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[摘要]实践证明,“变”能引起学生的思维欲望和最佳思维定向(抓住不变的本质),调动学生复习的主动性和积极性。变式训练是创造性思维教学的关键。设计“变式题”正是基于这一认识,一方面通过习题引导学生多角度,多方向的进行思维,尝试多种解法,另一方面,通过习题的变式迁移而达到“做一道而通一类”的目的。
[关键词]复习;多解;变式;基本图形
由于复习是知识的再现过程,学生容易产生厌学的情绪。因此,如何改进教学方法,把复习课教“好”教“活”,提高课堂的复习效率,使复习课受学生欢迎,是个值得研究的问题。北师大院曹一鸣教授这样评价一堂有价值的数学课:“一堂有价值的数学课,给予学生的影响是多元而立体的,有知识的丰富、技能的纯熟、更有方法的领悟、思想的启迪、精神的熏陶。”《数学课程标准》中就有“鼓励学生解决问题策略多样化”的提法。笔者就一道习题的多种解法与变式,在课堂实践中得来些思索,通过变式教学,使学生的思维真正能“动”起来,在所学知识中,能顺畅“飞翔”。
题目:如图(1),折叠矩形ABCD的一边AD,使点D落在BC边的点F处,AE为折痕,并且AD=10,AB=6,求EF等于多少?
一、一题多解
教材习题研究的往往只是问题的基本形式,即使把其中的有关问题“做遍了”,也只能把握问题的某个方向,因此教师要挖掘习题中蕴含的深层次的知识点,鼓励学生从多角度多方向的思考问题,尝试多种解法,这样才能使学生的思维呈辐射状展开,从而开阔视野,拓展思维,下面呈现学生的做法:
生1:利用勾股定理来求,由折叠性质可知, AEF≌ AED,AF=AD=10,DE=EF,利用勾股定理求得BF=8,从而CF=2,不妨设EF=x, CE=6-x,在Rt△CEF中,再利用勾股定理建立x2=(6-x)2+22。
生2:利用等面积来求:(1)S矩形= 2S△ADE+S△ABF+S△ECF ;(2) S直角梯形= S△CEF+ S△AEF +S△ABF。
生3:做法与生1差不多,先求得CF=2,再利用 ABF∽ FCE,从而 ,求出EF。
在课堂复习中,不要单纯的追求速度和数量,要做到复习一个问题,能解决一类问题。还要舍得花时间让学生自己动手解决问题,充分暴露他们的思维过程,同时要注意引导学生进行解题后的反思,以问题串的形式慢慢的启发学生思考:(1)这个问题与以往做过的哪些问题有联系?(2)共同的本质是什么?(本质就是利用方程的思想建立等量关系,从而求得线段长。)(3)怎样建立方程呢?(寻求等量关系)(4)在几何图中如何找等量关系?(5)从这道题的解法中能否得到启示?
与学生一起总结出求线段长的“四个法宝”:(1)勾股定理;(2)相似三角形对应边成比例;(3)等面积法;(4)解直角三角形的边角关系。
纵观历年中考的综合题,离不开求线段长,若能把这“四个法宝”掌握得炉火纯青,则运用起来就得心应手,有的放矢,能起到“事半功倍”的奇效。
总之,鼓励学生找到多种方法求线段长,深入领会方程的思想,感受数学活动充满探索性和创造性,使学生获得积极的情感体验,对知识形成正向迁移,使课堂变成了学生探索互助的乐园,师生展现个性的舞台。
二、一题多变
复习课中如果能对教材中的例题、习题加以变式,即保持问题的本质不变,以便从不同的角度、不同的方向说明问题的本质,营造宽松开放的学习氛围,从而有效的
提高教学效率。笔者还是以上一例的变式来说明。
变式1:如图(2),在正方形ABCD中,点F是BC上的一点,并且AF⊥FP,P为FP与CD的交点。求证: ABF∽ FCP。
变式2:如图(2),在正方形ABCD中,点F是BC上的一点, ABF∽ FCP。求证:AF⊥FP。
变式3:如图(2),在正方形ABCD中,点F是BC的中点,且CP=1/2CF。求证: (1) ABF∽ FCP;(2)∠AFP等于多少?
变式4:如图(2),在正方形ABCD中, F、P分别在BC、CD上,如果AP=5,PF=3,AF=4,则正方形ABCD的面积等于多少?
生1的错误解法:学生已有前面的经验,以为把△ADP折叠到△AFP,从而得到AD=4,面积等于16。
生2:不对,如果AD=AF=4,又因为AB=AD,则AF=AB=4,这是不可能的,斜边不可能等于直角边。因此生1这种解法是错误的。
教师引导学生反思:(1)从上面的四种变式中会不会得到一些启发?(2)∠AFP=90°与∠ABF、∠PCF之间有什么联系?(3)最本质的问题是什么?(∠BFC是平角,三角形内角和等于180°)
提炼基本图形,∠B=∠AFP=∠C= 。
注意:(1)B、F、C三点共线;(2)当AF=PF时,△ABF≌△FCP;(3)当AF≠PF时,△ABF∽△FCP。
对课本例题、习题进行分析讲解和联想探究的过程中,蕴藏着巨大的命题效益,许多中考试题都是由课本的一些习题拓展而得到的,如上面的基本图形I,在中考命题中常被采用。同时,这些题目又高于课本,这种与命题人零距离接触的活动,不仅可以提高我们从点到面,举一反三,触类旁通的能力,而且让学生在思考上产生质的变化。这就要求学生在复杂图形中能熟练地分解出基本图形。若未能发现基本图形,要懂得构造。
变式5:(2008·常州)已知:如图3,在矩形ABCD中,E、F分别是边BC、AB上的点,且EF=ED,EF⊥ED.求证:AE平分∠BAD。
多了一条AE线段干扰,若未说明这个基本图形I,学生会感到茫然,但一旦借助模型进行思考时,由于免除其它附加条件的干扰,从“点到点”的思维模式提升到“块到块”的思维模式,若学生能马上识别出∠B=∠EFD=∠C=90°, 且FE=ED,则△FBE≌△ECD,得到CD=BE=BA,问题就迎刃而解了。若能这样想,不但思维过程简洁流畅,而且解题突破快。
变式6:(09宁德中考试题)如图(3),已知正方形ABCD在直线MN的上方,BC在直线MN上,E是BC上一点,以AE为边在直线MN的上方作正方形AEFG。
(1)连接GD,求证:⊿ADG≌⊿ABE;(4分)
(2)连接FC,观察并猜测∠FCN的度数,并说明理由;(4分)
(3)如图(4),将图(3)中正方形ABCD改为矩形ABCD,AB=a,BC=b(a、b为常数),E是线段BC上一动点(不含端点B、C),以AE为边在直线MN的上方作矩形AEFG,使顶点G恰好落在射线CD上。判断当点E由B向C运动时,∠FCN的大小是否总保持不变,若∠FCN的大小不变,请用含a、b的代数式表示tan∠FCN的值;若∠FCN的大小发生改变,请举例说明。(5分)
变式6是以“正方形”、“矩形”为背景,在“动”中开阔学生的视野,拓展学生的思维空间,但要在“静”中寻找突破口,懂得在复杂图形背景中,识别基本图形,如果没有基本图形,要懂得构造。(如在变式6第(2)问中,如下图(4),过F作FH⊥MN,若能识别出 ∠ABE=∠AEF=∠EHF=90°,且AE=EF,则△ABE≌△EHF。就找到问题的突破口了。在第(3)问中,还是同样的添辅助线,由∠EBA=∠AEF=∠EHF=90o, 则△EFH∽△AEB, 再由△EFH≌△AGD,问题就迎刃而解了。) 从而就找到解决问题的途径,学生能快速解答出中考试题,获得成就感与自豪感,便会沉浸在探索数学的乐趣中。
在基本图形(Ⅰ)中,进一步引发学生思考,把基本图形类比,推广到更一般的情形。
如基本图形(Ⅱ),∠1=∠2=∠3≠90°,(1)当AP=PE时,△ABP≌△PCE吗?(2)当AP≠PE时,△ABP∽△PCE吗?
在类比的过程中,使学生学会思考,培养探究能力,克服思维定势,搞高应变能力。
例题:北师大数学教材七年下册168页习题:△EFG的三边相等,三个内角也相等,且EH=FI=GJ,△EHJ,△FIH,△GJI全等吗?△HIJ的三边相等吗?
变式1:如图(6),△EFG,△HIJ都是正三角形,且H、I、J分别在EF、FG、GE上,△EHJ、△FIH与△GJI全等吗?
变式2:(2008年福州中考卷)如图(7),已知△ABC是边长为6cm的等边三角形,动点P、Q同时从A、B两点出发,分别沿AB、BC匀速运动,其中点P运动的速度是1cm/s,点Q运动的速度是2cm/s,当点Q到达点C时,P、Q两点都停止运动,设运动时间为t(s),解答下列问题:(1)当t=2时,判断△BPQ的形状,并说明理由;(2)设△BPQ的面积为S(cm2),求S与t的函数关系式;(3)作QR//BA交AC于点R,连结PR,当t为何值时,△APR∽△PRQ?
分析:在第(3)问中,要使得△APR∽△PRQ,则需要有∠A=∠QPR=60o当∠QPR=60o时,有∠A=∠B=∠QPR=60o,可得基本图形(Ⅱ),从而△BQP∽△APR,剩下的问题就自然解决了。
通过这一系列如川剧中的“变脸”式的变式训练,适当的提炼一些基本图形,有意识、有目的的引导学生从“变”的现象中寻找“不变的本质”,并用基本图形解决问题,将中考综合题分解、转化,有利于增强学生的整体意识,使他们能在较短的时间内抓住问题的本质,使原本复杂的问题简单化,大大缩短了思考时间,达到举一反三,触类旁通的目的。这一切都需要教师在教学过程中的基本题、基本图形不断的挖掘,总结提炼,有意识的对学生进行训练,从而提高学生的数学素养和创造性的解决问题的能力。
综上所述,教材中的许多例题和习题都反映了相关数学理论的本质属性,蕴含着重要数学思想和思维方法。具有典型的范例作用,极具 “开采”价值。这就要求教师应确立教材的“二次开发”的意识,不断挖掘教材中例题、习题的内在“潜能”。并以此来调整教学行为,从一个单纯的教材“执行者”转变为课程资源的“开发者”,这样,课堂必将成为孕育发展性人才的沃土,这样的复习课,才能让学生真正的喜欢。有了这些提炼的基本图形,犹如给学生插上了“思维的翅膀”,让他们在所学的知识中游刃有余,顺畅“飞翔”。
[参考文献]
[1]李印.一类源于课本习题的拓展题导析【J】.中国数学教育,2008,(9):37-38.
[2]邵潇野.例谈几何习题教学的变式策略【J】.中国数学教育,2009,(6):30-33.
[3]何超英.浅谈教材例、习题资源的使用策略【J】.中国数学教育,2009,(9)17-18.
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
[关键词]复习;多解;变式;基本图形
由于复习是知识的再现过程,学生容易产生厌学的情绪。因此,如何改进教学方法,把复习课教“好”教“活”,提高课堂的复习效率,使复习课受学生欢迎,是个值得研究的问题。北师大院曹一鸣教授这样评价一堂有价值的数学课:“一堂有价值的数学课,给予学生的影响是多元而立体的,有知识的丰富、技能的纯熟、更有方法的领悟、思想的启迪、精神的熏陶。”《数学课程标准》中就有“鼓励学生解决问题策略多样化”的提法。笔者就一道习题的多种解法与变式,在课堂实践中得来些思索,通过变式教学,使学生的思维真正能“动”起来,在所学知识中,能顺畅“飞翔”。
题目:如图(1),折叠矩形ABCD的一边AD,使点D落在BC边的点F处,AE为折痕,并且AD=10,AB=6,求EF等于多少?
一、一题多解
教材习题研究的往往只是问题的基本形式,即使把其中的有关问题“做遍了”,也只能把握问题的某个方向,因此教师要挖掘习题中蕴含的深层次的知识点,鼓励学生从多角度多方向的思考问题,尝试多种解法,这样才能使学生的思维呈辐射状展开,从而开阔视野,拓展思维,下面呈现学生的做法:
生1:利用勾股定理来求,由折叠性质可知, AEF≌ AED,AF=AD=10,DE=EF,利用勾股定理求得BF=8,从而CF=2,不妨设EF=x, CE=6-x,在Rt△CEF中,再利用勾股定理建立x2=(6-x)2+22。
生2:利用等面积来求:(1)S矩形= 2S△ADE+S△ABF+S△ECF ;(2) S直角梯形= S△CEF+ S△AEF +S△ABF。
生3:做法与生1差不多,先求得CF=2,再利用 ABF∽ FCE,从而 ,求出EF。
在课堂复习中,不要单纯的追求速度和数量,要做到复习一个问题,能解决一类问题。还要舍得花时间让学生自己动手解决问题,充分暴露他们的思维过程,同时要注意引导学生进行解题后的反思,以问题串的形式慢慢的启发学生思考:(1)这个问题与以往做过的哪些问题有联系?(2)共同的本质是什么?(本质就是利用方程的思想建立等量关系,从而求得线段长。)(3)怎样建立方程呢?(寻求等量关系)(4)在几何图中如何找等量关系?(5)从这道题的解法中能否得到启示?
与学生一起总结出求线段长的“四个法宝”:(1)勾股定理;(2)相似三角形对应边成比例;(3)等面积法;(4)解直角三角形的边角关系。
纵观历年中考的综合题,离不开求线段长,若能把这“四个法宝”掌握得炉火纯青,则运用起来就得心应手,有的放矢,能起到“事半功倍”的奇效。
总之,鼓励学生找到多种方法求线段长,深入领会方程的思想,感受数学活动充满探索性和创造性,使学生获得积极的情感体验,对知识形成正向迁移,使课堂变成了学生探索互助的乐园,师生展现个性的舞台。
二、一题多变
复习课中如果能对教材中的例题、习题加以变式,即保持问题的本质不变,以便从不同的角度、不同的方向说明问题的本质,营造宽松开放的学习氛围,从而有效的
提高教学效率。笔者还是以上一例的变式来说明。
变式1:如图(2),在正方形ABCD中,点F是BC上的一点,并且AF⊥FP,P为FP与CD的交点。求证: ABF∽ FCP。
变式2:如图(2),在正方形ABCD中,点F是BC上的一点, ABF∽ FCP。求证:AF⊥FP。
变式3:如图(2),在正方形ABCD中,点F是BC的中点,且CP=1/2CF。求证: (1) ABF∽ FCP;(2)∠AFP等于多少?
变式4:如图(2),在正方形ABCD中, F、P分别在BC、CD上,如果AP=5,PF=3,AF=4,则正方形ABCD的面积等于多少?
生1的错误解法:学生已有前面的经验,以为把△ADP折叠到△AFP,从而得到AD=4,面积等于16。
生2:不对,如果AD=AF=4,又因为AB=AD,则AF=AB=4,这是不可能的,斜边不可能等于直角边。因此生1这种解法是错误的。
教师引导学生反思:(1)从上面的四种变式中会不会得到一些启发?(2)∠AFP=90°与∠ABF、∠PCF之间有什么联系?(3)最本质的问题是什么?(∠BFC是平角,三角形内角和等于180°)
提炼基本图形,∠B=∠AFP=∠C= 。
注意:(1)B、F、C三点共线;(2)当AF=PF时,△ABF≌△FCP;(3)当AF≠PF时,△ABF∽△FCP。
对课本例题、习题进行分析讲解和联想探究的过程中,蕴藏着巨大的命题效益,许多中考试题都是由课本的一些习题拓展而得到的,如上面的基本图形I,在中考命题中常被采用。同时,这些题目又高于课本,这种与命题人零距离接触的活动,不仅可以提高我们从点到面,举一反三,触类旁通的能力,而且让学生在思考上产生质的变化。这就要求学生在复杂图形中能熟练地分解出基本图形。若未能发现基本图形,要懂得构造。
变式5:(2008·常州)已知:如图3,在矩形ABCD中,E、F分别是边BC、AB上的点,且EF=ED,EF⊥ED.求证:AE平分∠BAD。
多了一条AE线段干扰,若未说明这个基本图形I,学生会感到茫然,但一旦借助模型进行思考时,由于免除其它附加条件的干扰,从“点到点”的思维模式提升到“块到块”的思维模式,若学生能马上识别出∠B=∠EFD=∠C=90°, 且FE=ED,则△FBE≌△ECD,得到CD=BE=BA,问题就迎刃而解了。若能这样想,不但思维过程简洁流畅,而且解题突破快。
变式6:(09宁德中考试题)如图(3),已知正方形ABCD在直线MN的上方,BC在直线MN上,E是BC上一点,以AE为边在直线MN的上方作正方形AEFG。
(1)连接GD,求证:⊿ADG≌⊿ABE;(4分)
(2)连接FC,观察并猜测∠FCN的度数,并说明理由;(4分)
(3)如图(4),将图(3)中正方形ABCD改为矩形ABCD,AB=a,BC=b(a、b为常数),E是线段BC上一动点(不含端点B、C),以AE为边在直线MN的上方作矩形AEFG,使顶点G恰好落在射线CD上。判断当点E由B向C运动时,∠FCN的大小是否总保持不变,若∠FCN的大小不变,请用含a、b的代数式表示tan∠FCN的值;若∠FCN的大小发生改变,请举例说明。(5分)
变式6是以“正方形”、“矩形”为背景,在“动”中开阔学生的视野,拓展学生的思维空间,但要在“静”中寻找突破口,懂得在复杂图形背景中,识别基本图形,如果没有基本图形,要懂得构造。(如在变式6第(2)问中,如下图(4),过F作FH⊥MN,若能识别出 ∠ABE=∠AEF=∠EHF=90°,且AE=EF,则△ABE≌△EHF。就找到问题的突破口了。在第(3)问中,还是同样的添辅助线,由∠EBA=∠AEF=∠EHF=90o, 则△EFH∽△AEB, 再由△EFH≌△AGD,问题就迎刃而解了。) 从而就找到解决问题的途径,学生能快速解答出中考试题,获得成就感与自豪感,便会沉浸在探索数学的乐趣中。
在基本图形(Ⅰ)中,进一步引发学生思考,把基本图形类比,推广到更一般的情形。
如基本图形(Ⅱ),∠1=∠2=∠3≠90°,(1)当AP=PE时,△ABP≌△PCE吗?(2)当AP≠PE时,△ABP∽△PCE吗?
在类比的过程中,使学生学会思考,培养探究能力,克服思维定势,搞高应变能力。
例题:北师大数学教材七年下册168页习题:△EFG的三边相等,三个内角也相等,且EH=FI=GJ,△EHJ,△FIH,△GJI全等吗?△HIJ的三边相等吗?
变式1:如图(6),△EFG,△HIJ都是正三角形,且H、I、J分别在EF、FG、GE上,△EHJ、△FIH与△GJI全等吗?
变式2:(2008年福州中考卷)如图(7),已知△ABC是边长为6cm的等边三角形,动点P、Q同时从A、B两点出发,分别沿AB、BC匀速运动,其中点P运动的速度是1cm/s,点Q运动的速度是2cm/s,当点Q到达点C时,P、Q两点都停止运动,设运动时间为t(s),解答下列问题:(1)当t=2时,判断△BPQ的形状,并说明理由;(2)设△BPQ的面积为S(cm2),求S与t的函数关系式;(3)作QR//BA交AC于点R,连结PR,当t为何值时,△APR∽△PRQ?
分析:在第(3)问中,要使得△APR∽△PRQ,则需要有∠A=∠QPR=60o当∠QPR=60o时,有∠A=∠B=∠QPR=60o,可得基本图形(Ⅱ),从而△BQP∽△APR,剩下的问题就自然解决了。
通过这一系列如川剧中的“变脸”式的变式训练,适当的提炼一些基本图形,有意识、有目的的引导学生从“变”的现象中寻找“不变的本质”,并用基本图形解决问题,将中考综合题分解、转化,有利于增强学生的整体意识,使他们能在较短的时间内抓住问题的本质,使原本复杂的问题简单化,大大缩短了思考时间,达到举一反三,触类旁通的目的。这一切都需要教师在教学过程中的基本题、基本图形不断的挖掘,总结提炼,有意识的对学生进行训练,从而提高学生的数学素养和创造性的解决问题的能力。
综上所述,教材中的许多例题和习题都反映了相关数学理论的本质属性,蕴含着重要数学思想和思维方法。具有典型的范例作用,极具 “开采”价值。这就要求教师应确立教材的“二次开发”的意识,不断挖掘教材中例题、习题的内在“潜能”。并以此来调整教学行为,从一个单纯的教材“执行者”转变为课程资源的“开发者”,这样,课堂必将成为孕育发展性人才的沃土,这样的复习课,才能让学生真正的喜欢。有了这些提炼的基本图形,犹如给学生插上了“思维的翅膀”,让他们在所学的知识中游刃有余,顺畅“飞翔”。
[参考文献]
[1]李印.一类源于课本习题的拓展题导析【J】.中国数学教育,2008,(9):37-38.
[2]邵潇野.例谈几何习题教学的变式策略【J】.中国数学教育,2009,(6):30-33.
[3]何超英.浅谈教材例、习题资源的使用策略【J】.中国数学教育,2009,(9)17-18.
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文