湖北省武漢市第十二初級(jí)中學(xué) 裴 紅
初學(xué)幾何的同學(xué)總感覺證明題目太難了,苦于看不清圖形,找不到證明的方法,特別是對(duì)于初一年級(jí)的學(xué)生而言,學(xué)會(huì)識(shí)圖是幾何入門的第一關(guān)。學(xué)會(huì)識(shí)圖主要指:(1)能從不同角度、不同方位去看圖形;(2)熟悉基本圖形;(3)利用標(biāo)準(zhǔn)圖形認(rèn)識(shí)變式圖形;(4)善于把復(fù)雜圖形分解為基本圖形。由此可知,在初一學(xué)生學(xué)習(xí)幾何的過程中,識(shí)別基本圖形的過程就是學(xué)會(huì)識(shí)圖的過程。
中學(xué)生的解題積累基本上就是課本的學(xué)習(xí)積累,因此,對(duì)課本學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)歸類,是積累基本圖形的一個(gè)基本途徑。比如:
(1)每一個(gè)關(guān)鍵概念、每一條重要定理都對(duì)應(yīng)一個(gè)基本圖形。相交線(垂線)、平行線是兩條直線的位置關(guān)系,是基本圖形;對(duì)頂角、鄰補(bǔ)角、“三線八角”,也可以算是基本圖形;三角形的邊、內(nèi)角、外角、中線、高、角平分線、面積等也組成基本圖形。
(2)每一單元學(xué)習(xí)之后,對(duì)例題、作業(yè)進(jìn)行一些總結(jié),弄清一共有幾個(gè)主要基本圖形?每一基本圖形對(duì)應(yīng)哪些基本結(jié)論?對(duì)于這些基本結(jié)論各有哪幾種解決方法?哪種方法比較簡(jiǎn)潔?這既是一個(gè)解題反思的過程,又是一個(gè)積累基本圖形和基本結(jié)論的過程。下面舉例說明。
例1:觀察下面兩個(gè)八年級(jí)上冊(cè)的課本原題。
(第17 頁習(xí)題9)如圖,∠1=∠2,∠3=∠4,∠A=100°,求x 的值。
例1 變式1:將基本圖形1 的條件變化,可得基本圖形2 與基本圖形3。
例1 變式2:將基本圖形1 一般化,可得基本圖形4 和基本結(jié)論4:如基本圖形4,在四邊形ABPC 中,∠P=∠A+∠ABP+∠ACP。
進(jìn)一步觀察基本圖形4 可得下列結(jié)論:
基本結(jié)論5:∠P>∠A。
基本結(jié)論6:AB+AC>PB+PC。
一方面,可以將題目加以組合或分解,使組合后的新問題或分解后的各個(gè)子問題成為基本圖形;另一方面,也可以將基本圖形加以深化或重組,用整合過的綜合圖形來解決所面臨的問題。
例2:(節(jié)選自七年級(jí)下冊(cè)課本第7 頁練習(xí)2)如圖2-1,∠1 與哪個(gè)角是同旁內(nèi)角?它們分別是哪兩條直線被哪一條直線所截形成的?
例2 的圖形比較復(fù)雜,要解決這個(gè)問題,就需要確定∠1 是哪兩條直線被哪一條直線所截形成的,所以我們引導(dǎo)學(xué)生分類討論截線,得到圖2-2、圖2-3、圖2-4,從而解決問題。
這種積累基本圖形途徑的本質(zhì)是:形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò),優(yōu)化認(rèn)知結(jié)構(gòu),在這個(gè)積累知識(shí)的過程中,會(huì)形成越來越清晰的思維路徑圖,而這個(gè)思維路徑圖又會(huì)在基本圖形積累中越來越牢固、越來越暢通。下面舉例說明:
例3:
(1)“疊加”探究基本圖形
學(xué)習(xí)了三角形外角定理后,可以得到基本圖形5。將兩個(gè)基本圖形5 疊加可以組成基本圖形2 和基本圖形6,再將兩個(gè)基本圖形6 疊加又可以組成圖3-2。
(2)“分解”探究基本圖形
如圖3-1,在基本圖形4 中,延長(zhǎng)BP 交AC 于M,可以得到兩個(gè)基本圖形5。
(3)“互推”探究基本圖形
(4)“結(jié)網(wǎng)”探究基本圖形
整體觀察上述思維路徑圖,可以發(fā)現(xiàn)其核心圖形為基本圖形5,觀察從基本圖形2 到基本圖形1、基本圖形3 的互相轉(zhuǎn)化的過程,它們主要是依據(jù)基本圖形7 構(gòu)造直角三角形,利用基本圖形5 將這三個(gè)結(jié)論串聯(lián)起來,就可以達(dá)到“憶一個(gè)出一串”的效果。
隨著學(xué)生所學(xué)知識(shí)的增多,上述思維路徑圖還會(huì)不斷生長(zhǎng)。幾何學(xué)習(xí)的過程就是通過不斷完善思維路徑圖,提高學(xué)生識(shí)圖、辨圖、用圖的空間能力,發(fā)展學(xué)生的空間觀念。