周華

[摘? 要] 數(shù)學(xué)地思考問題、解決問題這一思維活動的形式應(yīng)該與數(shù)學(xué)操作相融合，只有這樣，學(xué)生的感性經(jīng)驗才能在數(shù)學(xué)思維的活動中順利上升為理性認(rèn)識，教師應(yīng)能抓住契機(jī)并為學(xué)生創(chuàng)造數(shù)學(xué)思考的機(jī)會，以達(dá)成數(shù)學(xué)實驗與數(shù)學(xué)形式的和諧統(tǒng)一.

[關(guān)鍵詞] 數(shù)學(xué)思考;基本事實;數(shù)學(xué)實驗;幾何直觀;三角形全等

教師在三角形全等這一內(nèi)容的教學(xué)中一般都會設(shè)計一些數(shù)學(xué)實驗并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思索與質(zhì)疑，本文結(jié)合具體的案例對判定三角形全等方法中的一些問題展開了思考和研究.

三個基本事實驗證方面的思考

教材在基本事實的呈現(xiàn)中一般都會安排以下實踐活動：“請大家用量角器、刻度尺畫出三角形ABC，使其滿足AB=70 mm，∠A=60°，∠B=80°. 作出滿足條件的三角形后將其剪下并將之與同桌的三角形疊放于一起，大家看看這兩個三角形是否相互重合？”

教師在此活動設(shè)計中往往會讓學(xué)生根據(jù)要求作三角形、剪三角形、疊放三角形并驗證基本事實ASA對于特殊情況的正確性.

筆者在學(xué)生的這一活動中經(jīng)常會觀察到如下現(xiàn)象：

現(xiàn)象1：學(xué)生在驗證中發(fā)現(xiàn)兩個三角形無法重合. 教師往往給出作圖有誤差的解釋，但學(xué)生對為什么一定要驗證這兩個三角形重合心存疑惑.

現(xiàn)象2：學(xué)生復(fù)制后剪出兩個全等三角形并因此令驗證失去了應(yīng)有的意義.

筆者曾經(jīng)詢問過學(xué)生不按照教師要求活動的原因，學(xué)生卻堅持“本來就是重合的，又為何要去驗證”的態(tài)度. 由此可見，學(xué)生在具備數(shù)學(xué)基本結(jié)論的基礎(chǔ)上仍舊會對操作驗證的必要性持質(zhì)疑的態(tài)度，沒有數(shù)學(xué)思考的實驗操作對于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)、數(shù)學(xué)思維的發(fā)展都不能產(chǎn)生積極的意義.

事實上，若學(xué)生作三角形沒有誤差，就一定會得到兩個能夠重合的三角形，從數(shù)的角度對兩個三角形全等的條件進(jìn)行刻畫即能解釋三角形解的唯一性.

已知三角形兩角一夾邊，即∠A，∠B，以及c邊的長，由正弦定理 =? = 可知三角形的解唯一. 如圖1，已知b、c、∠A，由余弦定理可得a2=b2+c2-2bc·cosA，可求得a的唯一值，由余弦定理可得cosB=，由此確定∠B的大小并隨之確定∠C的大小.

已知三邊時，由余弦定理可得cosA=，可確定∠A的大小，同理確定∠B、∠C的大小.

有些學(xué)生往往會認(rèn)為SSA條件下的三角形也全等，教師面對學(xué)生的這一錯誤認(rèn)知應(yīng)在教學(xué)中融入數(shù)學(xué)思考，使學(xué)生能夠在感受三角形解的唯一性這一基本事實中進(jìn)行直觀分析并獲得結(jié)論的合理性[1].

數(shù)學(xué)實驗中的思考教師在教學(xué)中可以設(shè)計如下問題串并啟發(fā)學(xué)生思考.

（1）作圖前引導(dǎo)學(xué)生猜想：“請大家用量角器、刻度尺作△ABC，使其滿足AB=70 mm，∠A=60°，∠B=80°. 請大家將△ABC剪下并與同桌的三角形疊放于一起，這是我們即將要進(jìn)行的數(shù)學(xué)活動，活動之前請大家先猜一猜這兩個三角形是否能夠重合呢？”

設(shè)計意圖? 引導(dǎo)學(xué)生猜想兩三角形是否重合能使學(xué)生對滿足條件的三角形解的唯一性、三角形穩(wěn)定性等知識進(jìn)行思考，學(xué)生進(jìn)行積極思考的過程往往能對三角形解的唯一性獲得認(rèn)同.

（2）引導(dǎo)學(xué)生作圖后進(jìn)行觀察：“由條件可畫出哪幾種符合條件的三角形呢？大家將作出的三角形剪下并與同桌的三角形疊放于一起并觀察這兩個三角形的形狀、大小方面的情況吧. ”

設(shè)計意圖? 引導(dǎo)學(xué)生在數(shù)學(xué)猜想和作圖后進(jìn)行觀察能使學(xué)生的幾何直觀能力獲得發(fā)展.

（3）引導(dǎo)學(xué)生在疊放三角形后進(jìn)行反思：為什么會有同學(xué)的兩個三角形無法重合呢？

設(shè)計意圖? 引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識實驗誤差對數(shù)學(xué)結(jié)論的影響并培養(yǎng)學(xué)生實踐操作的規(guī)范與嚴(yán)謹(jǐn).

（4）一般化動態(tài)演示：利用幾何畫板演示三角形邊、角大小的改變，引導(dǎo)學(xué)生對兩角一夾邊分別相等的三角形是否全等進(jìn)行觀察.

設(shè)計意圖? 引導(dǎo)學(xué)生在動態(tài)演示的直觀觀察中發(fā)展幾何直觀能力并對三角形全等的條件進(jìn)行認(rèn)知與感悟.

學(xué)生在上述數(shù)學(xué)實驗與思考中往往會對結(jié)論及結(jié)論的產(chǎn)生形成積極的思考，對基本事實正確性、合理性的理解也會因此逐漸形成.

作圖中的思考

學(xué)生在已有學(xué)習(xí)經(jīng)驗的影響下往往會聯(lián)想作圖操作這一方式進(jìn)行驗證，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生在作圖驗證的基礎(chǔ)上進(jìn)行思維過程的整理，引導(dǎo)學(xué)生適當(dāng)改變作圖的順序并因此令復(fù)雜的作圖變得簡潔[2].

探究“滿足兩邊一對角條件的三角形是否全等”時進(jìn)行類似思考. 如作出△ABC，使得AB=4 cm，BC=3 cm，∠A=30°.

若學(xué)生根據(jù)條件先作AB，再作BC，便會很快發(fā)現(xiàn)C點位置不確定并導(dǎo)致作圖中必須調(diào)整湊出30°角. 若調(diào)整作圖順序并先作∠A，再作AB和BC，作圖過程隨即變得簡單很多. 不僅如此，學(xué)生很快會發(fā)現(xiàn)如圖2所示的符合條件的有兩個三角形，繼而獲得“滿足兩邊一對角條件的三角形不一定全等”這一結(jié)論.

教師在學(xué)生作圖之前可適當(dāng)進(jìn)行啟發(fā)：“邊和角哪個先畫能夠更加容易作出符合題意的三角形？可還有其他方法可以作出？”引導(dǎo)學(xué)生在作圖中進(jìn)行思考并分清幾何圖形中確定的幾何元素和不確定的幾何元素，∠A的大小在上述幾何作圖中是確定的，AB，BC也是確定的，但∠ABC不確定，啟發(fā)學(xué)生在理性思考中對作圖順序進(jìn)行調(diào)整并最終令作圖過程更為簡單.

圖形觀察后的數(shù)學(xué)思考教師在一般三角形全等、直角三角形全等的判定教學(xué)之后，可設(shè)計如下問題.

問題1：如圖3，△ABC、△DEF均為銳角三角形，∠A=∠D，AB=DE，BC=EF，則△ABC和△DEF全等嗎？為什么？

學(xué)生在直觀觀察中很快能夠發(fā)現(xiàn)這兩個三角形全等，不過，幾何直觀的說服力并不客觀，演繹推理還是必需的，但關(guān)于銳角三角形SSA的判定在三角形全等的判定方法中并沒有描述，因此，教師在學(xué)生直觀發(fā)現(xiàn)三角形全等之后還應(yīng)啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行更加深刻的思考.

簡析? 過點B作BH⊥AC于點H，過點E作EG⊥DF，垂足為點G（如圖4）. 根據(jù)已知條件，可證明△ABH≌△DEG，可得BH=EG，繼而證得△BHC≌△EGF，從而得出∠C=∠F，由AAS定理可證△ABC≌△DEF.

問題2：如圖5，△ABC與△DEF中，∠A=∠D>90°，AB=DE，BC=EF，求證：△ABC≌△DEF.

簡析? 過點B作BH垂直CA的延長線于點H，過點E作EG垂直FD的延長線于點G，（如圖6）. 與問題1的證明方法相似，首先證明△AHB≌△DGE，可得BH=EG，再證明△CHB≌△FGE，從而證得∠C=∠F，由AAS判定定理可證得△ABC≌△DEF.

筆者設(shè)計這兩個問題之時，學(xué)生已經(jīng)系統(tǒng)地學(xué)完了三角形全等的判定. 引導(dǎo)學(xué)生對“邊邊角”的判定是否能夠成立進(jìn)行有意義的探究，能使學(xué)生在這一知識點上的認(rèn)知得以不斷加深. 學(xué)生在特殊例子的探究中首先明確了滿足兩邊一對角的兩個三角形并不一定全等，系統(tǒng)建立判斷三角形全等的相關(guān)知識之后對“邊邊角”問題再次展開深入的研究，對“一定成立”背后的理由進(jìn)行探尋，能使學(xué)生思維的深刻性在嚴(yán)格的推理論證中獲得很好的發(fā)展.

數(shù)學(xué)地思考問題、解決問題這一思維活動的形式應(yīng)該與數(shù)學(xué)操作相融合，只有這樣，學(xué)生的感性經(jīng)驗才能在數(shù)學(xué)思維的活動中順利上升為理性認(rèn)識，學(xué)生也才能在操作經(jīng)驗升華為思維經(jīng)驗的過程中獲得數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗的積累和數(shù)學(xué)思維能力的發(fā)展[3]. 學(xué)生在判斷三角形全等時所產(chǎn)生的質(zhì)疑對于教師也是一種提醒，教師應(yīng)能抓住契機(jī)并為學(xué)生創(chuàng)造數(shù)學(xué)思考的機(jī)會以達(dá)成數(shù)學(xué)實驗與數(shù)學(xué)形式的和諧統(tǒng)一.

參考文獻(xiàn)：

[1]蔡鳳. 淺談例題設(shè)計的“變之道”[J]. 中國數(shù)學(xué)教育，2011（17）：11-13.

[2]李海東. 重視數(shù)學(xué)思想方法的教學(xué)——“中學(xué)數(shù)學(xué)核心概念、思想方法結(jié)構(gòu)體系及其教學(xué)設(shè)計的理論與實踐”初中第六次課題會議成果綜述[J]. 中國數(shù)學(xué)教育，2011（z1）：11-13.

[3]周俊，郭其俊.課堂教學(xué)究竟應(yīng)該關(guān)注什么？——北美課堂給我們的啟示[J]. 中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)參考，2014（34）：67-68.