轉(zhuǎn)化思想作為初中數(shù)學諸多思想方法中的一種,對幫助學生找到問題突破口和提高解決問題能力具有重要作用.本文中不僅對轉(zhuǎn)化思想及其作用進行簡要介紹,而且,談一談在教學實踐中如何滲透轉(zhuǎn)化思想.
1轉(zhuǎn)化思想簡述
轉(zhuǎn)化思想就是將未知解法或難以解決的問題,通過觀察、分析、聯(lián)想、類比等思維過程,選擇恰當?shù)姆椒ㄟM行變換,化歸為已知知識范圍內(nèi)已經(jīng)解決或容易解決的問題方法的數(shù)學思想[1.初中數(shù)學知識體系由代數(shù)和幾何兩個部分構(gòu)成,代數(shù)部分和幾何部分都蘊含了轉(zhuǎn)化思想.本文中專門研究幾何部分的轉(zhuǎn)化思想.
幾何轉(zhuǎn)化是一種重要的數(shù)學思想,通過不同的變換方式,可以將一個幾何圖形轉(zhuǎn)化成另一個形狀,從而方便我們進行計算和研究.
幾何轉(zhuǎn)化包括平移、旋轉(zhuǎn)、鏡像和放縮等方式.平移是指將圖形沿著直線方向移動,不改變圖形的大小和形狀;旋轉(zhuǎn)是指圍繞一個固定點旋轉(zhuǎn)圖形,保持圖形的大小不變;鏡像是指將圖形以直線為軸對稱進行翻轉(zhuǎn),使兩邊對稱;放縮是改變圖形的大小,可以擴大或縮小圖形.初中階段主要是平移和旋轉(zhuǎn)兩種轉(zhuǎn)化方式.
2轉(zhuǎn)化思想對幾何教學發(fā)揮的作用
應用轉(zhuǎn)化思想解決幾何問題是最常見的方法之一,轉(zhuǎn)化思想對幾何教學發(fā)揮了重要作用.主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
第一,將陌生的問題轉(zhuǎn)化為熟悉的問題,將難度較大的問題轉(zhuǎn)化為容易的問題2.例如,在處理多邊形旋轉(zhuǎn)形成“手拉手”模型問題時,是將其轉(zhuǎn)化為熟悉的三角形或四邊形“手拉手”模型,同時也降低了問題解決的難度.
第二,將抽象難懂的問題轉(zhuǎn)化為具體易懂且直觀的問題,從而讓學生更容易認識問題和分析解決的方法3.例如,將生活中遇到的實際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學問題,通過數(shù)學建模形成直觀的圖形,有助于學生分析問題、解決問題.
因此,在實際教學中,教師要注重轉(zhuǎn)化思想的滲透,嘗試結(jié)合課堂教學內(nèi)容、教學目標,科學、合理地選擇教學方法,讓學生能夠感悟轉(zhuǎn)化思想,并能用其解決實際問題[4].
3例析轉(zhuǎn)化思想在幾何問題中的應用
幾何是初中數(shù)學非常重要的內(nèi)容,學好幾何能幫助學生解決實際生活中遇到的一些問題.然而,隨著幾何教學的逐漸深人,對于條件多、線段多的幾何題,在難度提升后,很多學生無法找到問題的突破口.在此,筆者,分析如何在這樣的問題中應用轉(zhuǎn)化思想.
3.1邊的轉(zhuǎn)化
例1如圖1,在△ABC中,DE是 A C 邊的垂直平分線,Δ A B C 的周長為 19cm,Δ A B D 的周長為 13cm ,則 A E 的長為( ).
A.3cm B.6cm D.16cm
解析:因為 D E 是 A C 的垂直平分線,所以根據(jù)垂直平分線的性質(zhì)可得到 A D=D C ,且 A E=E C= 此時觀察△ABC和 Δ A B D ,不難發(fā)現(xiàn)可將 A D 轉(zhuǎn)化為 C D .所以根據(jù)“ Δ A B C 的周長為 19cm ,Δ A B D 的周長為
,可得到 A B+B D+A D=
于是可得到 A C=
6cm ,從而得到 A E=3cm ·
線段垂直平分線的性質(zhì)定理是證明兩條線段相等的常用方法之一,同時也給出了作輔助線的方法,即分別連接線段垂直平分線上的點與線段的兩個端點.這樣就出現(xiàn)了相等線段,直接或間接地為構(gòu)造全等三角形提供了條件.而本題正是利用了垂直平分線的這一性質(zhì),將邊 A D 轉(zhuǎn)化為了 D C ,讓幾何圖形的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化,最后求出了 A C 的長,是轉(zhuǎn)化思想在幾何題中的重要體現(xiàn).
3.2角的轉(zhuǎn)化
例2如圖2所示,已知 A D 是 ∠ B A C 的平分線, E,F(xiàn) 分別在B D,A D 上,且 D 是 E C 的中點,E F=A C .你認為 A B 和 E F 有怎樣的位置關(guān)系,試說明理由.
分析:觀察圖形可發(fā)現(xiàn), A B 和
E F 的位置關(guān)系是互相平行.要證明這一點,就需要利用平行線的判定.然而,無論利用哪一條判定,都需要解決角的問題.在圖2中,可添加輔助線將角的位置轉(zhuǎn)化.
通過角度的轉(zhuǎn)化,原本復雜的關(guān)系變得明朗,大大降低了解題的難度.這樣不僅能幫助學生樹立學習自信,還能根據(jù)問題的轉(zhuǎn)化培養(yǎng)學生的思維,不斷提高學生的綜合素養(yǎng).
3.3數(shù)量關(guān)系的轉(zhuǎn)化
將條件轉(zhuǎn)化、結(jié)論轉(zhuǎn)化,有時會使得問題由難到易.在幾何問題中,證明線段和差或角的和差關(guān)系比較復雜,學生的解題思路極易受限.事實上,利用轉(zhuǎn)化思想就可以很好地解決.如下面這道例題:
例3如圖4所示, Δ A B C 的邊 B C 的垂直平分線 D F 交Δ A B C 的外角平分線 A D 于點 D ,交 B C 于點 F,D E⊥ A B ·垂足為 E ,且 A Bgt;A C
求證: B E-A C=A E
分析:要證得 B E-A C=A E ,觀察各條線段并無明顯關(guān)系,難度較大.此時,可用轉(zhuǎn)化思想解決.不妨過點 D 作 D N⊥ C A ,交 C A 的延長線于點 N ,則有 A E= A N ,這樣可構(gòu)造出 A C+A E ,故只需證 C N=B E ,即證明
本題將所求證的問題轉(zhuǎn)化為證明 B E=A C+ ∣ A E∣ .由 C N=A C+A N ,將問題轉(zhuǎn)化為證明 A E= A N 1N,C N=B E 是解決本題的關(guān)鍵,充分體現(xiàn)了轉(zhuǎn)化思想的應用,因為證明 A E=A N 可視為 A N 和 A E 繞著點 A 旋轉(zhuǎn),證明 C N=B E 則可視為將 Δ D E B 繞著點 D 旋轉(zhuǎn)得到 Δ D N C
總而言之,教師不僅要重視轉(zhuǎn)化思想在解決幾何問題中發(fā)揮的重要作用,而且要在日常教學中嘗試滲透轉(zhuǎn)化思想,從而讓學生的綜合素養(yǎng)得到提升,也有助于教師高效課堂的構(gòu)建.
參考文獻:
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[4]王章紅.數(shù)學中巧妙“轉(zhuǎn)化”的解題思想在授課中的應用分析[J].語數(shù)外學習(數(shù)學教育),2013(11):65.