顧穎 程軍
近日在初三數(shù)學(xué)解題研討活動中,備課組成員在做常州2020中考數(shù)學(xué)第27(2)時,對于市場上提供的參考答案出現(xiàn)了激烈爭論,并提出了不同的見解和解法,到底哪種方法更適合學(xué)生?現(xiàn)將研討主要過程摘錄如下,以饗讀者.
1 原題呈現(xiàn)
首先連接MN,根據(jù)兩點間距離公式求出MN=25,作NE⊥MF,根據(jù)特征數(shù)含義,求出NE=10,設(shè)E(a,b),再根據(jù)兩點間距離公式,把NE用a,b表示出來,在Rt△MNE,運用勾股定理結(jié)合兩點間距離公式,列出方程組,下面的問題交給解方程組即可,有2組解,正好求得兩個點,從而解決問題.這種方法避開了構(gòu)造基本圖形的難點,解題思路簡潔,主要精力集中在解二元二次方程組上.
3 究竟哪種方法更適合學(xué)生
上述四種解法,其中前三種都涉及到了構(gòu)建基本相似圖形,說明初中數(shù)學(xué)解題教學(xué)中,建立模型十分重要,建模能力也是數(shù)學(xué)六大核心素養(yǎng)之一,教師應(yīng)努力向?qū)W生滲透數(shù)學(xué)建模意識,培養(yǎng)構(gòu)建基本圖形的能力,模型思想有利于促進(jìn)學(xué)生思維定式的正遷移.
解法四比較特別,一看就是高中的解析幾何法,沒有模型的影子,就是利用兩點間距離公式,結(jié)合勾股定理,理解沒有難點,但真正算起來,超出了初中階段教學(xué)要求(二元二次方程組,目前初中不作要求).兩點間距離公式是高中內(nèi)容,其實質(zhì)是勾股定理的拓展,在平面直角坐標(biāo)系涉及到點點距離經(jīng)常碰到,建議有條件的話可以補充.
3.1 若學(xué)生有確定性思想引導(dǎo),則解法二最適合學(xué)生
解法二運用數(shù)學(xué)確定思想,知道Rt△MNH是確定的,即它的三邊都已知,它的形狀大小唯一確定,可求.通過構(gòu)造的△MSN和△HTN全等(或相似,且相似比已知),從而可以表示兩三角形對應(yīng)邊之間的關(guān)系,結(jié)合幾何圖形性質(zhì),設(shè)其中一條線段長為a,找到數(shù)量關(guān)系,列出方程,此時方程往往比較簡單,運算量小,基本秒解.有了確定性思想,學(xué)生往往解題方向明了,思路清晰,直入主題.這種做法直觀操作性強,有一定思維量,運算簡單,但容易漏解.要多畫圖形,綜合考慮各種情況.
3.2 從不遺漏解答情況的角度看,則解法三更適合學(xué)生
解法三與解法二最大的不同是,不漏解,雖然只研究一個圖形但包含了兩種情況.先設(shè)坐標(biāo)F(a,0),用橫坐標(biāo)表示線段長,通過勾股定理和基本圖形,列出方程(出現(xiàn)平方),這里平方包含了兩種情況,避免了漏解情況,這是解法三的優(yōu)勢.但列出的方程3a2+26a-77=0解起來有點難.
3.3 從思維力度輕重看,解法四顯得更“短平快”
解法四則完全拋開了模型構(gòu)圖,先設(shè)坐標(biāo),用兩點間距離公式表示線段NE和運用勾股定理列出方程MN2=ME2+NE2,思維量小,重點在解方程組上,解題效果很好,不易漏解,應(yīng)試效率高,在考試爭分中也有一席之地.
顯然解法一學(xué)生容易想到的,但最難實現(xiàn),主要是涉及到分式運算繁雜,運算量大,教學(xué)時可以研究但不值得向?qū)W生推薦.解法二和三是目前課堂教學(xué)解題的主要方向,滲透了建模思想,考察了學(xué)生構(gòu)建基本圖形的能力,確定性思想和方程思想都是核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容.
4 對今后解題教學(xué)的啟示
4.1 注重構(gòu)建基本圖形的解題模型,培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)直覺和數(shù)學(xué)建模能力
“一線三等角”(“即K字型”)、“母子型”相似等是相似中的非常重要的基本圖形;、“直角三角形(等腰直角三角形)”等圖形都是解題常見的基本圖形.基本圖形具有強大生命力,經(jīng)得起實踐檢驗,往往蘊含著基本知識和基本方法,在復(fù)雜圖形中,能找到或構(gòu)造基本圖形,可以直接獲取基本圖形所蘊含的結(jié)論和方法,實現(xiàn)思維跳躍.平時教學(xué)時引導(dǎo)學(xué)生熟悉圖形,熟記結(jié)論,多多積累經(jīng)驗,培養(yǎng)學(xué)生觀察力、聯(lián)想力.心中儲藏的基本圖形多了,熟悉了,解題時數(shù)學(xué)直覺自然而然就產(chǎn)生了.解法二、三都構(gòu)造了基本相似模型,圖形簡單,結(jié)論有用,威力無窮.
4.2 注重滲透數(shù)學(xué)確定性思想,培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)邏輯推理能力
要帶著確定性思想分析,樹立“確定的必可求解”的意識,特別是三角形的確定性特征.在學(xué)習(xí)全等三角形時,出現(xiàn)了“SAS”“ASA”“AAS”“SSS”等方法,滿足上述三條件,三角形形狀大小就唯一確定,這就是三角形的確定性思想的體現(xiàn).又如銳角α的正切值為13,盡管α不知道確切值,但要明確α角度已知.這種確定思想十分重要,如上述解法二中的直角△MNH,兩邊已知,它就是一個形狀大小唯一確定的圖形,“K字型”Rt△MSH和Rt△NHT的邊之間有必然的數(shù)量關(guān)系,為下一步列出方程指明了方向.確定性思想有利于培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)邏輯推理能力,優(yōu)化解題策略,提高解題能力.
4.3 注重必備的運算技能,培養(yǎng)數(shù)學(xué)運算能力
運算能力一直是初中學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的硬傷.學(xué)生普遍計算能力弱,一算就錯.數(shù)學(xué)運算是初中數(shù)學(xué)六大核心素養(yǎng)之一,可見基本的數(shù)學(xué)運算是學(xué)生必備素養(yǎng),教學(xué)時注重提升學(xué)生的計算能力.法一涉及到分式運算和解分式方程;法三涉及到解一元二次方程(十字相乘法),法四涉及到求兩點間距離,解二元二次方程組,都要運算,可以說,沒有運算就沒有真正的數(shù)學(xué).運算技能越早抓越有利,并且應(yīng)螺旋上升,不斷提高,如基本的口算能力,有理數(shù)的運算能力,分式的運算能力等等在不同學(xué)段有不同體現(xiàn).
中學(xué)數(shù)學(xué)雜志(初中版)2020年6期