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精准诊评与铺垫设问:答疑解惑的专业能力

2018-07-31江苏省苏州工业园区槟榔路星湾学校西校区汤义佳

中学数学杂志 2018年14期
关键词:钝角垂线顶点

☉江苏省苏州工业园区槟榔路星湾学校(西校区) 汤义佳

近读《中学数学》(下),有同行谈及教师的基本功应该包括“答疑解惑”(详见文[1]).作者引韩愈的《师说》:师者,所以传道、授业、解惑也.并类比数学教学,指出:教师解惑质量的高低也影响着学生对数学的兴趣,对教师专业基本功的认可.笔者深有同感,结合近期给学生个别答疑的一些题例,阐释笔者的一些体会,提供研讨.

一、答疑解惑的案例呈现

例1 过钝角的顶点向一边作垂线,将该钝角分成两个角之比1∶6,求这个钝角的度数.

学生解法:该学生成绩优秀,向笔者求助,说画出图形,如图1,设出x,6x之后,根据三角形内角和定理列出方程是恒等的,但又不知道错误在什么地方.

图1

答疑记录:首先该学生有一个潜在假设,就是认为这道习题没有给出图形,当他看到过钝角顶点向一边作垂线时,就想当然地认为是一个钝角三角形,然后过钝角顶点向该钝角的对边作垂线,从而走进错误的解题方向.以下是答疑时的一些引导性问题:

问题1:你是怎么理解角的概念的?什么是角的顶点?什么是角的边?你可画图说明.(学生画图指出了有公共端点的两条射线组成的图形叫做角,公共端点为角的顶点,两条射线称为角的边)

问题2:你是如何理解作垂线的,你学过哪些作垂线的方法?举例说说.(学生结合画图说出了两种情形,过直线上一点作已知直线的垂线,过直线外一点作已知直线的垂线)

问题3:这道题中涉及的图形是角还是三角形?(学生:是角.但向一边,就理解成了三角形的边)

问题4:如果是确认是角这个图形的,过钝角顶点作一边的垂线,属于过直线上一点作该直线的垂直,你该如何调图形呢?

学生画出图2,解出x=15°,于是该钝角度数为105°.

图2

图3

问题5:由于该题没有明确是角的哪一条边,你觉得还有不同的情形吗?

经过追问,学生想到了另一种情况,画出图3,计算出来的结果仍然是105°.

教师小结:很好,这道题是两种可能的图形,答案都是105°.需要指出的是,该题是教辅资料上的一道习题,你想偏方向固然有对角的概念和三角形的概念混淆的原因,另外就题目本身来说也有表述不当的问题,比如题目应该重新表述如下:

过钝角的顶点作其中一边的垂线,若该垂线将钝角分成两个角之比1∶6,求这个钝角的度数.

这样就是比较规范严谨了,不容易产生你联想到的三角形的边.“向”某边作垂线,常常是三角形中过一个顶点向对边作垂线的说法.

例2 在Rt△ABC中,∠A=90°,AC=AB=4,D,E分别是边AB,AC的中点,若等腰Rt△ADE绕点A逆时针旋转,得到等腰Rt△AD1E1,设旋转角为α(0<α≤180°),记直线BD1与CE1的交点为P,分析△PAB面积的最大值.

相关说明:限于篇幅我们没有展示该题的前面两问(分别是探究线段CE1与BD1的数量和位置关系),该提问学生对前面两问也很熟悉,不存在问题.

图4

图5

学生主要困惑:学生探究的进展是先画图4,分析出CE1,BD1的数量关系是相等,位置上一定是相互垂直.而且也想清了问题的结构是图5这样,点D1,E1都在同一个圆A上,当PG最大时,相应的△PAB面积最大.但不能理解参考答案上所指出的当PB与圆A相切时△PAB面积取最大值.

答疑记录:首先肯定学生的提问很有质量,一是不满足于参考答案的流水解答,对其中关键一步的理由深入追求,是数学理性的体现,反映了很好的数学素养.接下来,仍然以系列问题来引导学生理解.

问题1:你是如何证出BP⊥CE1?(学生说出由全等性质,再结合“8字形”可证)

问题2:在Rt△BCP中,BP的长度何时取得最大值?(学生经过分析发现,当∠BCP最大时,根据正弦函数结合BC是定长可确认BP取得最大值)

问题3:∠BCP最大与哪个角有关?(与∠ACP)而该角对应的角是(∠ABP).

问题4:当BP与圆A相切时,∠ABP取得最大值吗?(是的)

问题5:把目光转向图5中的△BPG,该三角形中PB最大时,PG是否相应的最大?(是的,懂了,此时△PAB的面积就最大了)

教师评析:这样也就解释了当PB与圆A相切时,点P到AB的距离最大,也即△PAB的面积最大.

二、关于答疑解惑的三点思考

近年来,章建跃博士提出的“三个理解”得到了广大一线教师的积极响应,在很多课例设计中都体现了“三个理解”理念.我们认为,在为学生答疑解惑时,也需要基于“三个理解”开展答疑.比如“理解数学”对应着理解学生提到的数学问题;“理解学生”对应着精准诊评学情;“理解教学”对应着如何开展答疑,怎样设计出铺垫式问题来达到较好的答疑效果.以下就围绕相关话题给出三点思考.

1.教师要精准诊评学生的疑惑所在

对不同层次学生出现的疑惑深度往往也不一样,这是教师在答疑解惑之前需要注意的.一般来说优秀学生在作业中出现的疑惑或错误往往比较隐蔽,常常自己不能顺利纠错和究错,教师不但要深刻理解习题的题设与解题思路,还要辨析这道习题的易错点、易混点等,再结合学生已有进展或解答进行研判,精准诊评出学生的问题所在,才是后续答疑解惑的前提.像上文中的题1一样,由于我们看出来了学生在理解题意上就出现了偏差,想当然地把角误作三角形,把垂线的位置画错,对于这类高位错误,是全局性的错误,起点出错、方向出错,就需要引导学生从读题开始,自主查错、纠错与究错.

2.恰当设计问题促进学生自主厘清思路

在想清辨明学生的错误、漏洞或可能的疑难点、易错点之后,教师可预设系列问题开展答疑解惑,而不是直接告知学生解答.在对像上面两道例题的答疑之前,我们先预设了一些铺垫式问题,这些问题都是针对学生的疑惑点、易错点、易混点,并由浅及深促进学生想通思路,以达到润物细无声的答疑效果.比如在例2的答疑进程中,学生的主要难点并不是全等三角形的证明,也不是切线的位置,而是为什么想到在BP与圆A相切时出现点P到BA的距离最大.而要想说清这个难点,教师首先要想清理由,这就需要从“外围”入手,利用Rt△BCP来想清PB在什么位置时获得最大值,由此出发再把目光聚焦到△BPG上,就容易想清问题了,于是可设计一系列的铺垫式问题,让学生在这些问题的引导之下想清△BPG的面积最大值.

3.在答疑解惑中引导学生收获经验

为达到答疑解惑的更高追求,让学生问一题、会一类、通一片,我们可以开展同类链接或者变式再练,帮助学生对疑惑问题有更深的理解.此外,还可以通过答疑解惑向学生传递解题经验,比如例1的系列问题,不但让学生修正了错漏,而且向学生传递了这类问题在求解时要善于“回到定义”,学生的“走偏方向”根本上是由于对角的边、三角形的边理解不深,产生了“潜在假设”和想当然.而例2的答疑,则可让学生善于转化,当待分析的最值问题难以找到模型或方法处理时,要善于将其转化到另外的直角三角形中进行思考,逐个突破,转换聚焦的目标三角形,使之获得解决.

三、写在后面

如文[1]作者所说,答疑解惑能力也是教师的专业基本功,不仅需要相应的解题能力,更重要的是需要“理解学生”的专业能力.这里的理解学生也包括多个层面,比如学生的数学能力、学生的思维特点、学生解该题时的思路和出发点,等等,教师需要像专家医生一样“望、闻、问、切”然后作出专业研判,再跟进铺垫式问题,为学生带来一次高质量、富有启发性的答疑解惑.知易行难,我们所举的答疑题例还偏少,个性化成份也居多,期待更多同行收集、分享精彩的答疑案例,促进我们在这个专业能力上的共同精进.

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