2。又∵∠AHC=∠DHO?!唷螦OD=∠ACD=45°。
師:非常棒!以上的三個(gè)題,我們體驗(yàn)了根據(jù)題意出發(fā),完美構(gòu)造全等三角形和構(gòu)造相似三角形,同時(shí)也體驗(yàn)了從圖形特殊的位置(三點(diǎn)共線)到旋轉(zhuǎn)至任意位置的解題策略。
現(xiàn)在老師暫且給類似圖6的兩個(gè)雙胞胎(相似圖形)的一個(gè)頂點(diǎn)重合在一起的兩個(gè)圖形稱為“手牽手”型。剛才的兩個(gè)雙胞胎是正方形,老師在想,當(dāng)雙胞胎的形狀發(fā)生改變時(shí),不知還會不會有類似的結(jié)論。
這時(shí),教室里開始一陣“騷動”,學(xué)生們開始躍躍欲試了。
生5:老師,我想到了最簡單但又很美的圖形——等腰直角三角形(該生邊說邊上臺畫出了圖8的圖形),然后自信滿滿地說:此時(shí)的∠AOC=45°。明白的同學(xué)請舉手。
在座的學(xué)生先是愣了一下,隨后不約而同地舉起了雙手!多么聰明的孩子啊,把正方形的另一半“拋棄”以后就成了這種“手牽手”型的,我不禁感嘆學(xué)生的聰穎與睿智!
受到了這位同學(xué)的啟發(fā),其他學(xué)生也不甘落后,開始大膽猜測、驗(yàn)證。
生6:老師,我覺得還可以是兩個(gè)等邊三角形“手牽手”型.如圖9,∵兩個(gè)等邊三角形相似,同理可得△ACE∽△BCD,∴∠1=∠2。又∵∠BHC=∠AHO?!唷螦OB=∠ACB=60°。
掌聲響起了,那是源自學(xué)生內(nèi)心深處的喜悅啊!
生7:老師,老師,我還有發(fā)現(xiàn).我覺得只要兩個(gè)頂角相等的等腰三角形“手牽手”,同理可得∠AOB=∠ACB,也就是∠AOB的度數(shù)等于等腰三角形的頂角度數(shù)。
生8:老師,我還總結(jié)出了這樣一個(gè)結(jié)論:“手牽手”型的三角形全等或相似都是SAS型的,其中兩邊是兩個(gè)相似圖形的大邊和小邊,夾角是它們的相等的內(nèi)角加上公共角。
這時(shí),教室里頓時(shí)沸騰起來,所有的學(xué)生向生7和生8投去了“羨慕、嫉妒、恨”的目光。此刻學(xué)生的思維已經(jīng)達(dá)到了質(zhì)的飛躍,從正方形的“手牽手”型著手,讓學(xué)生自己去觀察、發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造、概括,讓學(xué)生經(jīng)歷了方法模型的過程,掌握了抓住基本圖形的變化,體會變中不變的性質(zhì),筆者認(rèn)為這肯定是傳統(tǒng)課堂所嚴(yán)重缺失的部分。
“手牽手”型的變式歷程,讓筆者更加堅(jiān)信變式教學(xué)的高效性,尤其是在教師引導(dǎo)下的學(xué)生自主地對題目進(jìn)行改編并進(jìn)行解答,能最大程度地激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲,在變式訓(xùn)練中提高學(xué)生識別和運(yùn)用基本模型的能力,使學(xué)生的解題能力得到更高層次的提升,對學(xué)生思維發(fā)展提供知識再創(chuàng)造的過程,也使類比、轉(zhuǎn)化、特殊與一般數(shù)學(xué)思想在變題、解題過程中自然、完美地進(jìn)行滲透,真正達(dá)到舉一反三、觸類旁通的效果。
相信在變式的路上,抓住數(shù)學(xué)的本質(zhì),形散而神不散,一定會迎來繁花相送的美麗景象!
(作者單位:浙江省寧波市鄞州區(qū)姜山鎮(zhèn)中心初級中學(xué) 315100)