对初中逻辑推理与几何证明的方法梳理
2018-07-26王清梅
王清梅
摘 要 初中图形与几何模块的学习离不开证明,证明是研究几何的重要手段,主要考察学生对知识掌握的熟练度和逻辑的连接度。在教学过程中要因材施教加强几何语言转换教学的教学思路和方法,引导和鼓励学生循序渐进地掌握正确书写的方法和技巧。
关键词 初中几何 逻辑推理 教学方法
中图分类号:G633.6 文献标识码:A
初中几何证明题入门难,证明题难做,已经成为许多同学的共识,很多学生面对几何证明,总是感到无从下手,其实只是因为思路不熟悉,定理没理解。那么,怎样才能真正学好几何证明达到举一反三,灵活运用呢?本文将总结几何证明方面的一些基本方法与技巧。
1学好几何证明的前提条件——彻底搞清定义、定理、公理的真正含义
一般地,在数学教材中的黑体字是每节课的重点,它们通常称之为“定义”、“公理”或“定理”,这些就是最基本的几何基础知识,它们是进行几何证明的理论依据,要想让学生写出思路清晰、层次分明的几何证明题的书写过程。首先最关键的一步就是要让学生彻底分清定義、定理、公理的题设和结论,真正理解其真实含义,才能正确运用它们进行有关的推理证明。
反之,如果你对定理的内容都没有真正理解,而是含糊其词,似是而非,或者对定理一无所知,那么在证明过程中,无法正确地应用这个定理或者不知道应用这个定理,整个证明过程就会陷入僵局。同时,我们还要让学生把握清楚定理的内涵,不能对定理的理解有模棱两可、含糊其词之感。
例如,在学习等腰三角形的“三线合一”这一定理时,有些同学就理解不清,没有真正掌握其含义,甚至自己都感到有些困惑,致使在应用时出现一些小错误。我们都知道这个定理的正确用法是,在知道一个三角形是等腰三角形的大前提下,其中“顶角的平分线”、“底边上的高”、“底边上的中线”三者知道一个,就可以得到另外两个结论。
2掌握几何证明的必备基本功
2.1加强几何语言转换教学
几何语言包括三种不同形式,可分为文字语言、符号语言与图形语言。文字语言主要是定理表述及关键词,如“直线”、“角”等术语,“都”、“是”等;符号语言是用符号来表达文字意义,中间一般用“∠”、“∥”、“⊥”等进行连接;而图形语言则是用来表述文字语言具体内容的几何图形,它一般与题目相配套,用于直观表达题目的相关信息。对定理、公理的教学,我们老师不仅要让学生掌握定理对应的三种语言,还要培养学生对三种语言的转换能力和翻译技巧。由于三种语言的不同特点,在教学中各自发挥的作用也不相同。在三种语言中,符号语言是几何初学者最难掌握的一种,也是逻辑推理必备的能力基础,因为考试中的证明题要用符号语言来体现。我们老师在教学中如何让学生掌握好符号语言呢?在教学某一定理时,首先要让学生在理解的基础上,结合图形能用自己的语言进行描述(即文字语言),然后再引导学生如何用符号语言进行“翻译”。
2.2能够正确识图与画图
几何图形是几何学习的主要研究对象,而正确识图与画图又是正确解题的关键。所谓识图,是指观察、分析几何图形,做到既能识别表示各个概念的简单图形,又能在复杂图形中识别出表示某个概念的基本图形;所谓画图,是指既能独立而正确地画出命题的各种图形,又能注意题与图的对应关系,使所画图形符合题意。
3加强逻辑推理与几何证明的演练
3.1熟悉推理的三大基本类型
(1)一条件一结论。
(2)一条件多结论。在具体证明时应视实际需要来选择多个“结论”中的某一个或某几个,而不必每次把所有结论都书写出来。
例3:已知直线a∥b,则推理过程可书写为:
∵a∥b(已知)
∴∠1=∠2(两直线平行,同位角相等),
∠3=∠4(两直线平行,内错角相等),
∠2+∠3=180埃街毕咂叫校阅诮腔ゲ梗?
(3)多条件一结论。证明时,只有当多个“因”都具备时,才能得出“果”。
例4:已知直线a∥b,b∥c,试说明直线a与直线c的位置关系。
证明:∵a∥b,c∥b(已知),
∴a∥c(平行于同一条直线的两条直线互相平行)。
3.2明确推理的先后层次关系
几何证明一般由若干组推理组成,且每一组推理都包括条件、结论以及理由三部分,书写时,应合理考虑推理的先后顺序,同时,从第二组推理起常常省略它的条件——因为这个条件往往就是上一组推理的结论。
老师在批改学生的证明题时,常常会发现这样的现象:为了证明某一结论,假设需要通过两步“同等身份”的推理,才能得出最后的结论,个别学生在证明时,往往两步的推理互相穿插,混淆起来。第一步证明的推理在第二步中再次出现,第二步的推理在第一步中也有体现。也就是说,思路不清晰,层次不分明。针对这种现象,老师要帮助学生分析清楚后,再让学生书写过程。
例如要证明四边形是菱形,选择一种证明方法后,只要证明两大板块就可以,即证一组邻边相等和四边形为平行四边形,这两个层次有先后顺序,可以有条理地表述。
3.3掌握几何证明方法——综合法和分析法
几何证明题常用的分析方法有综合法和分析法,或者分析法和综合法结合使用,寻求突破点。
(1)综合法,即正向思维,是指从题目的已知条件出发,经过逐步的逻辑推理,最后达到结论或需求问题的一种“由因导果”的思想方法。
综合法的完整思维过程形式为:已知→可知1→可知2……结论
(2)所谓分析法,即逆向思维,是指从数学题的结论或需求问题出发,一步一步地探索下去,最后达到题目已知条件的一种“执果索因”的思想方法。
分析法的完整思维过程形式为:结论→须知1→须知2……已知
那么我们在证明某一结论时,到底用哪一种呢?老师要让学生在解决证明题的过程中,自己注意总结和反思,灵活掌握上述的三种方法,只有这样才能在寻求解决问题方案的过程中做到游刃有余。
参考文献
[1] 张文.初中几何的技巧[J].中学数学,2016(01).
[2] 李二.初中数学几何逻辑[J].中学数学报,2017(05).