在教學(xué)中,常常出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象:教師認(rèn)為自己講得很透徹,學(xué)生感覺(jué)自己聽(tīng)得很明白,但是課后獨(dú)立解題時(shí)卻常感束手無(wú)策.之所以出現(xiàn)這種現(xiàn)象,一個(gè)重要原因在于學(xué)生在課堂上僅僅是被動(dòng)地接受了教師的思路,卻未經(jīng)歷獨(dú)立思考的過(guò)程,只知道“是什么”,卻不知道“為什么”“怎么樣”,更不會(huì)思考是否還有其他方法.學(xué)生的思維被禁錮,不僅影響學(xué)生解題能力的提升,還影響學(xué)生思維能力的發(fā)展[1].事實(shí)上,初中幾何證明教學(xué)能有效地培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力和邏輯推理能力,但是幾何知識(shí)比較抽象,學(xué)生不容易理解和把握,也是公認(rèn)的教學(xué)難點(diǎn)[2.在解答幾何證明題時(shí),不僅需要學(xué)生熟練地掌握基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能,還需要學(xué)生懂得如何分析、如何聯(lián)想、如何轉(zhuǎn)化,若想突破這一難點(diǎn),僅憑教師的講授是難以達(dá)成的,因此教師還應(yīng)創(chuàng)設(shè)空間讓學(xué)生去分析、變換、證明、歸納,積累豐富的活動(dòng)經(jīng)驗(yàn),提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力.下面,筆者結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗(yàn),談?wù)剬?duì)幾何證明教學(xué)的認(rèn)識(shí).
重視幾何基本圖形的教學(xué)
學(xué)生在解答幾何證明題時(shí)常感無(wú)法入手,一個(gè)重要原因就是自身的讀圖、識(shí)圖、用圖能力較弱,不能將復(fù)雜的圖形拆分成基本圖形,在解題過(guò)程中容易受到其他因素的干擾,難以找到合適的切入點(diǎn),從而陷入茫然無(wú)措之境.眾所周知,復(fù)雜圖形往往是由基本圖形構(gòu)成的,只要將基本圖形分離出來(lái),并厘清它們之間的關(guān)系,就可以將復(fù)雜問(wèn)題轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單問(wèn)題,將陌生問(wèn)題轉(zhuǎn)化為熟悉問(wèn)題,證明起來(lái)自然得心應(yīng)手.
基本圖形按照來(lái)源一般分為兩類(lèi):一是教材中的定義、定理等;二是學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的真題.教師作為學(xué)生求學(xué)路上的領(lǐng)路人,應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析、積累、應(yīng)用.
例如,學(xué)習(xí)了“角平分線性質(zhì)定理及其逆定理”后,教師設(shè)計(jì)了如下開(kāi)放性問(wèn)題:
如圖1,已知 OC 是 ∠AOB 的平分線,點(diǎn) P 在 OC 上, PE⊥OA 于點(diǎn)E , PF⊥OB 于點(diǎn) F. 結(jié)合以上信息,說(shuō)說(shuō)你的發(fā)現(xiàn).
問(wèn)題給出后,教師預(yù)留時(shí)間讓學(xué)生觀察、分析,然后與學(xué)生互動(dòng)交流.
生1結(jié)合已知條件,易證:ΔOEP?ΔOFP ,由此可得 PE=PF ,∠EPO=∠FPO , OE=OF 業(yè).
師很好.生1在只考慮 ΔOEP 和 ΔOFP 全等的前提下,得到了諸多圖形特征.哪位同學(xué)還有其他發(fā)現(xiàn)?
生2這里將 EF 考慮進(jìn)去,還可以得到 EF⊥OP , ED=FD 等幾何性質(zhì).
師現(xiàn)在我們將已知條件換一換,如圖1,已知 ΔOEP?ΔOFP 由此你能得到什么結(jié)論?
教學(xué)中,在學(xué)習(xí)了相關(guān)性質(zhì)和定理后,教師應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生觀察圖1,并提煉圖形特征,以此加深學(xué)生對(duì)角平分線性質(zhì)定理及其逆定理理解的同時(shí),提煉基本幾何圖形.
又如,在幾何證明教學(xué)過(guò)程中,有一道經(jīng)典幾何證明題:如圖2,已知CA=CB,CE=CD,CACB=∠DCE= 90° ,求證: ΔBEC?ΔADC
該題難度不大,教師讓學(xué)生獨(dú)立完成.學(xué)生獨(dú)立完成證明后,教師繼續(xù)提問(wèn):如圖3,將 ΔECD 繞點(diǎn) c 旋轉(zhuǎn),此時(shí) ΔBEC?ΔADC 這一結(jié)論是否依然成立?學(xué)生積極思考、交流,發(fā)現(xiàn)只要 B , c , E 三點(diǎn)不共線,兩個(gè)三角形依然全等.在此基礎(chǔ)上,教師繼續(xù)追問(wèn):如圖4,已知 ΔABC 和△EDC均是等邊三角形, ΔBEC? ΔADC 是否依然成立?學(xué)生結(jié)合已有知識(shí)和已有經(jīng)驗(yàn),順利地證明這一結(jié)論成立.證明完成后,教師預(yù)留時(shí)間讓學(xué)生觀察、歸納,從而得到它們之間的共性特征,建構(gòu)數(shù)學(xué)模型.
基本圖形是在日常學(xué)習(xí)過(guò)程中逐漸積累的,教師作為課堂教學(xué)的組織者,要善于通過(guò)合理變式引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、探索、提煉、積累、應(yīng)用,讓基本圖形成為學(xué)生解答幾何證明題的利刃.
重視數(shù)學(xué)思想方法的教學(xué)
數(shù)學(xué)思想方法是數(shù)學(xué)知識(shí)的靈魂和精髓,是成功運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)的關(guān)鍵,也是數(shù)學(xué)教學(xué)的核心所在.在教學(xué)中,教師應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生提煉數(shù)學(xué)思想方法,鼓勵(lì)學(xué)生透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì),從更高層次理解知識(shí),提高運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力.對(duì)于一些簡(jiǎn)單的幾何證明題,一般采用綜合法,即從已知條件出發(fā),通過(guò)正向思考證明結(jié)論;對(duì)于一些復(fù)雜的幾何證明題,常常采用分析法,即從結(jié)論出發(fā),執(zhí)果索因,逐漸向已知條件靠攏.當(dāng)然,應(yīng)用哪種方法要根據(jù)實(shí)際情況靈活選擇,更多的是需要兩種證明方法相結(jié)合.
例如圖5,在 ΔABC 中,已知∠C=90° , AO=BO ,求證: CO=
問(wèn)題給出后,學(xué)生獨(dú)立思考,然后互動(dòng)交流.
師從已知條件出發(fā),你能得到什么?從結(jié)論出發(fā),你又有什么發(fā)現(xiàn)?
教師適時(shí)啟發(fā)學(xué)生從不同角度出發(fā),并運(yùn)用分析法和綜合法相結(jié)合的方式解決問(wèn)題.
生1已知 AO=BO ,由此可知點(diǎn) o 是斜邊 AB 的中點(diǎn),如圖6,延長(zhǎng)CO ,在延長(zhǎng)線上截取一點(diǎn) E ,使OE=OC ,連接 BE ,由此構(gòu)造出“倍長(zhǎng)中線”這一輔助線,易證 CO= 而結(jié)論要求證明
,為此若能證明 CE=AB ,則問(wèn)題得以解決.首先可以通過(guò)證明 ΔBOE?ΔAOC 得到
,所以 ∠BCA=∠CBE= 90° ,又 BC=BC ,所以 ΔBCE? ΔCBA ,所以 CE=AB
師很好.通過(guò)“兩頭湊”將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為證明線段相等的問(wèn)題,從而得到 ,是可行的.
當(dāng)然,教學(xué)中僅講數(shù)學(xué)思想方法還不夠,還應(yīng)進(jìn)行適度訓(xùn)練,通過(guò)實(shí)訓(xùn)幫助學(xué)生搭建證明方法系統(tǒng).另外,幾何證明題的證明方法一般不唯一,教師應(yīng)留足時(shí)間讓學(xué)生思考,鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用不同的方法解決同一問(wèn)題.
例如圖7,已知 AB=AC , DB= DC,求證: ∠B=∠C
該題非常簡(jiǎn)單,教師設(shè)計(jì)的目的并非單純證明兩角相等,而是鼓勵(lì)學(xué)生應(yīng)用不同的方法進(jìn)行證明,并引導(dǎo)學(xué)生歸納證明“兩角相等”的方法,以便學(xué)生今后證明“兩角相等”的問(wèn)題時(shí),能夠快速地找到解題的突破口.對(duì)于此題,若從已知條件出發(fā),學(xué)生很容易想到連接BC,從而構(gòu)造出兩個(gè)等腰三角形,而 ∠B 和 ∠C 為兩個(gè)相同角之和,于是問(wèn)題得到解決;若從結(jié)論出發(fā),要證明 ∠B=∠C ,學(xué)生很容易想到通過(guò)證明三角形全等的思路來(lái)證明兩個(gè)角相等,連接 AD 可以構(gòu)造出ΔABD 和 ΔACD ,根據(jù)“SSS”定理,可以證明兩個(gè)三角形全等,從而完成證明.學(xué)生給出證明過(guò)程后,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)證明“兩角相等”的方法.當(dāng)然,證明“兩角相等”的方法不限于以上兩種,教師還可以利用其他題目引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)探索、歸納.在教學(xué)中,教師不應(yīng)僅滿(mǎn)足于問(wèn)題的解決,而應(yīng)重視數(shù)學(xué)思想方法的積累,有效拓寬學(xué)生的視野.
總之,在幾何證明教學(xué)中,教師應(yīng)改變傳統(tǒng)教學(xué)模式,預(yù)留足夠的時(shí)間和空間讓學(xué)生操作、思考、聯(lián)想、證明,以此培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維品質(zhì),發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力,提升學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng).
參考文獻(xiàn):
[1]王興斌.核心素養(yǎng)理念下的初中數(shù)學(xué)基本圖形教學(xué)—以“相似”為例[J].數(shù)學(xué)之友,2023(22):42-43.
[2]黎麗芬.初中幾何證明題教學(xué)探究[J].基礎(chǔ)教育研究,2018(4):37-38,40.
數(shù)學(xué)教學(xué)通訊·初中版2025年6期