龔瓏
[摘? 要] 要促進學生數(shù)學思維的發(fā)展,必須讓他們由“怎么做”轉變?yōu)椤霸趺聪搿保鰪娝麄兊乃伎家庾R,并教給他們思考的方法. 文章結合教學實踐,提出相應的策略,讓學生從根本上消除機械模仿,逐漸由形象思維過渡到理性思維,進而提升數(shù)學核心素養(yǎng).
[關鍵詞] 怎么做;怎么想;追問;初中數(shù)學
學生講解試題時,僅能講出試題的解答過程,講不出是如何想的;教師往往只關注學生解答試題正確與否,而不關心他們的分析過程. 久而久之,學生的思維缺乏脈絡,解答試題一直處于模仿階段. 筆者以為,要促進學生數(shù)學思維的發(fā)展,必須讓他們由“怎么做”轉變?yōu)椤霸趺聪搿?,增強他們的思考意識,并教給他們思考的方法.
不斷追問,激起學生的思考欲望
追問是在學生回答問題的基礎上進一步提問,以使學生做進一步的思考. 當學生只講解解答過程時,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O,過點C作BD的平行線,過點D作AC的平行線,兩線交于點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:哪位同學來講一下這道題怎么做?并說明理由.
生1:對于第(1)問,因為四邊形ABCD是矩形,對角線AC與BD交于點O,所以OD=OC. 因為DP∥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,因為四邊形ABCD是矩形,所以∠ADC=90°. 因為AD=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. 因為四邊形CODP的面積=2×△ODC的面積,所以四邊形CODP的面積=24.
對于第(1)問,等學生完成試題的解答之后,教師可通過如下追問引導學生從矩形的對角線入手思考問題:判斷四邊形CODP是菱形時,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OC=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,教師可進行如下追問:在求四邊形CODP面積的過程中,最關鍵的是哪一步?為什么求出△ODC的面積是最關鍵的一步?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,學生能逐漸厘清問題的轉化過程. 只有厘清了△ODC的面積、△ADC的面積和四邊形CODP的面積之間的關系,才能知道解決問題時應先求什么、再求什么.
強化分析,讓學生掌握思考的方法
數(shù)學家喬治·波利亞強調解決數(shù)學問題分四步走:一是弄清題意;二是制訂做題計劃;三是實施計劃;四是回顧解答過程,進行檢驗. 如果學生只會做,那么解答問題就直接從第三步開始. 其實,弄清題意是最基礎的一環(huán),在這一環(huán)節(jié),學生能知道試題的已知條件是什么,由哪個條件可以推理出什么結論,將若干個條件結合起來又會產生什么新結論,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,應引領學生分析問題,并在教給他們分析問題的方法的同時,讓他們掌握思考問題的策略.
1. 想已知條件,由因導果,培養(yǎng)正向思維
從已知條件出發(fā),由因導果,這種思考問題的方法就是綜合法. 采用綜合法時,教師應引導學生讀懂試題有幾個條件,分別是哪幾個條件,并讓他們逐條列出來,一個都不能少. 接著,讓學生根據(jù)這些條件推一些結論,逐步進入問題的核心,從而培養(yǎng)學生的正向思維品質.
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,且滿足∠ACB=45°,則點C的坐標為______.
思路1如圖3所示,因為∠ACB=45°,要讓45°這一特殊銳角發(fā)揮作用,就必須構造直角三角形,所以應先構造等腰直角三角形AHC(∠HAC=90°),然后構造“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的關系,最后求出點C的坐標.
思路2如圖4所示,因為∠ACB=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C的坐標.
思路3如圖5所示,因為圖形已經有一個45°的角,所以可以再構造一個45°的角(∠CDA=45°,點D在y軸負半軸上),以產生Rt△ODC和“母子型相似”結構. 然后設OC=x,利用相似三角形的性質,結合勾股定理,通過建立方程求出x的值,從而求出點C的坐標.
學生只有講出分析過程,才能把每個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,如果從已知條件出發(fā)思維受阻,學生此時不妨執(zhí)果索因,想一想要解決的問題是什么、目標是什么、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,知三遇店時有酒(1÷2)斗;那么,二遇花時有酒(1÷2+1)斗,二遇店有酒[(1÷2+1)÷2]斗;于是一遇花時有酒[(1÷2+1)÷2+1]斗,一遇店時即壺中原有酒的數(shù)量,應列式為[(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,實施的是正難則反的策略. 從案例3不難看出,有時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,夯實思考的基礎
建構主義學習理論強調,學習過程是學生在已有經驗的基礎上獲得新的經驗. 學生原來的數(shù)學活動經驗是思考的基礎,是產生解題思路與方法的本源性經驗,只有具有一定的知識儲備,才能構建問題與所求結論的聯(lián)系,從而實現(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a為何整數(shù)時,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:因為2ax+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驗?
生4:求方程組中字母的取值范圍,要把問題轉化為解不等式或不等式組.
生5:在有關不等式的問題中,要求字母的整數(shù)值,需要先求出字母的取值范圍,再取取值范圍內的整數(shù)值.
學生在解答本題時,將所求問題與方程組、不等式組的相關知識進行關聯(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,教師要引導學生經歷與積累數(shù)學活動經驗,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“怎么做”與“怎么想”之間并不矛盾,學生既要做好“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械模仿,逐漸由形象思維過渡到理性思維,而這也是數(shù)學教學之所求.