江苏省无锡市港下中学 (邮编:214199)
在进行初中数学中考专题复习阶段,经常听到或看到这样的解法依据:
依据1 平面内“若直线L1⊥L2垂直,则斜率k1k2=-1(斜率存在的话)”;
依据3 平面内点P(x0,y0)到已知直线L:Ax+By+C=0的距离为
显然,这是高中课程的内容,面对上述“咄咄逼人”的数学法则和依据,初中数学教师有时显得很难把握教学的度,比较困惑,现摘几例,以飨读者.
例1 已知,矩形ABCO两边与坐标轴重合,且B(1,2),现将△ABC沿AC翻折,B的对称点为B′,则B′坐标为_________;
这是一道常见的中考复习题,学生常常觉得吃不消,教师感觉教学效果不理想,且往往找不到好的办法,引导学生功克难关.相关解法摘录如下:
解法一
步骤1 先用待定系数法求出直线AC的解析式为LAC:y=-2x+2;
上述解法思路清晰,有高中解法的痕迹,但必须对初中学生补充两点
①平面内“若直线L1⊥L2垂直,则斜率k1k2=-1(斜率存在)”;②中点坐标公式;
解法二
反思1 解法一忽略了初中数学求点坐标的基本方法,绕开了初中数学中的相似三角形和勾股定理这一主要运算工具.其中步骤1已涉及到高中解析几何内容,即k1k2=-1⟺L1⊥L2.初中数学课程中没有这样高的要求,是否拔高了?
反思2 解法二中求点的坐标是初中数学中考中的常见题型,通常做法是作垂线,法二中步骤1体现了这一基本理念.求点坐标最终转化为求线段长度,这是初中数学数形结合的重要体现.步骤1中构造相似三角形,步骤2中利用勾股定理就是集中体现.相似三角形和勾股定理是初中数学求线段长的主要手段,学生对此也十分熟悉.最后通过平移解决问题.涉及到初中数学常见的基本图形——“K”字形图;涉及到初中数学的核心运算工具——相似和勾股定理,涉及到求坐标的一般数学思想——数形结合思想.解法二是否具有普适性?能否体现这一类问题的基本解题思路和解题规律?现举例说明.
图3 图4
例2 已知,直线L:y=kx+c(k≠0),求点A(a,b)关于直线L的对称点A′坐标.
解法回放如图A′和A关于直线L对称(如图3)
步骤2 由对称性知,CA=CA′,
当k<0时,有类似的做法(如图4).
解后反思1 在上述解题过程中,构造Rt△A′AD与Rt△OEF相似是常用做法;在Rt△A′DC中利用勾股定理是初中学生的必然选择,结合轴对称性(CA=CA′),从而求出AD和A′D长,最终利用平移规律解决问题.
解后反思2 在上述解法中,有几点是学生必须掌握的技能,
(1)求点的坐标常常作垂线,
(2)构造Rt△找相似(往往用与已知直线与坐标轴围成的Rt△)
(3)利用勾股定理求线段长;
(4)利用平移求点坐标;
这些都涉及到初中数学的核心数学思想和方法,如数形结合思想,平移变换规律等.是学生能掌握且必须掌握的基本技能和思想方法.例1解法一不适合学生的胃口,可以避开.
例3 如图A(1,5),B(-2,-1),C(5,3)试说明△ABC为直角三角形.
图5 图6
解法一预先给出平面内两点距离公式(或学生已经知道公式),
步骤1 由距离公式,
步骤2AB2+AC2=BC2,利用勾股定理逆定理,∠BAC=90°.
解法二
步骤1 构造直角△(如图6),产生“K”字形.
步骤3 得∠DBA=∠EAC,又∠DBA+∠DAB=90°,故∠BAC=90°.
解后反思1 解法一运用两点距离公式,实质也是运用勾股定理,学生解题的重心就是运算,很少关注图形本身,重“数”轻“形”.但解题思路十分清楚,效果不错,学生运用定理也不觉得陌生.不可否认,这里补充该距离公式有一定的合理性和现实意义.
解后反思2 解法二就是初中数学的基本解法,既有运算也有图形识别,用到几何知识,数形兼顾,适合学生“胃口”,也符合课程标准精神,是初中数学中考方向.从解题效果看法一和法二均可,但从学生教学要求和培养学生能力来看,似乎法二更恰当些.
A.-2或4 B.2或-4
C.4或-6 D.-4或6
解法一
图7
解法二
解后反思解法一显然用了高中解析几何中点到直线距离公式,绕开了相似工具,重“数”轻“形”,甚至可以不画草图轻松求得两解.作为选择题,既快捷又正确,非常划算.可能已经出乎命题者的意料,无法考查初中学生的数学解题能力,对没有学习到“点到直线距离公式”的学生来说,似乎不太公平.
解法二就很好地考查了学生的基本解题能力,构造相似△,考查了点到直线的距离概念,考查了分类思想,画图能力等等,但费时,易错.由于中考数学试题具有指挥棒的作用,一线教师到底该不该补充这一公式?值得深思!
初中课程标准要求学生的形象思维与抽象思维并重,注重培养学生数形结合思想.相似与勾股定理是初中学生解决问题的重要工具.片段一中,解法二构造了直角三角形和相似三角形,用到了对称性质,完全符合中考考查要求,涉及到的基本知识和技能符合初中数学课程标准的精神.而解法一,则违背了初中课程标准的精神,超出了初中数学的基本要求.
初中学生的抽象思维能力尚不发达.数和形相结合呈现数学知识,最合适现阶段的学生.片段一中,解法二更适合初中学生现有的认知水平,学生对勾股定理和相似三角形十分熟悉,初中阶段有思维力度的题目主要围绕他们展开,如用高中知识解决,那么初中数学知识则完全被“架空”,也超出了学生的学习能力.片段三解法一用到点到直线距离公式,已超出了学生的认识水平,是应试教育的“不健康产物”.数学知识的掌握是“螺旋式”上升的,要循序渐进,逐步提升.
初高中数学知识并不矛盾,科学对待初中数学解题的局限性,合理处理初高中教学的冲突.片段二解法一学生普遍能接受,两点间距离公式虽是高中内容,但它是勾股定理的延伸,加以补充,便于学生计算长度,有一定现实意义.