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        數(shù)學(xué)證明題的典型錯誤及糾錯方式探究
        ——以“全等三角形的判定定理”為例

        2020-03-30 08:41:40折翠霞
        數(shù)理化解題研究 2020年8期
        關(guān)鍵詞:證明題邊角邏輯推理

        折翠霞

        (陜西省神木第九中學(xué) 719000)

        一、數(shù)學(xué)證明題的典型錯誤

        1.實際應(yīng)用問題

        數(shù)學(xué)證明題本質(zhì)上是抽象公理概念的演繹推理過程.初中階段是學(xué)生抽象思維的發(fā)展期,但此時學(xué)生仍然未能擺脫“具象思維”的影響,往往更習(xí)慣于依靠過往經(jīng)驗、已知事實進(jìn)行實際應(yīng)用題的證明.因而,主觀性解答仍然是實際應(yīng)用問題中的最典型的錯誤之一.

        例1如圖1所示,某單位的職工要對A、B兩點之間的距離進(jìn)行測量,他們首先作出AB的垂線BF,并在BF上選取兩點C和D,令CD=BC,連接AC并延長與BF的垂線DE相交于E點,此時,測量出DE的長度就等于A、B兩點之間的距離.寫出已知和求證,并進(jìn)行證明.

        圖1

        而典型的錯誤證明如下:

        解已知CD=BC,求證AB=DE.∵BC=CD,∴∠D=∠B=90°,又∵DE∥AB,∠ACB=∠ECD,∴△ABC?△EDC,∴AB=DE.

        根據(jù)剖析可知,該學(xué)生在解答過程中,一方面在最初進(jìn)行條件羅列時僅羅列了“BC=CD”這一已知條件,另一方面在求證AB=DE時,用BC=CD、DE∥AB、∠ACB=∠ECD三個已知條件,主觀性進(jìn)行推斷出△ABC?△EDC這一結(jié)論.這種錯誤解答在實際應(yīng)用證明題中可謂常態(tài).

        2.邏輯推理方面

        學(xué)生的邏輯推理能力的培養(yǎng)是新課標(biāo)的重要要求,也是數(shù)學(xué)證明題的主要考查點.在實際的證明題的解題過程中,學(xué)生常常出現(xiàn)邏輯推理過程不嚴(yán)密、思路不清晰等問題.其中,常見錯誤主要是循環(huán)論證和偷換命題.循環(huán)論證主要是指學(xué)生將需要論證的命題或者與其類似的等價命題作為論據(jù)對命題進(jìn)行推理,而事實上,這種論據(jù)沒有適當(dāng)?shù)臈l件來予以支撐.而偷換命題主要是學(xué)生對所學(xué)的命題理解錯誤,從而對命題進(jìn)行錯誤的應(yīng)用.

        圖2

        例2如圖2所示,D點是△ABC的一條邊AB上的一點,DF與△ABC的另一條邊AC相交于E點,已知DE=FE,AE=CE,判斷AB與CF的位置關(guān)系并說明理由.

        而典型的錯誤證明過程如下:

        解1∵DE=FE,AE=CE,∴AD=CF.∵AD=CF,DE=FE,AE=CE,∴△ADE?△CEF.∵∠AED和∠CEF互為對頂角,∴AD∥CF.又∵A、B、D三點共線,∴AB∥CF.

        根據(jù)解1剖析可知,該學(xué)生在證明過程中出現(xiàn)了“循環(huán)論證”的錯誤.一方面,學(xué)生并未對題干中所隱含的條件進(jìn)行深度挖掘,另一方面,學(xué)生也缺乏對全等三角形認(rèn)定定理等知識的梳理.因此,學(xué)生在證明過程中將AD=CF變成了證明△ADE?△CEF的“論據(jù)”,而事實上,AD=CF這一結(jié)論在證明△ADE?△CEF之后方可推出.

        解2∵DE=FE,AE=CE且∠AED和∠CEF互為對頂角,∴△ADE?△CEF,∵△ADE?△CEF,∴AD∥CF.又∵A、B、D三點共線,∴AB∥CF.

        根據(jù)解2剖析可知,該學(xué)生的解題錯誤主要體現(xiàn)在“∵△ADE?△CEF,∴AB∥CF”這一步驟.其中,“△ADE?△CEF”無法直接證明“AD∥CF”,而需要通過△ADE?△CEF推導(dǎo)出“∠DAE=∠ECF”,隨后通過“兩直線平行,內(nèi)錯角相等”定理推導(dǎo)出“AD∥CF”,繼而得出“AB∥CF”的結(jié)論.而該學(xué)生對“全等三角形性質(zhì)”、“平行線判定定理”理解不夠透徹,從而出現(xiàn)“偷換命題”的錯誤.

        二、數(shù)學(xué)證明題的糾錯方式

        1.題目解答要具有針對性

        實現(xiàn)糾錯,首先要讓學(xué)生能更加準(zhǔn)確的理解證明題中所運用到的定理和概念等.因此,有針對性地進(jìn)行題目解答是糾正學(xué)生典型錯誤的最主要的方法,它讓學(xué)生意識到自身的“缺陷”,并對其進(jìn)行“修補”.

        如例1中,學(xué)生對全等三角形判定定理中的ASA(邊角邊)理解不夠透徹,此時,一方面,教師應(yīng)尊重學(xué)生的“主人翁”地位,引導(dǎo)學(xué)生主動探究“角邊角”中的兩“角”是對頂角和直角,“邊”是這兩個角的夾邊,讓學(xué)生意識到自身在定理理解方面的“漏洞”,從而有針對性地進(jìn)行“修復(fù)”;另一方面教師可以將SAS(邊角邊)定理與ASA(角邊角)定理進(jìn)行類比,讓學(xué)生充分分析兩者的異同,隨后提供適量的、與學(xué)生能力相符的證明練習(xí)題,幫助學(xué)生夯實知識基礎(chǔ),提高學(xué)生的定理應(yīng)用能力.

        2.注重培養(yǎng)邏輯推理能力

        初中學(xué)生正處于“具體思維”向“抽象思維”轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時期,此時,教師應(yīng)注重對學(xué)生的邏輯推理能力的培養(yǎng).而其中,證明題的解答是提升學(xué)生的邏輯推理能力的有效方法.證明題中往往包含有“條件”和“結(jié)論”兩個部分.其中,“條件”是已知的、需要被肯定的對象,“結(jié)論”是未知的、被肯定或者被否定的某種性質(zhì).因此,教師在教學(xué)過程中要引導(dǎo)學(xué)生梳理證明題的題干,發(fā)掘證明題中或明顯、或隱含的“條件”,引導(dǎo)學(xué)生主動分析、認(rèn)真思考、逐步探索,通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐茖?dǎo)得出“結(jié)論”,繼而開發(fā)學(xué)生的邏輯思維,提升學(xué)生的邏輯推理能力.

        例3如圖3所示,點D,E分別在AB,AC上,且AD=AE,∠BDC=∠CEB.求證:BD=CE.

        圖3

        通過對題目的梳理分析可知,題中的“顯性”條件有兩個,分別是∠BDC=∠CEB和AD=AE,而“隱性”條件是∠BAE=∠CAD,而題中的結(jié)論是BD=CE.此時,通過羅列出∠BAE=∠CAD、AD=AE、∠BAE=∠CAD三個已知條件,可以發(fā)現(xiàn),如果通過∠BDC=∠CEB推出∠ADC=∠AEB,就可以用ASA(角邊角)定理判定△ADC?△AEB.此時再來證明BD=CE已經(jīng)輕而易舉.

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