谈初中数学几何思维的培养和解题方法
2020-05-09郑海芬
摘 要:平面几何是注重数学的一个重要分支,且在初中数学中占据重要地位。数学这门学科的精髓就是在于问题和解题,解题是数学重要研究的内容,是数学的核心。对于数学几何而言,是否会解题,以及是否拥有一定的解题技巧和方法,将会直接影响到对数学几何的学习效果,所以在数学几何教学过程中,教师应重点对学生进行基本的解题方法和技巧进行教育,并注重学生几何思维的培养。
关键词:初中数学;几何思维;解题方法;解题技巧
初中数学拥有较强的逻辑性特征,对于几何教学来说,不仅教学难度大,且几何还是初中数学重要的组成部分,那么在数学几何教学中,必须要重点培养学生的几何解题技巧,实现对几何知识的系统性掌握,能够灵活应用各种几何知识。此外还需要注重学生几何思维的培养,几何思维的培养可以帮助学生更好地掌握解题思路和解题技巧,对提高学生几何知识应用能力意义重大。
一、 初中数学几何解题技巧
(一)对常见的题型和解题方法进行归纳总结
从初中数学华师大版的几何题型可以看出,题型并不多,那么在归纳总结常见的题型和解题方法时,相对比较容易,且对于初中数学结合解题而言,非常实用。证明是初中数学几何最常见的解题方法,基本上都是以角或者是线段的一些关系进行证明。线段的关系证明最常见的证明方式有相等关系和和差关系。在解题思路上,常见的解题思路有等角对等边、比例线段和三角形全等。三角形全等在解题方法中比较常见,也是最基本的解题方法。若线段没有对等关系,则是按照线段的和差以及其他关系进行证明,在解题时所需要掌握的技巧就是截长、补短。
(二)注意添加和使用辅助线
在初中数学几何解题中,除了常见要掌握基本的解题思路和规律外,还需要学会使用添加辅助线。添加辅助线对几何题目解答具有促进作用,并给人一种“柳暗花明又一村”的感觉。下面通过例题分析讲述添加和使用辅助线的重要性。
例题1 如图1所示,AB=AC,∠A=90°,AE=BF,BD=DC。求证:FD⊥ED。
证明:连接AD。∵AB=AC,BD=DC,∴∠1+∠2=90°,∠DAE=∠DAB。∵∠BAC=90°,BD=DC,∴BD=AD,∴∠B=∠DAB=∠DAE。在△ADE和△BDF中,∵AE=BF,∠B=∠DAE,AD=BD,∴△ADE≌△BDF,∴∠3=∠1,所以∠3+∠2=90°,∴FD⊥ED。
说明:根据等腰三角形的定义和特征,在底边中线上做一条辅助线,也就是底边上的高,是一种常见的辅助线解题技巧。从例题1中已知条件,连接AD,就可以得出AD是三角形ABC底边上的中线,从而间接证明出△ADE≌△BDF,并求证出FD⊥ED。
所以在数学几何解题中,一定要掌握基本的辅助线添加和使用。例如在梯形中,常见的辅助就是把梯形转变成三角形或者是平行四边形,通过对角线作高和平移一腰的方法;在直角三角形中,常用的辅助线就是在斜边上做中线,特别是已知斜边上的重点;在等腰三角形中,常见的辅助线就是顶角的平分线或者是中线。只有注意审题,多加注意,正确使用辅助线肯定会提高解题能力。
(三)在特殊条件下使用辅助线
在常规题型解题中,已经掌握了基本的辅助线应用,还需要针对特殊条件下辅助线使用进行归纳、总结,这样才能确保对几何知识的系统掌握。例如在已知条件“角的平分线”中,要想解答这样的题目必须要掌握解题的技巧,对辅助线能够灵活运用,虽然方法有很多种,但是可以具体划分为三种:一种是通过角的平分线性质(图2),一种是截取对角两边的相等线段(图3),另一种是已知对角平分线上有垂线线段,延长垂直线段,就能得出一个全等三角形(图4)。在特殊条件下使用辅助线可以大大提高学生的解题效率,且方便学生的记忆和使用。
二、 初中数学几何的解题方法
(一)综合法
所谓的综合法就是根据题目的已知条件和已学的知识上(包括法则、定理和概念的定义),对题目进行分析,从而得到题目证明的思路,最终求证出题目的结论。
例题2 如图5所示,AB=AC,∠A=90°,AE=BF,BD=DC,求证:FD⊥ED。
延长ED到M点,使DM=ED,连接FE,FM,BM,题干分析,并使用综合法进行证明:根据DM=DE,∠BDM=∠CDE,BD=DC,得出△CDE≌△BDE,在根据∠A=90°,AB=AC,BF=AE,推导出△AEF≌△BFM,最后间接性证明FD⊥ED。在解题过程中按照前后的顺序进行解答,并使用辅助线,肯定能够证明解答出本题的结果。
(二)分析法
从解题思路来看,分析法是综合法的逆向思维解题方法,根据题目要求证明的结论,并提出假设,假设命题为真,并分析已知条件,判断命题是否成立,这种逆向思维的解题方法,通过一步步逆推,最终证明出题目的命题为真。
例题3 如图6所示,已知HL∥JK,HI∥JM,LK=IM,求证:HL=JK,HI=JM。
从题目的已知条件和证明结论可以看出,要想证明HL=JK,HI=JM。必须要证明出△HLI≌△JKM,假设HL=JK,HI=JM为真,那么△HLI≌△JKM,故∠L=∠JKM,LI=KM,∠HIL=∠M,得出HL∥JK,HI∥JM。
(三)联想法
在幾何解题中,联系法比较常见,需要学生根据已知的条件和已学的知识联想到题目没有涉及的地方。假如联想到,可以尝试运用到解题过程中,但是需要注意的是题目本身的特殊性,因为不同的题目有不同的解法,禁止出现盲目套用的现象。例如在几何题目中,经常会遇到一些没有规律和图形比较复杂的题目,这种情况下很难进行联系,那么可以根据几何解题技巧,尝试使用辅助线的做法,从而找到解题方法,在这里就不使用举例题进行进一步解释。
三、 初中数学几何思维的培养策略
(一)创设教学情境,激发几何思维
兴趣是提升学生学习能力的内在动力,通过提高学生的学习兴趣,可以有效调动学生的主观能动性,所以在初中数学几何思维培养过程中,必须要注重学生兴趣的培养,通过创设情境的方式,激发学生对几何的学习兴趣。几何是初中数学的重要组成部分,几何思维的培养,对提高学生的数学逻辑能力和发挥学生的数学潜能具有重要意义。在几何教学前,对教学内容进行全面的分析,根据学生的实际情况,为学生创设教学情境,在教学情境中充分调动学生的积极性和主动性,从而提高学生的几何思维能力。
(二)科学渗透数学方法,培养几何思维
数学具有较强的逻辑性和抽象性,对于初中生而言,要想提高解题能力,必须要重点培养学生的题目条件分析能力和解题思维,只有这样学生才会把抽象的知识转化为具体、形象的内容。所以在几何教学中,需要教师采取有效的科学渗透数学方法,促使课堂教学内容更加直观形象,帮助学生学习数学的信心,激发学生的求知欲望,培养学生的几何思维,从而让学生拥有扎实的数学基础知识,并大幅度提升学生的解题效率。
(三)融合数学文化,拓展几何思维
数学文化是数学学科的载体,在初中几何教学中,有效的融合数学文化,不仅可以增添课堂教学的趣味性,还能有效调动学生的积极性和主动性。融合数学文化,通过将现实的数学问题与抽象的数学知识相结合,便于学生的理解和记忆,还能有效提升学生的兴趣和几何思维能力。另外,还能提高学生对数学知识的灵活应用能力,促使学生在面对生活中问题时,可以从数学的角度去思考和解决。
四、 结语
综上所述,初中数学几何是一门非常重要的学科,且具有较强的逻辑性和抽象性,在教学过程中,需要教师采取有效的教学方法,来降低几何的难度,对学生进行解题技巧和解题方法的教学,注重对学生进行几何思维的培养,提高学生对几何的学习兴趣,学会利用几何思维去解决更多的数学难题,从而提升学生的數学应用能力。
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作者简介:郑海芬,福建省漳州市,福建省龙海第一中学。