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寻思路 凝通法 提素养

2024-04-14余鹏贺建铭

中学数学·初中版 2024年3期
关键词:通法解题思路素养

余鹏 贺建铭

摘要:初中数学的学习应该重视数学结果的形成过程,为此教师需要改变“满堂灌”的观念.课堂教学的目的不是教會学生这道题怎么解,而是让学生经历探索解答的过程,归纳多种解法的共性,掌握解决这一类问题的解题思路,提炼解题的通法,最终达到提升学生素养的目的.

关键词:解题思路;通法;素养

《义务教育数学课程标准(2022年版)》指出:重视数学结果的形成过程,处理好过程与结果的关系.因此,在课堂教学中,教师应该“放下”自身的主体地位,扮演好组织者、引导者的角色,让学生通过不断的思考,尝试独立解决问题.只有学生真正经历过思考探究的过程,才能更加深刻地体会到数学学习带来的成就感,才能更有效地助推素养的提升.下文中,笔者以一道几何题为例,具体阐述在解题教学中如何教学生寻思路、凝通法、提素养.

1 题目呈现

题目 如图1,在矩形ABCD中,∠ABC的角平分线BE与AD交于点E,∠BED的角平分线EF与DC交于点F,若AB=9,DF=2FC,则BC=.

2 寻思路

本题以矩形为背景,作矩形一个直角的角平分线,其实已经暗含了45°角,学生很容易得到△ABE是一个等腰直角三角形.同时题目指出EF是∠BED的角平分线,学生又可以得到∠EFD=22.5°.再观察条件,给出了AB=9,DF=2FC,又能进一步得到AE=AB=9,DF=6,CF=3.基于以上信息求BC的长度.

2.1 见角平分线,构建等腰三角形

题目的解答,要给学生独立思考和自主解答的机会,同时让学生尝试讲解,在这个过程中潜移默化培养数学素养.这道几何题的教学中,教师可以引导学生对题目进行分析,求BC的长度其实就是求DE的长度.由BE平分∠ABC,可以得到△ABE是等腰三角形,类比迁移,EF平分∠BED,能不能也得到一个等腰三角形?引发学生思考,图形中隐藏的等腰三角形在哪里,怎么去构造.学生会顺其自然地联想到“角平分线+平行线”模型,进一步思考并尝试解决这个问题.通过寻思路,可以得出以下两种构建等腰三角形的解法.

解法1:如图2,延长EF交BC的延长线于点G.由题可得△BEG是等腰三角形,即BE=BG且DF=6,CF=3.又因为△DEF∽△CGF,DE∶CG=2,于是设CG=x,所以DE=2x.又因为△ABE是等腰

解法2:如图3,过点F作FG∥BC分别交AB,BE于点G,H.可以得到△BGH是直角边为3的等腰直角三角形,△HEF是等

2.2 见角平分线,作垂直

继续引导学生思考,EF是∠BED的角平分线,角平分线除了构建等腰三角形外,还有什么用途.学生立刻想到教材中角平分线的性质定理.通过角平分线的性质定理,顺其自然就能联想到作垂直[1].如图4,

过点F作PF⊥BE于点P,交DA于点Q,

但是只能得到△PEF≌△DEF,∠DFQ=45°,依然无法求出BC的长.启发学生∠DFQ=45°很重要,要充分利用这个条件,所以要围绕该角构建等腰直角三角形DFQ.再次让学生思考和解决问题.

解法3:(角平分线作垂直法)如图4,过点F作FP⊥BE,分别交BE,AD于点P,Q.易得△PEF≌△DEF,所以∠DFQ=45°,即△DFQ和△PEQ都是等腰直角三角形.因此PQ=PE=ED=QF-PF=62-6,则BC=AE+ED=6+3.

2.3 寻特殊角,构建特殊的直角三角形

初中几何问题,还有一种非常重要的解题思想,即围绕特殊角构造直角三角形.比如,图形中有30°或45°角时,可以构造含30°或者45°的直角三角形.这道题中有22.5°,不是一个很特殊的角,但是它与45°存在倍数关系.那么,能不能构造倍角来解答这道题?

其实22.5°也可以看成一个比较特殊的角,如果能够求出tan 22.5°的值.这道题就变得更简单了.如何求tan 22.5°的值?基础好的学生很快就会给出如下过程.如图6,△MNP是等腰直角三角形,在NP的延长线上取一点Q,使得PQ=MP,则tan ∠MQN即为所求.

3 凝通法

选取题目的目的本身就是促进学生对知识的强化和灵活运用,一题多解显然能够有效达到这个目的.以上五种解法复习了矩形的性质、角平分线性质定理、等腰直角三角形性质与判定定理、等腰三角形性质与判定定理、三角函数,以及相似三角形的性质和判定定理等.题目解法讲完后的总结更为重要,比如,可以让学生将这五种解法分类,然后找出每一类解法的共性.通过分类,可以发现这道题本质是两种思维:①“角平分线+平行线”构造等腰三角形法(解法1和解法2);②本题中有已知的角度22.5°,所以构造特殊的直角三角形法(解法3~5).这就是多解归一,它是对教材知识的升华,让学生真正明白这些解法在解题思路上是有共性的,而这种共性恰好就是以后解决此类问题的关键.

4 解题反思

作为一线教师,要与时俱进.在教学中,我们的目标要从教学生“学会”,转变为学生“会学”.要想达到这样的教学目的,课堂教学方式就需要转变.

第一,在教学中渗透类比迁移思想.比如,在解法5中,当学生求出tan 22.5°的值时,让学生类比刚才的解法,尝试着求tan 15°的值,其目的就是渗透类比迁移的思想,发展学生的核心素养.

第二,一节好课,教学思路需要精心设计,教学中的题目也要用心挑选.当一道数学题涉及到的知识不够全面时,可以通过一题多变来完善和强化所学的知识体系.同时,在课堂中渗透解题的通法,让学生能够从“会一题”到“会一类”.比如,在解法2中,再次进行变式,追问线段HF,DE,FD三者之间有何数量关系,渗透证明一条线段等于两条线段和的常用方法.通过这种不断的变式,一节课的知识体系会变得越来越完善.

第三,教学时,让学生在解决问题的过程中深度体会模型思想[2],有利于发展学生的核心素养.数学核心素养的一个重要内涵就是会用数学的思维思考现实世界,那么教学中培养学生的模型观念就很重要.上文的解题教学中就渗透了一些解题模型,比如“角平分线+平行线”模型、截长法模型、出现角平分线作垂直模型、倍角模型等.

第四,教学活动要凸显学生的主体地位,让学生在“知行合一”中促进素养落地.教师作为课堂的组织者、引导者,要引导学生在正确理解的基础上,自己动手实践去解决问题,让他们在这个过程中体验思维的来路、分析的思路、解答的出路,激发他们对数学的求知欲和兴趣,增强学习信心,体现数学的育人价值.

参考文献:

[1]赵霞.例析“角平分线”在思路探究中的作用[J].中学数学,2022(16):61-62.

[2]蒲厚金.二次函数框架中平行四边形的存在性问题[J].中学数学教学参考,2021(8):47-51.

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