龔瓏
[摘? 要] 要促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)思維的發(fā)展,必須讓他們由“怎么做”轉(zhuǎn)變?yōu)椤霸趺聪搿保鰪?qiáng)他們的思考意識,并教給他們思考的方法. 文章結(jié)合教學(xué)實(shí)踐,提出相應(yīng)的策略,讓學(xué)生從根本上消除機(jī)械模仿,逐漸由形象思維過渡到理性思維,進(jìn)而提升數(shù)學(xué)核心素養(yǎng).
[關(guān)鍵詞] 怎么做;怎么想;追問;初中數(shù)學(xué)
學(xué)生講解試題時(shí),僅能講出試題的解答過程,講不出是如何想的;教師往往只關(guān)注學(xué)生解答試題正確與否,而不關(guān)心他們的分析過程. 久而久之,學(xué)生的思維缺乏脈絡(luò),解答試題一直處于模仿階段. 筆者以為,要促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)思維的發(fā)展,必須讓他們由“怎么做”轉(zhuǎn)變?yōu)椤霸趺聪搿?,增?qiáng)他們的思考意識,并教給他們思考的方法.
不斷追問,激起學(xué)生的思考欲望
追問是在學(xué)生回答問題的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提問,以使學(xué)生做進(jìn)一步的思考. 當(dāng)學(xué)生只講解解答過程時(shí),教師可以追問:題中的什么條件給了你啟發(fā)?你是從哪里入手的?從這一步到下一步的依據(jù)是什么?這樣的追問能促使學(xué)生展現(xiàn)思維過程,并解釋過程的合理性.
案例1如圖1所示,在矩形ABCD中,對角線AC與BD交于點(diǎn)O,過點(diǎn)C作BD的平行線,過點(diǎn)D作AC的平行線,兩線交于點(diǎn)P.
(1)求證:四邊形CODP是菱形;
(2)若AD=6,AC=10,求四邊形CODP的面積.
師:哪位同學(xué)來講一下這道題怎么做?并說明理由.
生1:對于第(1)問,因?yàn)樗倪呅蜛BCD是矩形,對角線AC與BD交于點(diǎn)O,所以O(shè)D=OC. 因?yàn)镈P∥AC,CP∥BD,所以四邊形ODPC是平行四邊形. 所以四邊形CODP是菱形.
生2:對于第(2)問,因?yàn)樗倪呅蜛BCD是矩形,所以∠ADC=90°. 因?yàn)锳D=6,AC=10,根據(jù)勾股定理,得DC=8,所以△ADC的面積=×8×6=24. 所以△ODC的面積=×△ADC的面積=12. 因?yàn)樗倪呅蜟ODP的面積=2×△ODC的面積,所以四邊形CODP的面積=24.
對于第(1)問,等學(xué)生完成試題的解答之后,教師可通過如下追問引導(dǎo)學(xué)生從矩形的對角線入手思考問題:判斷四邊形CODP是菱形時(shí),你們采用的判定方法是什么?菱形的判定方法比較多,為什么要使用這一方法?這樣追問能讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)矩形ABCD與菱形CODP之間的聯(lián)系,即菱形CODP相鄰的兩條邊(OC和OD)恰好是矩形ABCD對角線的一半,而矩形的對角線相等,所以O(shè)C=OD. 所以要證明四邊形CODP是菱形,可采用“鄰邊相等的平行四邊形是菱形”這一判定方法.
對于第(2)問,教師可進(jìn)行如下追問:在求四邊形CODP面積的過程中,最關(guān)鍵的是哪一步?為什么求出△ODC的面積是最關(guān)鍵的一步?為什么△ODC的面積是△ADC面積的一半?為什么四邊形CODP的面積是△ODC面積的2倍?通過這一系列的追問,學(xué)生能逐漸厘清問題的轉(zhuǎn)化過程. 只有厘清了△ODC的面積、△ADC的面積和四邊形CODP的面積之間的關(guān)系,才能知道解決問題時(shí)應(yīng)先求什么、再求什么.
強(qiáng)化分析,讓學(xué)生掌握思考的方法
數(shù)學(xué)家喬治·波利亞強(qiáng)調(diào)解決數(shù)學(xué)問題分四步走:一是弄清題意;二是制訂做題計(jì)劃;三是實(shí)施計(jì)劃;四是回顧解答過程,進(jìn)行檢驗(yàn). 如果學(xué)生只會做,那么解答問題就直接從第三步開始. 其實(shí),弄清題意是最基礎(chǔ)的一環(huán),在這一環(huán)節(jié),學(xué)生能知道試題的已知條件是什么,由哪個(gè)條件可以推理出什么結(jié)論,將若干個(gè)條件結(jié)合起來又會產(chǎn)生什么新結(jié)論,以及試題所求是什么,要完成所求需要滿足什么條件. 作為教師,應(yīng)引領(lǐng)學(xué)生分析問題,并在教給他們分析問題的方法的同時(shí),讓他們掌握思考問題的策略.
1. 想已知條件,由因?qū)Ч?,培養(yǎng)正向思維
從已知條件出發(fā),由因?qū)Ч?,這種思考問題的方法就是綜合法. 采用綜合法時(shí),教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生讀懂試題有幾個(gè)條件,分別是哪幾個(gè)條件,并讓他們逐條列出來,一個(gè)都不能少. 接著,讓學(xué)生根據(jù)這些條件推一些結(jié)論,逐步進(jìn)入問題的核心,從而培養(yǎng)學(xué)生的正向思維品質(zhì).
案例2如圖2所示,已知A(0,4),B(0,-6),C為x軸正半軸上一點(diǎn),且滿足∠ACB=45°,則點(diǎn)C的坐標(biāo)為______.
思路1如圖3所示,因?yàn)椤螦CB=45°,要讓45°這一特殊銳角發(fā)揮作用,就必須構(gòu)造直角三角形,所以應(yīng)先構(gòu)造等腰直角三角形AHC(∠HAC=90°),然后構(gòu)造“一線三直角全等模型”(EF∥OC,且HF⊥EF,CE⊥EF),利用三角形全等,即△ACE≌△HAF,得到FH=AE,再利用△OCB∽△DHB(HD⊥AB),得到BD與OC的關(guān)系,最后求出點(diǎn)C的坐標(biāo).
思路2如圖4所示,因?yàn)椤螦CB=45°是固定角度的角,∠ACB的對邊AB=10也是固定的長度,根據(jù)定邊定角必有隱圓,可以作出△ABC的外接圓☉P. 根據(jù)圓周角定理,得∠BPA=90°,可求得PE,PA,PB的長(PE⊥AB),進(jìn)而可求得OF,PF的長(PF⊥OC),接著在Rt△PCF中根據(jù)勾股定理求得FC的長,從而求出點(diǎn)C的坐標(biāo).
思路3如圖5所示,因?yàn)閳D形已經(jīng)有一個(gè)45°的角,所以可以再構(gòu)造一個(gè)45°的角(∠CDA=45°,點(diǎn)D在y軸負(fù)半軸上),以產(chǎn)生Rt△ODC和“母子型相似”結(jié)構(gòu). 然后設(shè)OC=x,利用相似三角形的性質(zhì),結(jié)合勾股定理,通過建立方程求出x的值,從而求出點(diǎn)C的坐標(biāo).
學(xué)生只有講出分析過程,才能把每個(gè)條件的作用理解得透徹,也才能在不斷的聯(lián)想中發(fā)現(xiàn)不同的解題思路,從而產(chǎn)生智慧的火花. 此外,對比不同的解題方法,還能明晰解題方法的簡與繁. 讓學(xué)生由已知開始,有條理地聯(lián)想與想象,有利于其思維的發(fā)展.
2. 想問題解決,執(zhí)果索因,培養(yǎng)逆向思維
解題時(shí),如果從已知條件出發(fā)思維受阻,學(xué)生此時(shí)不妨執(zhí)果索因,想一想要解決的問題是什么、目標(biāo)是什么、解決問題需要什么條件,順著思路一步一步往前走,最終回到已知條件,實(shí)現(xiàn)問題的解決.
案例3民間流傳李白買酒的歌謠:李白街上走,提壺去買酒;遇店加一倍,見花喝一斗;三遇店和花,喝完壺中酒. 試問酒壺中,原有多少(斗)酒. 你能回答這個(gè)問題嗎?寫出具體的求解過程.
思路從“三遇店和花,喝完壺中酒”往回逆推,知三遇店時(shí)有酒(1÷2)斗;那么,二遇花時(shí)有酒(1÷2+1)斗,二遇店有酒[(1÷2+1)÷2]斗;于是一遇花時(shí)有酒[(1÷2+1)÷2+1]斗,一遇店時(shí)即壺中原有酒的數(shù)量,應(yīng)列式為[(1÷2+1)÷2+1]÷2=(斗). 所以酒壺中原有酒斗.
從問題出發(fā),逆向思考,實(shí)施的是正難則反的策略. 從案例3不難看出,有時(shí)通過逆推能輕松地解決問題. 這說明正難則反的策略在代數(shù)式化簡、幾何證明中均有重要的作用.
重視積累,夯實(shí)思考的基礎(chǔ)
建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào),學(xué)習(xí)過程是學(xué)生在已有經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上獲得新的經(jīng)驗(yàn). 學(xué)生原來的數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗(yàn)是思考的基礎(chǔ),是產(chǎn)生解題思路與方法的本源性經(jīng)驗(yàn),只有具有一定的知識儲備,才能構(gòu)建問題與所求結(jié)論的聯(lián)系,從而實(shí)現(xiàn)重組與優(yōu)化.
案例4已知方程組x+y=-7-a,
x-y=1+3a 的解x為非正數(shù),y為負(fù)數(shù).
(1)求a的取值范圍;
(2)化簡a-3+a+2;
(3)在a的取值范圍中,當(dāng)a為何整數(shù)時(shí),不等式2ax+x>2a+1的解為x<1?
師:如何解答此題?
生1:先解方程組,求出x,y的值,再根據(jù)x為非正數(shù),y為負(fù)數(shù),建立不等式組,通過解不等式組求得a的取值范圍.
生2:根據(jù)第(1)問求出的a的取值范圍,可以去掉第(2)問中的絕對值的符號,從而化簡代數(shù)式.
生3:因?yàn)?ax+x>2a+1可以變形為(2a+1)x>2a+1,要使不等式的解為x<1,必須滿足2a+1<0,并結(jié)合第(1)問中求出的a的取值范圍,得到a的最終取值范圍,最后取整數(shù)值.
師:從本題的解答中,你們獲得了什么解題經(jīng)驗(yàn)?
生4:求方程組中字母的取值范圍,要把問題轉(zhuǎn)化為解不等式或不等式組.
生5:在有關(guān)不等式的問題中,要求字母的整數(shù)值,需要先求出字母的取值范圍,再取取值范圍內(nèi)的整數(shù)值.
學(xué)生在解答本題時(shí),將所求問題與方程組、不等式組的相關(guān)知識進(jìn)行關(guān)聯(lián),通過解方程組、建立不等式組、解不等式組,解決了問題. 需要注意的是,在解題中,教師要引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷與積累數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗(yàn),如代數(shù)中的代入法、配方法、待定系數(shù)法、方程思想、函數(shù)思想等,幾何圖形中的圖形變換思想、手拉手模型、“一線三直角”模型、軌跡思想等.
其實(shí)“怎么做”與“怎么想”之間并不矛盾,學(xué)生既要做好“怎么做”,更要做好“怎么想”. 只有弄清了思考的來源,才能獲得解題的策略,懂得破題之道,從而從根本上消除機(jī)械模仿,逐漸由形象思維過渡到理性思維,而這也是數(shù)學(xué)教學(xué)之所求.