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摘 要:数学思想被称为数学的灵魂。本文通过例题对平行四边形的判定进行教学探究,使学生进一步体会数学的逆向思维思想和化归思想,掌握动手实验法和逻辑推理证明法两种探究方法,进一步培养和提升其逻辑推理能力和表达能力。
关键词:平行四边形;数学思想;能力培养;探究方法
—、体会两个思想:逆向思维思想和化归思想
第一,逆向思维思想学生在之前的学习中已经体会过了,比如平行线的性质与判定等很多互逆命题与互逆定理。现在我们把平行四边形其中的两个性质摆出来:(1)平行四边形的两组对边分别平行且相等。(2)平行四边形的对角线互相平分。
大家发挥一下逆向思维把命题的题设与结论对调一下可得:(1)两组对边分别平行的四边形是平行四边形。(这是定义)(2)一组对边平行且相等的四边形是平行四边形。(3)两组对边分别相等的的四边形是平行四边形。
我们将探究以上命题是否都是真命题。
之前学习直角三角形我们就知道勾股定理,后来也证明了具有勾股定理性质的三角形一定是直角三角形。那么具有以上性质的四边形也是平行四边形吗?这引起了我们的探究欲望。预习过课程的学生就知道(3)就是“判定一”,(2)就是“判定二”。(“判定三”这里不讲)
第二,至于化归思想在这里就是化复杂为简单,化陌生为熟悉(这里指平行四边形问题转化为三角形问题,三角形是最基本的图形),这样解决问题就更简单了。在下面几个命题的论证过程中大家将会有所体会。
二、把握两种探究方法:动手实验操作法和逻辑推理证明法
让学生自己动手画一画,通过直观明了的图形,在感官上确认命题的真伪。借助无懈可击的逻辑推理,使得学生从根源上明白判定定理。下面举例说明“判定一”的探究。
试一试:如图,用尺规作一个两组对边分别相等的四边形(AB=CD,AD=BC)。全班学生都觉得自己画出来的都是平行四边形,在下意识里都把它当做平行四边形了。我再问同学们:“你们能否画出一个有两组对边分别相等的不是平行四边形的四边形。”最后大家都没有画出来,所以大家画的应该是平行四边形。这里说的“应该是”还是停留在猜测阶段。其实“动手实验操作法”在后续“矩形、菱形与正方形”等的学习中表现得淋漓尽致。
以逻辑推理证明(“判定一”为例)。
如图,在四边形ABCD中AB=CD,BC=DA,求证:四边形ABCD是平行四边形。
证明:连接AC,在△ABC和△ADC中,
∵AB=CD,CB=DA,AC=CA
∴△ABC≌△ADC
∴∠1=∠2,∠3=∠4
∴AB∥CD,BC∥DA
∴四边形ABCD是平行四边形(定义)。
这里平行四边形分割成两个三角形,体现了化繁为简的化归思想,逐步向定义靠拢也是化归思想的体现。
三、论证命题过程中培养两种能力:逻辑推理能力和表达能力
关于逻辑推理仍然以“判定一”的证明来讲,思路应该是:平行四边形(需要两组对边分别平行)→内错角相等(需连接AC才产生内错角)→三角形全等→对边相等(这是结论向已知靠拢,叫做“顺瓜摸藤”,也就是逆向思维)。在表达上应该顺序相反:连接AC→三角形全等→内错角相等→对边平行→两组对边分别平行是平行四边形,会连接AC是关键(这是由已知AB=CD,BC=AD向结论靠拢,这叫“顺藤摸瓜”),转化为三角形问题。
比如,三角形全等就必须有三个条件,缺一不可。不能只从图形上看好像AD∥BC,就下结论AD∥BC。应该先论证∠3=∠4,内错角相等,两直线才平行。
为了说明思路是关键,表达很重要,下面举例证明“判定
二”。(如图,已知AD∥BC)思路1:用“判定一”。AD∥BC→∠3=∠4+(已知AD=BC,AC=CA)→ △ABC≌△ADC→AB=CD+(已知AD=BC) →ABCD是平行四边形。
思路2:用“定义”由△ABC≌△ADC→∠1=∠2→AB∥CD+(已知AD∥BC)→四边形ABCD是平行四边形。两种做法思路已经非常明了,让学生写出证明过程,教师再对表达情况做点评。
对于证题过程的表达,上面“判定一”的证明过程就是很好的例子。
总之,逆向思维思想可以引领我们由旧知识联系到新知识,这在以后探究新知识经常会用到,学生应细心体会。而化归思想可以引导我们用旧知识解决新问题,要熟悉、会用、善用。解题的关键是找到突破点,使问题得到圆满解答。
关键词:平行四边形;数学思想;能力培养;探究方法
—、体会两个思想:逆向思维思想和化归思想
第一,逆向思维思想学生在之前的学习中已经体会过了,比如平行线的性质与判定等很多互逆命题与互逆定理。现在我们把平行四边形其中的两个性质摆出来:(1)平行四边形的两组对边分别平行且相等。(2)平行四边形的对角线互相平分。
大家发挥一下逆向思维把命题的题设与结论对调一下可得:(1)两组对边分别平行的四边形是平行四边形。(这是定义)(2)一组对边平行且相等的四边形是平行四边形。(3)两组对边分别相等的的四边形是平行四边形。
我们将探究以上命题是否都是真命题。
之前学习直角三角形我们就知道勾股定理,后来也证明了具有勾股定理性质的三角形一定是直角三角形。那么具有以上性质的四边形也是平行四边形吗?这引起了我们的探究欲望。预习过课程的学生就知道(3)就是“判定一”,(2)就是“判定二”。(“判定三”这里不讲)
第二,至于化归思想在这里就是化复杂为简单,化陌生为熟悉(这里指平行四边形问题转化为三角形问题,三角形是最基本的图形),这样解决问题就更简单了。在下面几个命题的论证过程中大家将会有所体会。
二、把握两种探究方法:动手实验操作法和逻辑推理证明法
让学生自己动手画一画,通过直观明了的图形,在感官上确认命题的真伪。借助无懈可击的逻辑推理,使得学生从根源上明白判定定理。下面举例说明“判定一”的探究。
试一试:如图,用尺规作一个两组对边分别相等的四边形(AB=CD,AD=BC)。全班学生都觉得自己画出来的都是平行四边形,在下意识里都把它当做平行四边形了。我再问同学们:“你们能否画出一个有两组对边分别相等的不是平行四边形的四边形。”最后大家都没有画出来,所以大家画的应该是平行四边形。这里说的“应该是”还是停留在猜测阶段。其实“动手实验操作法”在后续“矩形、菱形与正方形”等的学习中表现得淋漓尽致。
以逻辑推理证明(“判定一”为例)。
如图,在四边形ABCD中AB=CD,BC=DA,求证:四边形ABCD是平行四边形。
证明:连接AC,在△ABC和△ADC中,
∵AB=CD,CB=DA,AC=CA
∴△ABC≌△ADC
∴∠1=∠2,∠3=∠4
∴AB∥CD,BC∥DA
∴四边形ABCD是平行四边形(定义)。
这里平行四边形分割成两个三角形,体现了化繁为简的化归思想,逐步向定义靠拢也是化归思想的体现。
三、论证命题过程中培养两种能力:逻辑推理能力和表达能力
关于逻辑推理仍然以“判定一”的证明来讲,思路应该是:平行四边形(需要两组对边分别平行)→内错角相等(需连接AC才产生内错角)→三角形全等→对边相等(这是结论向已知靠拢,叫做“顺瓜摸藤”,也就是逆向思维)。在表达上应该顺序相反:连接AC→三角形全等→内错角相等→对边平行→两组对边分别平行是平行四边形,会连接AC是关键(这是由已知AB=CD,BC=AD向结论靠拢,这叫“顺藤摸瓜”),转化为三角形问题。
比如,三角形全等就必须有三个条件,缺一不可。不能只从图形上看好像AD∥BC,就下结论AD∥BC。应该先论证∠3=∠4,内错角相等,两直线才平行。
为了说明思路是关键,表达很重要,下面举例证明“判定
二”。(如图,已知AD∥BC)思路1:用“判定一”。AD∥BC→∠3=∠4+(已知AD=BC,AC=CA)→ △ABC≌△ADC→AB=CD+(已知AD=BC) →ABCD是平行四边形。
思路2:用“定义”由△ABC≌△ADC→∠1=∠2→AB∥CD+(已知AD∥BC)→四边形ABCD是平行四边形。两种做法思路已经非常明了,让学生写出证明过程,教师再对表达情况做点评。
对于证题过程的表达,上面“判定一”的证明过程就是很好的例子。
总之,逆向思维思想可以引领我们由旧知识联系到新知识,这在以后探究新知识经常会用到,学生应细心体会。而化归思想可以引导我们用旧知识解决新问题,要熟悉、会用、善用。解题的关键是找到突破点,使问题得到圆满解答。