俞妍
摘 要:化歸思想是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中很重要的思想,教師要善于運用自主探索,動手實踐,合作交流,從而掌握化歸思想的內(nèi)涵.化歸的關(guān)鍵在于在學(xué)生頭腦中構(gòu)建知識框架,讓學(xué)生對已學(xué)的知識融會貫通,從而化未知為已知,化繁為簡,知易求難.
關(guān)鍵詞:自主探索;動手實踐;化歸思想;發(fā)散思維
化歸思想是一種基本且重要的數(shù)學(xué)思想,普遍存在于數(shù)學(xué)解題中,例如將數(shù)學(xué)知識轉(zhuǎn)化為生活中生動形象的活動經(jīng)驗,將陌生的知識轉(zhuǎn)化為已知的熟悉的知識,又或者是將抽象的知識直觀化.“新的數(shù)學(xué)方法和概念,常常比解決數(shù)學(xué)問題本身更重要.”,我國著名數(shù)學(xué)家華羅庚如是說.而教師要做的就是引導(dǎo)學(xué)生去創(chuàng)造,去實踐,尋求新方法,在豐富多彩的數(shù)學(xué)活動中,體會化歸的意義,掌握化歸的思想方法.我認(rèn)為,化歸的三段論在于:掌握內(nèi)涵、培養(yǎng)意識、付諸實踐.本文將結(jié)合蘇教版七年級下冊“多邊形的內(nèi)角和”的教學(xué)探討如何在教學(xué)中滲透化歸思想.
1 深度解讀,掌握化歸內(nèi)涵
在教學(xué)過程中滲透化歸思想,要求教師自身深度解讀教材,掌握新舊知識的聯(lián)系,構(gòu)建知識體系,明白三點:為何化歸,如何化歸,如何讓學(xué)生主動化歸.
首先對教材進行解讀,本節(jié)課主要有兩個重要的知識點:多邊形的定義以及多邊形內(nèi)角和公式的探究.在學(xué)習(xí)多邊形定義時,先讓學(xué)生回憶三角形定義,類比總結(jié)四邊形定義,自然而然教會學(xué)生用類比、化歸的數(shù)學(xué)思想.當(dāng)學(xué)生遺漏前提條件:在同一平面內(nèi)時,教師要學(xué)會讓學(xué)生動手操作,直觀地用教具展示何為在同一平面內(nèi),從而強調(diào),研究平面圖形時,是在同一平面內(nèi)這個前提條件下進行研究的.在學(xué)習(xí)多邊形內(nèi)角和公式之前,先帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)三角形內(nèi)角和是多少?如何得到的?讓學(xué)生清楚在小學(xué)里,我們是將一個三角形的三個角剪下來,頂點與頂點重合,邊與邊靠在一起,拼成了一個平角,得出“三角形的內(nèi)角和是180°”的結(jié)論.進一步提出疑問:我們能不能也將四邊形的四個角剪下來,拼拼看是多少度?讓學(xué)生動手操作,形成程序性記憶.另外,還可以通過量一量的方法,讓學(xué)生量出任意四邊形的四個內(nèi)角,把四個角度加起來,驗證四個內(nèi)角和是不是360°.拋出問題:通過量一量,拼一拼的方法只能驗證有限的幾個四邊形的內(nèi)角和是360°,那么是不是所有的四邊形內(nèi)角和都是360°呢?如何來科學(xué)地證明呢?先讓學(xué)生動手操作,自己證明,適時引導(dǎo):四邊形內(nèi)角和我們不會求,但是三角形內(nèi)角和我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過了,同學(xué)們能不能找出他們之間的聯(lián)系?四邊形能不能分成三角形來計算內(nèi)角和呢?在教師引領(lǐng)學(xué)生用多種方法證明了四邊形內(nèi)角和之后,學(xué)生自主探究五邊形、六邊形內(nèi)角和,教師梳理思路,師生共同歸納總結(jié)出多邊形內(nèi)角和公式.化歸思想引領(lǐng)整堂課的教學(xué)活動,在化歸中獲取新知,也在化歸中學(xué)會探究.
對于七年級的學(xué)生而言,已經(jīng)具備一定的運用化歸思想學(xué)習(xí)、解題的經(jīng)驗,但還沒有形成系統(tǒng)的思維,運用而不自知.例如在學(xué)習(xí)圖形時,是從生活的具體物體中抽象出來的,再例如通過復(fù)習(xí)一元一次方程的概念,類比歸納得到了二元一次方程的概念.學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中已經(jīng)在運用化歸思想了,有了一定的基礎(chǔ),教師要善于對學(xué)生的方法進行總結(jié),提出化歸的內(nèi)涵,讓學(xué)生明白化歸思想在數(shù)學(xué)中的普遍性和實用性,認(rèn)識到已經(jīng)多次運用化歸思想解決問題,并且促使其能夠在今后的學(xué)習(xí)中主動去運用化歸思想.
2 巧妙引導(dǎo),培養(yǎng)化歸意識
數(shù)學(xué)思想不是生拉硬套,在深度解讀教材以及學(xué)情分析之后,教師要合理安排教學(xué)活動,讓學(xué)生在教學(xué)活動中體會并運用化歸思想解決問題.托馬斯·胡德曾言:“一分鐘的思考抵過一小時的嘮叨.”數(shù)學(xué)思想方法的滲透在于將課堂還給學(xué)生,重視學(xué)生的主體地位,使之成為教學(xué)活動的中心,自主探究領(lǐng)會.而教師要做的就是合理安排活動,并引導(dǎo)其有目標(biāo)、有方向地進行探究.
【片段一】
回顧復(fù)習(xí)三角形定義,類比總結(jié)四邊形定義,學(xué)生容易忽略一個前提:在同一平面內(nèi).教師請一位學(xué)生上來一起拼一個四邊形(拿出提前準(zhǔn)備好的四把尺子).學(xué)生拿兩把尺子擺好,教師拼上另外兩把,放在一個平面內(nèi).教師提問學(xué)生這是不是一個四邊形,接著將尺子向前折起一定角度,提問學(xué)生這還是不是四邊形?從而教師引導(dǎo):探究平面圖形要在同一平面內(nèi).并請學(xué)生試著總結(jié)出多邊形的定義.
這個過程旨在讓學(xué)生通過動手實踐,以及復(fù)習(xí)舊知,得到多邊形的定義,從宏觀上認(rèn)識多邊形,在學(xué)生腦海中形成關(guān)于圖形與幾何的知識框架.在這里,通過類比、歸納,初步滲透化歸思想,讓學(xué)生有一定的學(xué)習(xí)基礎(chǔ),了解到需要運用舊知來解決新的問題,用已學(xué)的知識解決未知的問題.
【片段二】
通過復(fù)習(xí),喚醒學(xué)生的舊知:三角形內(nèi)角和為180°,接著給出幾個四邊形,讓學(xué)生量一量他們的四個內(nèi)角,再將他們加起來,計算出每個四邊形的內(nèi)角和.通過量角器測量,學(xué)生發(fā)現(xiàn)這些四邊形的四個內(nèi)角加起來都是360°,由此得到猜想:四邊形內(nèi)角和為360°.教師提問:同學(xué)們還記得小學(xué)是如何得到三角形內(nèi)角和的嗎?學(xué)生能夠回憶起當(dāng)時剪紙,把三個角剪下來,拼一拼.拼成了一個平角.教師引導(dǎo)學(xué)生模仿這種探究方法,也將四邊形的四個內(nèi)角剪下來,拼在一起,看看能拼成什么角?
學(xué)生在動手操作過程中,發(fā)現(xiàn)四個角剪下來剛好拼成了一個周角,學(xué)生已知周角是360°,從而進一步認(rèn)為四邊形內(nèi)角和就是360°.
這時,教師總結(jié)并引導(dǎo):分別通過量一量,拼一拼的方法初步證明了這些四邊形的內(nèi)角和是360°,那是不是所有四邊形的內(nèi)角和都是360°呢?接下來老師給出一個任意的四邊形,如圖1所示如何證明一下它的內(nèi)角和是不是360°呢?同學(xué)們思考一下,能不能和已知的幾何圖形的內(nèi)角和聯(lián)系在一起呢?將證明方法寫下來,并與同桌討論,看看誰能想得又快又多.
學(xué)生1:連接AC.
連接AC以后就把四邊形的兩個內(nèi)角∠A和∠C分別分成了∠DAC+∠BAC,以及∠BCA+∠DCA,則四個內(nèi)角加起來就是(∠D+∠DAC+∠DCA)+(∠B+∠BAC+∠BCA)=180°×2=360°.
教師適當(dāng)鼓勵并總結(jié):很好,這里該生將四邊形ABCD的兩個內(nèi)角∠A和∠C轉(zhuǎn)化為了△ACD和△BCA的內(nèi)角,從而將這個四邊形的內(nèi)角和轉(zhuǎn)化為了兩個三角形的內(nèi)角和.給出如下表格:
教師提問:還有其他的證明方法嗎?學(xué)生2回答:在AB上取一點E,連接DE、CE.(如圖3所示)
該生將四邊形分成了三個三角形.這時,四邊形ABCD的內(nèi)角和等于△ADE、△DEC、△BEC的內(nèi)角和減去∠AEB.
教師總結(jié):在四邊形的任意一條邊上隨機取一個點,與兩個角連線后進而將其分割為三個三角形,將四邊形的內(nèi)角和問題轉(zhuǎn)化為三個三角形的內(nèi)角和再減去一個平角的問題,得到四邊形內(nèi)角和為180°×3-180°=360°.補充表格:
教師進一步引導(dǎo):同學(xué)們思考一下,還有沒有別的方法分割?上面分別將四邊形分別分成了兩個、三個三角形,那能不能分成四個三角形?
學(xué)生3:在四邊形內(nèi)部取了一點O,連接AO、BO、CO、DO.
這里他將四邊形ABCD的內(nèi)角和轉(zhuǎn)化為了△AOB、△COD、△AOD、△BOC的內(nèi)角和減去一個周角.
教師總結(jié):可以看到分成的這四個三角形的內(nèi)角和加起來剛好是四邊形的內(nèi)角和加一個周角,所以只要將這四個三角形的內(nèi)角和加起來再減去一個周角就可以得到四邊形ABCD的內(nèi)角和.完善表格如下:
拋出問題:以上通過多種方法,實際上是不是分別在四邊形的邊上、頂點、內(nèi)部取點,將四邊形分成了若干個三角形?那同學(xué)們思考一下,可否在四邊形的外部取一點,也來試著證明一下四邊形的內(nèi)角和為360°呢?
學(xué)生動手操作并思考過后,教師提問:四邊形的內(nèi)角和是不是△COD、△AOD、△BOC的內(nèi)角和加起來呢?學(xué)生可以知道還要減去∠BAO、∠ABO、∠AOB,而三角和加起來剛好是△AOB的內(nèi)角和.這時就將要求的四邊形ABCD的內(nèi)角和轉(zhuǎn)化為了三個三角形的內(nèi)角和,再減去一個三角形的內(nèi)角和.
接下來教師運用幾何畫板演示分別在四邊形頂點、內(nèi)部、邊上、外部取點的過程,在學(xué)生頭腦中留下一個生動直觀的動態(tài)過程.
以上教學(xué)片斷,注重學(xué)生探索的自主性,由教師引導(dǎo),學(xué)生以“將四邊形拆分轉(zhuǎn)換成若個三角形來看,將原本不能解決的四邊形內(nèi)角和問題轉(zhuǎn)化成學(xué)過的三角形內(nèi)角和問題”為目標(biāo)探索.在學(xué)生尋找解題方法的過程中,教師僅僅作為一個引路人,總結(jié)者,同時將課堂還給學(xué)生.給予學(xué)生啟發(fā),讓學(xué)生自主探索學(xué)習(xí),成為教學(xué)活動的主體和推動者.由此自發(fā)地感受并運用化歸思想,形成程序性記憶,并掌握它.
【片段三】
我們一起探究了四邊形內(nèi)角和,運用多種方法取點,將四邊形內(nèi)角和轉(zhuǎn)化為了三角形內(nèi)角和的問題.那么同學(xué)們能不能用同樣的方法,分割圖形,并由此計算出五邊形、六邊形、n邊形的內(nèi)角和呢?
學(xué)生在畫圖操作過程中,發(fā)現(xiàn)可以將五邊形分割成三個三角形,從而得到五邊形內(nèi)角和為180°×3=540°,同樣地,用分割轉(zhuǎn)化的方法,得到六邊形、七邊形的內(nèi)角和分別為180°×4=720°,以及180°×5=900°,從以上例子中找到規(guī)律:多邊形內(nèi)角和等于(邊數(shù)-2)×180°,因此可以總結(jié)公式:n邊形內(nèi)角和為180°×(n-2).
鑒于以上關(guān)于四邊形內(nèi)角和的探究活動,學(xué)生已經(jīng)形成了運用化歸思想,將多邊形內(nèi)角和轉(zhuǎn)化為三角形內(nèi)角和問題的思維模式,在自主探究中,容易想到將五邊形、六邊形等多邊形分割成若干個三角形,從而求得多邊形內(nèi)角和.整堂課由化歸聯(lián)結(jié),讓學(xué)生體會化歸思想的用處,并運用到以后的學(xué)習(xí)中去.
3 野蠻生長,注重化歸實踐
數(shù)學(xué)思想的滲透在于讓學(xué)生自主體驗,讓學(xué)生成為課堂的主人意味著教學(xué)活動可能不能完全按照教師的教學(xué)設(shè)計進行,學(xué)生可能會有一些出乎教師意料的想法,教師不能因為要按照設(shè)計好的活動進行教學(xué)而忽略的學(xué)生的想法,否則學(xué)生會在一次次的忽略中淡化自主探索的精神,變得缺少思考,完全機械地跟著教師走.相反,教師需要強化他們的想法,鼓勵他們勇于探索,讓課堂活起來.
【片段四】
教師對于四邊形內(nèi)角和探究的設(shè)計是:分別在四邊形頂點、邊上、內(nèi)部、外部取點,轉(zhuǎn)化為三角形內(nèi)角和的問題.但是在下去巡視的時候,看到一名平時不愛發(fā)言的女生用了一種教師沒有想到的方法,雖然課堂的時間所剩不多,但教師還是選擇鼓勵那位學(xué)生,讓她上來給大家講一講她的證明方法.教師用鼓勵的話語說道:這位同學(xué)平時不愛說話,很少發(fā)言,但老師看到今天她用了一種與眾不同的方法來證明,老師覺得很好,想讓她來給大家展示一下她的方法,同學(xué)們鼓鼓掌鼓勵鼓勵她.
這位學(xué)生有了一點自信,回答:我延長AD、BC交于E.那么∠ADC=∠E+∠ECD,∠BCD=∠E+∠EDC,這兩個角都是△ECD的外角.這時,教師鼓勵她:很好,你用到了三角形外角的知識,接著怎么做呢?
學(xué)生回答:∠A+∠B+∠ADC+∠BCD
=(∠A+∠B+∠E)+(∠EDC+∠E+∠ECD)
=180°×2
=360°.
教師總結(jié)該生實際上是將一個四邊形的內(nèi)角和轉(zhuǎn)化成兩個三角形的內(nèi)角和.表揚她在無形之中運用了化歸思想,將四邊形的內(nèi)角和轉(zhuǎn)化為了三角形的內(nèi)角和來解決問題.
整堂課從多邊形的概念,到運用多種方法證明四邊形內(nèi)角和為360°,再到類比歸納出多邊形內(nèi)角和公式,以圖形的分割為主線,以化歸的數(shù)學(xué)思想為暗線,串聯(lián)起了整堂課的內(nèi)容,本節(jié)課始終圍繞已知的三角形知識,來探究得到多邊形的知識.本節(jié)課是一堂探究課,定位在于讓學(xué)生發(fā)散思維,多參與,多
討論,教師只是充當(dāng)引導(dǎo)者、總結(jié)者的角色.在活躍的探究氛圍下,學(xué)生積極配合,甚至提出教師沒有想到的方法,教師也沒有為了趕進度而忽略學(xué)生的奇思妙想,做到了讓學(xué)生成為課堂的主人,在學(xué)生動手操作,自主歸納,合作交流中激發(fā)學(xué)生對數(shù)學(xué)的興趣,同時感受、運用化歸等數(shù)學(xué)思想方法,并能體會這些方法的妙處,做到會用、巧用、主動去用.好的課堂是生成的課堂,一堂活力的數(shù)學(xué)課應(yīng)該讓學(xué)生的思想野蠻生長,如此才能在數(shù)學(xué)世界里大放異彩.
化歸思想在數(shù)學(xué)教學(xué)中有著普遍的運用,教師在滲透化歸思想的過程中要抓住三段論,首先教師要深度解讀教材,熟悉知識框架,掌握化歸內(nèi)涵,接著培養(yǎng)學(xué)生的化歸意識,讓學(xué)生能夠主動想到去運用化歸的思想方法去解決問題,最后付諸實踐.熟練掌握化歸三段論,可以讓教師教學(xué),以及學(xué)生學(xué)習(xí)、解題事半功倍.
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