余鵬 賀建銘
摘要:初中數(shù)學的學習應(yīng)該重視數(shù)學結(jié)果的形成過程,為此教師需要改變“滿堂灌”的觀念.課堂教學的目的不是教會學生這道題怎么解,而是讓學生經(jīng)歷探索解答的過程,歸納多種解法的共性,掌握解決這一類問題的解題思路,提煉解題的通法,最終達到提升學生素養(yǎng)的目的.
關(guān)鍵詞:解題思路;通法;素養(yǎng)
《義務(wù)教育數(shù)學課程標準(2022年版)》指出:重視數(shù)學結(jié)果的形成過程,處理好過程與結(jié)果的關(guān)系.因此,在課堂教學中,教師應(yīng)該“放下”自身的主體地位,扮演好組織者、引導(dǎo)者的角色,讓學生通過不斷的思考,嘗試獨立解決問題.只有學生真正經(jīng)歷過思考探究的過程,才能更加深刻地體會到數(shù)學學習帶來的成就感,才能更有效地助推素養(yǎng)的提升.下文中,筆者以一道幾何題為例,具體闡述在解題教學中如何教學生尋思路、凝通法、提素養(yǎng).
1 題目呈現(xiàn)
題目 如圖1,在矩形ABCD中,∠ABC的角平分線BE與AD交于點E,∠BED的角平分線EF與DC交于點F,若AB=9,DF=2FC,則BC=.
2 尋思路
本題以矩形為背景,作矩形一個直角的角平分線,其實已經(jīng)暗含了45°角,學生很容易得到△ABE是一個等腰直角三角形.同時題目指出EF是∠BED的角平分線,學生又可以得到∠EFD=22.5°.再觀察條件,給出了AB=9,DF=2FC,又能進一步得到AE=AB=9,DF=6,CF=3.基于以上信息求BC的長度.
2.1 見角平分線,構(gòu)建等腰三角形
題目的解答,要給學生獨立思考和自主解答的機會,同時讓學生嘗試講解,在這個過程中潛移默化培養(yǎng)數(shù)學素養(yǎng).這道幾何題的教學中,教師可以引導(dǎo)學生對題目進行分析,求BC的長度其實就是求DE的長度.由BE平分∠ABC,可以得到△ABE是等腰三角形,類比遷移,EF平分∠BED,能不能也得到一個等腰三角形?引發(fā)學生思考,圖形中隱藏的等腰三角形在哪里,怎么去構(gòu)造.學生會順其自然地聯(lián)想到“角平分線+平行線”模型,進一步思考并嘗試解決這個問題.通過尋思路,可以得出以下兩種構(gòu)建等腰三角形的解法.
解法1:如圖2,延長EF交BC的延長線于點G.由題可得△BEG是等腰三角形,即BE=BG且DF=6,CF=3.又因為△DEF∽△CGF,DE∶CG=2,于是設(shè)CG=x,所以DE=2x.又因為△ABE是等腰
解法2:如圖3,過點F作FG∥BC分別交AB,BE于點G,H.可以得到△BGH是直角邊為3的等腰直角三角形,△HEF是等
2.2 見角平分線,作垂直
繼續(xù)引導(dǎo)學生思考,EF是∠BED的角平分線,角平分線除了構(gòu)建等腰三角形外,還有什么用途.學生立刻想到教材中角平分線的性質(zhì)定理.通過角平分線的性質(zhì)定理,順其自然就能聯(lián)想到作垂直[1].如圖4,
過點F作PF⊥BE于點P,交DA于點Q,
但是只能得到△PEF≌△DEF,∠DFQ=45°,依然無法求出BC的長.啟發(fā)學生∠DFQ=45°很重要,要充分利用這個條件,所以要圍繞該角構(gòu)建等腰直角三角形DFQ.再次讓學生思考和解決問題.
解法3:(角平分線作垂直法)如圖4,過點F作FP⊥BE,分別交BE,AD于點P,Q.易得△PEF≌△DEF,所以∠DFQ=45°,即△DFQ和△PEQ都是等腰直角三角形.因此PQ=PE=ED=QF-PF=62-6,則BC=AE+ED=6+3.
2.3 尋特殊角,構(gòu)建特殊的直角三角形
初中幾何問題,還有一種非常重要的解題思想,即圍繞特殊角構(gòu)造直角三角形.比如,圖形中有30°或45°角時,可以構(gòu)造含30°或者45°的直角三角形.這道題中有22.5°,不是一個很特殊的角,但是它與45°存在倍數(shù)關(guān)系.那么,能不能構(gòu)造倍角來解答這道題?
其實22.5°也可以看成一個比較特殊的角,如果能夠求出tan 22.5°的值.這道題就變得更簡單了.如何求tan 22.5°的值?基礎(chǔ)好的學生很快就會給出如下過程.如圖6,△MNP是等腰直角三角形,在NP的延長線上取一點Q,使得PQ=MP,則tan ∠MQN即為所求.
3 凝通法
選取題目的目的本身就是促進學生對知識的強化和靈活運用,一題多解顯然能夠有效達到這個目的.以上五種解法復(fù)習了矩形的性質(zhì)、角平分線性質(zhì)定理、等腰直角三角形性質(zhì)與判定定理、等腰三角形性質(zhì)與判定定理、三角函數(shù),以及相似三角形的性質(zhì)和判定定理等.題目解法講完后的總結(jié)更為重要,比如,可以讓學生將這五種解法分類,然后找出每一類解法的共性.通過分類,可以發(fā)現(xiàn)這道題本質(zhì)是兩種思維:①“角平分線+平行線”構(gòu)造等腰三角形法(解法1和解法2);②本題中有已知的角度22.5°,所以構(gòu)造特殊的直角三角形法(解法3~5).這就是多解歸一,它是對教材知識的升華,讓學生真正明白這些解法在解題思路上是有共性的,而這種共性恰好就是以后解決此類問題的關(guān)鍵.
4 解題反思
作為一線教師,要與時俱進.在教學中,我們的目標要從教學生“學會”,轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生“會學”.要想達到這樣的教學目的,課堂教學方式就需要轉(zhuǎn)變.
第一,在教學中滲透類比遷移思想.比如,在解法5中,當學生求出tan 22.5°的值時,讓學生類比剛才的解法,嘗試著求tan 15°的值,其目的就是滲透類比遷移的思想,發(fā)展學生的核心素養(yǎng).
第二,一節(jié)好課,教學思路需要精心設(shè)計,教學中的題目也要用心挑選.當一道數(shù)學題涉及到的知識不夠全面時,可以通過一題多變來完善和強化所學的知識體系.同時,在課堂中滲透解題的通法,讓學生能夠從“會一題”到“會一類”.比如,在解法2中,再次進行變式,追問線段HF,DE,F(xiàn)D三者之間有何數(shù)量關(guān)系,滲透證明一條線段等于兩條線段和的常用方法.通過這種不斷的變式,一節(jié)課的知識體系會變得越來越完善.
第三,教學時,讓學生在解決問題的過程中深度體會模型思想[2],有利于發(fā)展學生的核心素養(yǎng).數(shù)學核心素養(yǎng)的一個重要內(nèi)涵就是會用數(shù)學的思維思考現(xiàn)實世界,那么教學中培養(yǎng)學生的模型觀念就很重要.上文的解題教學中就滲透了一些解題模型,比如“角平分線+平行線”模型、截長法模型、出現(xiàn)角平分線作垂直模型、倍角模型等.
第四,教學活動要凸顯學生的主體地位,讓學生在“知行合一”中促進素養(yǎng)落地.教師作為課堂的組織者、引導(dǎo)者,要引導(dǎo)學生在正確理解的基礎(chǔ)上,自己動手實踐去解決問題,讓他們在這個過程中體驗思維的來路、分析的思路、解答的出路,激發(fā)他們對數(shù)學的求知欲和興趣,增強學習信心,體現(xiàn)數(shù)學的育人價值.
參考文獻:
[1]趙霞.例析“角平分線”在思路探究中的作用[J].中學數(shù)學,2022(16):61-62.
[2]蒲厚金.二次函數(shù)框架中平行四邊形的存在性問題[J].中學數(shù)學教學參考,2021(8):47-51.