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        追本溯源 激活思維

        2022-05-25 08:03:30黃晚霞
        福建中學(xué)數(shù)學(xué) 2022年4期
        關(guān)鍵詞:解決問(wèn)題數(shù)學(xué)模型

        黃晚霞

        問(wèn)題是數(shù)學(xué)的心臟,培養(yǎng)學(xué)生利用數(shù)學(xué)知識(shí)與思想方法去解決問(wèn)題的能力是數(shù)學(xué)教學(xué)核心任務(wù)之一,數(shù)學(xué)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)在數(shù)學(xué)活動(dòng)中,培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,并形成解決問(wèn)題的一些基本策略,縱觀近幾年中考,數(shù)學(xué)壓軸題的得分率不盡人意,很多教師在復(fù)習(xí)中花了大量精力反復(fù)訓(xùn)練、不斷強(qiáng)化,學(xué)生也疲于應(yīng)付,但效果不明顯,甚至沒(méi)有效果,究其原因,教師以題論題,強(qiáng)調(diào)課堂容量,卻沒(méi)有“授人以漁”,使得學(xué)生面對(duì)中考?jí)狠S題中復(fù)雜多變的情景,無(wú)從下手、束手無(wú)策,下面以一道習(xí)題的教學(xué)為例,談?wù)劰P者的教學(xué)感悟與反思.

        1 問(wèn)題呈現(xiàn)

        如圖1,將半徑為4的圓O沿弦AB折疊,圓上點(diǎn)O‘折疊后恰好與圓心O重合,連接AO并延長(zhǎng)交圓O于點(diǎn)C,連接BC.點(diǎn)P為弧OB上一動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)M,N分別為線段OC,BC上一動(dòng)點(diǎn),求APMN周長(zhǎng)的最小值.

        2 試題分析

        初看題目貌似平凡,細(xì)細(xì)品味才發(fā)覺(jué)它有著深藏不露的“精彩”,本題以圓為載體,結(jié)合折疊、含30。的直角三角形、動(dòng)點(diǎn)求最值等有關(guān)問(wèn)題,著重考查學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)模型以及分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,其文字?jǐn)⑹龊?jiǎn)明扼要、內(nèi)容豐富,對(duì)學(xué)生的綜合能力要求較高,

        本題中,點(diǎn)P為弧OB上一動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)M,N分別為線段OC,BC上一動(dòng)點(diǎn),總共三個(gè)動(dòng)點(diǎn).如何在三個(gè)動(dòng)點(diǎn)的環(huán)境下,追尋周長(zhǎng)的最小值是本題的難點(diǎn),解決問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn)有:如何化曲為直求三角形周長(zhǎng);如何三角形周長(zhǎng)用CP表示;如何利用模型求最值,因此教學(xué)中做到引導(dǎo)學(xué)生追本溯源,建立模型,突破思維障礙,是教學(xué)的關(guān)鍵.

        3 教學(xué)過(guò)程

        3.1 找準(zhǔn)支點(diǎn),合理鋪墊

        本題主要是考查在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中幾何線段、圖形周長(zhǎng)求最值的問(wèn)題,問(wèn)題解決必然要建立在學(xué)生已有的知識(shí)、方法、經(jīng)驗(yàn)和模型的基礎(chǔ)上,特別是學(xué)生具備的方法、模型應(yīng)是教師教和學(xué)生學(xué)習(xí)的重要支撐點(diǎn),也是學(xué)生學(xué)習(xí)發(fā)展的生長(zhǎng)點(diǎn),合理鋪墊是打開(kāi)思維、解決問(wèn)題的鑰匙,本題是三個(gè)動(dòng)點(diǎn)求三角形周長(zhǎng)的問(wèn)題,學(xué)生已有一定的知識(shí)和方法,比如一個(gè)動(dòng)點(diǎn)或兩個(gè)動(dòng)點(diǎn)時(shí)的將軍飲馬問(wèn)題等等,在解決最短路徑問(wèn)題時(shí),我們通常利用軸對(duì)稱(chēng)變換化曲為直,把復(fù)雜問(wèn)題轉(zhuǎn)化為容易解決的問(wèn)題,為了更好幫助學(xué)生,做了以下鋪墊,

        教學(xué)鋪墊1:如何解決兩個(gè)動(dòng)點(diǎn)分別在兩條直線上運(yùn)動(dòng)的最值問(wèn)題?

        己知:如圖2,A是銳角∠MON內(nèi)部任意一點(diǎn),在∠MON的兩邊OM,ON上各取一點(diǎn)B,C,組成三角形,使三角形周長(zhǎng)最小,

        分析分別作點(diǎn)A關(guān)于OM,ON的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)A‘,A”;連接A'A”,分別交OM,ON于點(diǎn)B,點(diǎn)C,則點(diǎn)B,點(diǎn)C即為所求,

        教學(xué)鋪墊2:圓外一定點(diǎn)與圓上一動(dòng)點(diǎn)的距離最值問(wèn)題,

        如圖3,點(diǎn)P是圓O上一點(diǎn),點(diǎn)A是圓O外一點(diǎn),當(dāng)點(diǎn)P動(dòng)到點(diǎn)B時(shí),AP最短,當(dāng)點(diǎn)P動(dòng)到點(diǎn)C時(shí),AP最長(zhǎng).

        3.2科學(xué)轉(zhuǎn)化,解決問(wèn)題

        3.2.1化動(dòng)為靜,用模型

        本題中,點(diǎn)P為弧OB上一動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)M,N分別為線段OC,BC上一動(dòng)點(diǎn),共三個(gè)動(dòng)點(diǎn),如何在三個(gè)動(dòng)點(diǎn)的環(huán)境下,追尋周長(zhǎng)的最小值.化動(dòng)為靜,假設(shè)點(diǎn)P是弧OB上一定點(diǎn),點(diǎn)M,N分別為線段OC,BC上一動(dòng)點(diǎn),化為兩個(gè)動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題,降低難度,利用教學(xué)鋪墊1,化陌生為熟悉,具體如下,

        首先,根據(jù)對(duì)稱(chēng)性可知OO'⊥AB,且OK=1/2OO',

        =1/2OA.因此sin ∠CAB1/2,可得∠CAB=30度,由于

        AC是直徑,所以∠ABC= 90度,所以∠ACB= 60度,假設(shè)點(diǎn)P是弧OB上的一定點(diǎn),作點(diǎn)P關(guān)于直線AC的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)P‘,作點(diǎn)關(guān)于直線BC的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)P”,連接PP”,分別交線段AC,線段BC于點(diǎn)M,N,則L△PMN= PM+PN+ MN= P'M+ MN+P”N=P|'P”,所以當(dāng)PP”最小時(shí),L△PMN取最小值.

        3.2.2激活思維,化難點(diǎn)

        問(wèn)題轉(zhuǎn)化為如何求P'P”的值?但P”的長(zhǎng)度和位置會(huì)隨著點(diǎn)P的變化而變化,而且關(guān)系不明顯.變不明顯到明顯,這是解決本題的另一個(gè)關(guān)鍵,

        現(xiàn)在把問(wèn)題進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為點(diǎn)P是弧OB上的一動(dòng)點(diǎn),如何求線段CP的值?

        3.2.3 溯源模型,破障礙

        如何解決這個(gè)思維障礙?再次追本溯源,發(fā)現(xiàn)點(diǎn)P在以O(shè)‘為圓心,OO‘為半徑圓上的運(yùn)動(dòng),點(diǎn)C為圓O‘外一點(diǎn),這就是圓中最值基本模型“圓外一點(diǎn)與圓上一點(diǎn)的距離最值問(wèn)題”.

        4 教學(xué)反思

        4.1 追本溯源,突出模型

        數(shù)學(xué)建模思想是一項(xiàng)重要的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),幫助學(xué)生建立數(shù)學(xué)模型并用模型去解決實(shí)際問(wèn)題是教學(xué)的重要目標(biāo),初中幾何問(wèn)題中蘊(yùn)含豐富的模型,比如“將軍飲馬”、“一線三等角”等,幾何模型的教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)直觀素養(yǎng),樹(shù)立學(xué)生建模意識(shí)的重要途徑,在總結(jié)、提煉、運(yùn)用模型同時(shí),要引導(dǎo)學(xué)生弄清模型所蘊(yùn)含的知識(shí)本源和數(shù)學(xué)思想方法.

        4.2 挖掘思想,提升素養(yǎng)

        教學(xué)中中考?jí)狠S題,情境復(fù)雜,綜合性強(qiáng),對(duì)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力要求較高,涉及到數(shù)學(xué)思想、方法多,在教學(xué)中,教師要有意識(shí)總結(jié)提煉數(shù)學(xué)思想和方法,在本題的教學(xué)中要以問(wèn)題為導(dǎo)向,突出模型、轉(zhuǎn)化、運(yùn)動(dòng)變化等思想,如在問(wèn)題的解決中將P點(diǎn)化動(dòng)為靜,動(dòng)靜結(jié)合,化曲為直求周長(zhǎng)以及將P'P”的長(zhǎng)轉(zhuǎn)化CP,最終將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為模型去解決,從而實(shí)現(xiàn)所求目標(biāo),整個(gè)過(guò)程突出轉(zhuǎn)化思想、模型思想,通過(guò)不斷總結(jié)、提煉、運(yùn)用數(shù)學(xué)思想,展開(kāi)學(xué)生的思維,在課堂教學(xué)中落實(shí)和發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)建模、幾何直觀和邏輯推理等核心素養(yǎng),

        參考文獻(xiàn)

        [1]戴秀梅.對(duì)一道經(jīng)典數(shù)學(xué)題的再探究[J].中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)參考,2020(3)(中旬):58-60

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