摘 要:數(shù)學(xué)思想方法是解題的靈魂,只有掌握良好的思想方法,才能夠提高數(shù)學(xué)解題的能力,將知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際的技能?;诖?,本文主要分析分類討論思想方法應(yīng)用在初中等腰三角形問題當(dāng)中的價(jià)值,探討具體的應(yīng)用對(duì)策,有計(jì)劃、有意識(shí)、有步驟地滲透分類討論思想。
關(guān)鍵詞:分類討論;數(shù)學(xué)思想方法;教學(xué)應(yīng)用
一、 分類討論思想在等腰三角形中應(yīng)用的價(jià)值
新課程改革要求我們創(chuàng)新數(shù)學(xué)教學(xué)的方法,在整個(gè)數(shù)學(xué)教學(xué)的過程當(dāng)中,不僅要提高學(xué)生探索知識(shí)的邊界,更要學(xué)生感悟數(shù)學(xué)的基本思想,對(duì)數(shù)學(xué)產(chǎn)生興趣,從實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)來看,分類討論思想應(yīng)用在等腰三角形的教學(xué)當(dāng)中,具有以下幾方面的價(jià)值:
1. 可以幫助學(xué)生挖掘數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的本質(zhì),掌握數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)當(dāng)中的差異點(diǎn)與共同點(diǎn),采用適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn),不重復(fù)、不遺漏地對(duì)問題進(jìn)行有限的討論,通過逐漸分析、按步驟解決的方式,來提高數(shù)學(xué)計(jì)算的精準(zhǔn)程度。
2. 分類討論思想可以在三角形教學(xué)當(dāng)中,通過定理的推演求解,開展系統(tǒng)的分析,達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、不重不漏的實(shí)際效果,在一些問題的解決當(dāng)中,還可以將繁雜的步驟簡化,促進(jìn)學(xué)生用形象的知識(shí)理解抽象的概念,更好地形成數(shù)學(xué)運(yùn)用能力。
3. 分類討論思想是一個(gè)人思維條理性和概括性的重要基礎(chǔ),通過三角形教學(xué)當(dāng)中分類討論思想的應(yīng)用,可以幫助學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng),提高數(shù)學(xué)的思考能力,在原有的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)之上,提高自己的總結(jié)能力,概括能力和分析能力。
4. 對(duì)于我們中學(xué)生來說,分類討論問題就是將要研究的數(shù)學(xué)對(duì)象按照一定的標(biāo)準(zhǔn)劃分為若干不同的情形,然后再逐類進(jìn)行求解的一種數(shù)學(xué)解題思想。有助于學(xué)生解題能力的提升,建立起對(duì)于數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。
5. 分類討論思想往往被用在一些題目條件含有不確定因素,或者結(jié)論不能給予統(tǒng)一表述的數(shù)學(xué)問題,我們往往將問題劃分為若干類或若干個(gè)局部問題來解決。這類問題也是等腰三角形當(dāng)中的重點(diǎn)問題和難點(diǎn)問題,只有通過分類討論才能進(jìn)行知識(shí)的解答。
二、 分類討論思想在初中等腰三角形問題中的應(yīng)用
(一) 步驟拆分
在解題的過程當(dāng)中,我們要將研究問題當(dāng)中拆分出各個(gè)情況,制定一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來劃分成不同的小步驟,以不同的形式來解決這些問題,最終將一個(gè)大問題拆分成不同的小問題,使得原始的大問題可以得到正確的解答。這種拆解方式是分類討論的基礎(chǔ)和靈魂,在教學(xué)的過程當(dāng)中,教師要有意識(shí)地滲透分類討論的思想,不斷豐富課堂教學(xué)的形式,補(bǔ)充分類討論的內(nèi)容,采用靈活有效的教學(xué)手段,鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行分類討論的思考,既要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),也要鼓勵(lì)學(xué)生在原有的知識(shí)基礎(chǔ)之上,進(jìn)行發(fā)散性思考。
【案例1】 在△ABC中,∠BAC=120°,AD⊥BC于D,且AB+BD=DC,求∠C
解:在DC上截取DE=BD,連接AE, ∵AD⊥BC,∴∠ADB=∠ADE=90°
在△ABD和△AED中,AD=AD,∠ADB=∠ADE,DB=DE,
∴△ABD≌△AED(SAS),
∴AB=AE,∴∠B=∠AEB
又AB+BD=CD,DE=BD,∴AB+DE=CD,而CD=DE+EC
∴AB=EC
∴AE=EC,
故設(shè)∠EAC=∠C=x°,∠AEB為△AEC的外角
∴∠B=∠AEB=∠EAC+∠C=2x°,∴∠B=2x°
在△ABC中,∠B+∠BAC+∠C=180°
∴2x+120+x=180
解得:x=20,則∠C=20°。
在分類討論教學(xué)過程當(dāng)中,要選擇合理的分類標(biāo)準(zhǔn),不能盲目地按照學(xué)生的喜好來進(jìn)行個(gè)人的分類,在解題的過程當(dāng)中,教師可以組織學(xué)生多練習(xí)經(jīng)典的類型,從而更好地避免少討論或多討論的現(xiàn)象,提高解題的效率,做到不重不漏、層次分析。這樣的教學(xué)方法實(shí)現(xiàn)需要一定的時(shí)間,但是教師要鼓勵(lì)學(xué)生在多次的訓(xùn)練當(dāng)中,不斷培養(yǎng)對(duì)于學(xué)習(xí)的自信心,了解到只有進(jìn)行多樣化的練習(xí)才能夠更好地掌握分類討論的思想。
(二) 進(jìn)行分類計(jì)算
在實(shí)際教學(xué)的過程當(dāng)中,分類討論思想的應(yīng)用也與很多計(jì)算有關(guān),很多學(xué)生由于思維能力的不足,在邏輯方面有一定的漏洞,無法掌握這種高效的數(shù)學(xué)思想方式,在實(shí)際討論的過程當(dāng)中,或者出現(xiàn)重復(fù)討論的現(xiàn)象,或者出現(xiàn)遺漏討論現(xiàn)象,這都無法達(dá)到良好的分類討論的效果。因而在教學(xué)的過程當(dāng)中教師要對(duì)學(xué)生的討論結(jié)果進(jìn)行反思分析和指導(dǎo),要求學(xué)生按照自己討論的結(jié)果與答案當(dāng)中進(jìn)行比對(duì),了解到哪一個(gè)層次出現(xiàn)了漏洞,是進(jìn)行了哪些項(xiàng)目的探討?從而優(yōu)化解題的過程,學(xué)生可以將這種分類討論的結(jié)果記錄到自己的錯(cuò)題本當(dāng)中,從而對(duì)實(shí)際的討論情況進(jìn)行優(yōu)化分析。
【案例2】 在直角梯形ABCD中,AD∥BC,∠C=90°,BC=16,DC=12,AD=21。動(dòng)點(diǎn)P從點(diǎn)D出發(fā),沿射線DA的方向以每秒2個(gè)單位長的速度運(yùn)動(dòng),動(dòng)點(diǎn)Q從點(diǎn)C出發(fā),在線段CB上以每秒1個(gè)單位長的速度向點(diǎn)B運(yùn)動(dòng),點(diǎn)P、Q分別從點(diǎn)D、C同時(shí)出發(fā),當(dāng)點(diǎn)Q運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)B時(shí),點(diǎn)P隨之停止運(yùn)動(dòng)。設(shè)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t(秒)。當(dāng)t為何值時(shí),以B、P、Q三點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形是等腰三角形?
本題目考察的知識(shí)點(diǎn)有等腰三角形的定義、勾股定理、無理方程的解法、一元二次方程根的判別式。在讀題時(shí)就要明白該類題需分析BP=QP,或BP=BQ,或QP=BQ三種情況。與該題類似的還有在平面直角坐標(biāo)系中,兩點(diǎn)固定,另一點(diǎn)在一條直線上運(yùn)動(dòng),求三點(diǎn)構(gòu)成的三角形為等腰三角形有幾種情況。
在解答的過程當(dāng)中,重點(diǎn)就是對(duì)頂角的位置以及實(shí)際的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行解答,教師可以引導(dǎo)學(xué)生分類討論P(yáng)、Q兩點(diǎn)的位置,設(shè)置以P為中心和以Q為中心兩個(gè)要點(diǎn),從而獲得正確答案“要使以B、P、Q三點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形是等腰三角形,則需有BP=QP,或BP=BQ,或QP=BQ?!苯處熞朴趩l(fā)學(xué)生的思維,始終以學(xué)生為教學(xué)的中心,了解學(xué)生的解題思路,分析學(xué)生在解題過程當(dāng)中遇到了哪些問題,從而更好地對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)。很多學(xué)生在實(shí)際解題過程當(dāng)中,缺乏反向思維,在已知三角形為等腰三角形的條件下,可以很好地進(jìn)行問題的分析,但是給出相關(guān)條件之后,對(duì)于三角形是等腰三角形的判斷,缺乏足夠的思考,教師就可以引導(dǎo)學(xué)生從該三角形是等腰三角形和該三角形不是等腰三角形兩個(gè)角度來進(jìn)行討論,從而對(duì)已知條件進(jìn)行優(yōu)化運(yùn)用。
(三) 設(shè)置分類討論問題
除了解答題當(dāng)中,填空題、判斷題當(dāng)中也蘊(yùn)含著豐富的分類討論思想,很多教學(xué)題目都是組合化的,學(xué)生如果基礎(chǔ)知識(shí)掌握不夠牢固,就很容易誤判。例如,等腰三角形與矩形的判定和性質(zhì)、平行四邊形的判定和性質(zhì)、銳角的三角比、相似三角形的判定和性質(zhì)等知識(shí)聯(lián)合在一起,就要求學(xué)生對(duì)于等腰三角形的定義深入理解,除此之外,涉及點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)的題目也常常運(yùn)用分類討論思想。
【案例3】
例如在題目3:△ABC中,AC=2AB,AD平分∠BAC交BC于D,E是AD上一點(diǎn),且EA=EC,求證:EB⊥AB.的解答當(dāng)中,教師就要指導(dǎo)學(xué)生將等腰三角形定義的知識(shí)與三角形的銳角三角形判斷知識(shí)聯(lián)合在一起,進(jìn)行系統(tǒng)分析。在題目4:在△ABC中,AB=15cm,AC=13cm,邊BC上的高AD=12cm,求△ABC的面積。當(dāng)中,學(xué)生需要對(duì)等腰三角形的綜合判斷進(jìn)行分類。
布置不同類型的分類討論作業(yè),可以幫助學(xué)生在實(shí)際解題的過程當(dāng)中積累分類討論的經(jīng)驗(yàn),關(guān)于三角形圖形位置改變的情況進(jìn)行系統(tǒng)的討論,按照相關(guān)條件進(jìn)行幾何圖形的分析,對(duì)于所有符合條件的圖形進(jìn)行正確的解答。在這樣的過程當(dāng)中,學(xué)生可以根據(jù)不同題干的對(duì)比,掌握真正的分類討論思想,并且做到不重不漏。例如在題目4當(dāng)中,就可以通過內(nèi)部、外部兩種情況來進(jìn)行分類討論,從而正確的解答問題。
(四) 開展分類教學(xué)
在一個(gè)班級(jí)當(dāng)中學(xué)生的知識(shí)能力參差不齊,只有面向全體學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)性教育,才能夠避免學(xué)生負(fù)擔(dān)過重、壓力過大。開展分層討論,可以在學(xué)生原有的基礎(chǔ)之上,不斷提高教學(xué)的實(shí)際質(zhì)量和效果:
第一,進(jìn)行分類討論教學(xué)過程中教師也要因材施教,根據(jù)學(xué)生的具體情況設(shè)置不同的分類教學(xué)目標(biāo),采取不同的教學(xué)方法,按照整體進(jìn)行不重疊不遺漏的探討,對(duì)各個(gè)問題進(jìn)行分享解決,從問題考查的角度、問題解決的方式、問題實(shí)際的答案設(shè)置良好的分類標(biāo)準(zhǔn)。
第二,在等腰三角形教學(xué)的過程當(dāng)中,整個(gè)分類討論的思想實(shí)際上就是化整為零分而治之,作為一種重要的思想方法,教師要不斷提高對(duì)于分類討論的重視程度,掌握實(shí)際的教學(xué)策略。為了提升教學(xué)的實(shí)際水平,教師要進(jìn)行充分的教學(xué)準(zhǔn)備,既可以和經(jīng)驗(yàn)豐富的教師進(jìn)行探討,掌握深化分類討論教學(xué)效果的方法,也可以在網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中進(jìn)行視頻課程的學(xué)習(xí),提升分類討論的靈活程度,吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
第三,教師要對(duì)于分類討論的教學(xué)細(xì)致準(zhǔn)備,對(duì)引起討論的原因進(jìn)行整合分析,對(duì)于問題的定義進(jìn)行討論,如果這個(gè)討論是由點(diǎn)引發(fā)的,那么就要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)于三角形的范圍限制條件進(jìn)行逐項(xiàng)分析,在解題的過程當(dāng)中更多的關(guān)注三角形的邊和角等限制元素,開展充分的討論。教師要培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成分類討論的習(xí)慣,在遇到復(fù)雜問題的時(shí)候,先想到運(yùn)用分類討論的方法對(duì)問題進(jìn)行細(xì)化拆解,轉(zhuǎn)換為自己已知的知識(shí),進(jìn)行靈活解題。
第四,在三角形運(yùn)算討論過程當(dāng)中,如果整個(gè)運(yùn)算是由定義引發(fā)的討論,那么就要對(duì)運(yùn)算的限制條件進(jìn)行排除,在角度運(yùn)算的過程當(dāng)中,要對(duì)滿足相應(yīng)的條件進(jìn)行系統(tǒng)的討論,避免由于運(yùn)算討論不足導(dǎo)致必要條件被遺漏。整合兩圓的位置關(guān)系、勾股定理、無理方程的解法、直角梯形的有關(guān)性質(zhì)等知識(shí)。
第五,三角形的位置討論是等腰三角形運(yùn)算當(dāng)中討論的主體,對(duì)于圖形變化引起的討論要對(duì)平面圖形所處的位置進(jìn)行分門別類的分析,做到化整為零。加大對(duì)分類討論的重視程度,開展多樣化靈活教學(xué)。
結(jié)論:綜上所述,很多數(shù)學(xué)問題不僅在涉及的范圍上帶有綜合性,而且,問題本身會(huì)受多種條件的交叉制約,形成錯(cuò)綜復(fù)雜的局面,很難從整體上著手解決。所以,只能運(yùn)用分類討論思想,化整為零,各個(gè)擊破,最后達(dá)到整體的解決。我們要重視思想劃歸,開展分層教學(xué),不斷提升教學(xué)的細(xì)致程度,促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的升級(jí),提升學(xué)生對(duì)于數(shù)學(xué)知識(shí)的感興趣程度,提高學(xué)生學(xué)習(xí)成績與解題能力。
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作者簡介:雷貴珍,中學(xué)數(shù)學(xué)一級(jí),福建省南平市,福建省南平市順昌縣大歷中學(xué)。