以寻找思路为核心:教学生“学解题”
——从习题教学案例说起

2019-05-28 09:22江苏省苏州市吴江区松陵第一中学蒋骏哲
中学数学杂志 2019年8期
关键词:平分线念头直角三角形

☉江苏省苏州市吴江区松陵第一中学 蒋骏哲

一、写在前面

近读南京师范大学涂荣豹教授新著《数学教学设计原理的构建——教学生学会思考》,涂教授关于数学解题教学的原理有如下论述:数学解题教学的任务,实际上是要教学生“学解题”,而现实中的解题教学大多是“叫”学生“解题”,或者是给学生“讲”解题,并没有把解题教学落到教学生“学解题”上.其实学生的主要任务并不是解题,而是“学解题”.笔者深有同感,本文结合近期解题教学课堂上习题教学的案例,阐释自己的一些实践与思考.

二、习题教学案例

案例1:促进学生积累基本图形及性质.

例1如图1,在直角三角形ABC中,∠ACB=90°,CD⊥AB,垂足为D,BF平分∠CBA,交CD于点E,交AC于点F.若BC=3,AC=4,求CE的长.

图1

图2

教学记录:经过5分钟的独立思考后,多数学生只能求出AB=5,CD=2.4,后续没有获得进展.为了启发学生思考,我们不急于告知答案,也没有安排个别已获得答案的学生上台展示,而是给出以下几点思路启发:

念头1:该图形中有一个等腰三角形,先找出来并证明;

念头2:角平分线BF会启发哪条重要辅助线?

念头3:构造辅助线后,是否得到一个新的直角三角形?该直角三角形的三条边能否用一个未知数x表示不同边长,进而根据勾股定理列出方程求解呢?

很多学生经过这三个念头的启发,很快就发现等腰三角形CEF,于是待求的CE转化为CF,进一步在图2中作出FH⊥AB,从而将目光聚焦到直角三角形AFH中,利用勾股定理获得一个方程,实现问题求解.

解后回顾与反思:解答之后,提醒学生以后遇到类似的看似没有思路的几何题,要学会自己向自己提这样的方向性念头.另外,要求最初没有顺利解出的学生整理记录,并分解两个基本图形进行整理:

基本图形1:直角三角形中锐角平分线+斜边上的高,一定会出现等腰三角形;

基本图形2:角平分线的“比例”性质,如图1中,CF∶AF=BC∶AB.

教学随感:提示思路、促进解题者自己发现思路并贯通解题过程,而不是告知答案.前者是专业教师的“善于提问”“善于引导”的基本功,后者只是针对这一道习题的解法展示.此外,解题能力强的学生往往是积累、收集、记忆、储存这类基本图形及性质多的学生.所以,优秀解题者遇到这种基本图形出现时,就条件反射地有了方向或思路.

案例2:翻折问题的多角度思考.

例2如图3,将正方形纸片ABCD沿MN折叠,使点D落在边AB上,对应点为D′,点C落在C′处. 若AB=6,AD′=2,求折痕MN的长.

教学记录:这是八年级的一道练习题,八年级学生学过勾股定理、平行四边形的有关知识.学生经过5分钟独立思考后,没有获得最终解答.部分学生的进展是求出了AM、DM的长.我们通过对话追问了不少优秀学生的障碍,他们都把目光投向了右侧一些直角三角形中,但是苦于缺少条件,无法进展下去.为了帮助学生寻找思路,我们提供如下的启发性念头:

念头1:在你们思考的基础上,如果有八年级相似三角形的知识,也能够顺利继续前行……目前此路难通;

念头2:可另辟方向,如考虑翻折对称,连接DD′,能不能求出它的长度?

念头3:容易想到线段DD′与MN的位置关系吗?它们之间有怎样的数量关系呢?如能攻克,则大功告成!

图3

学生在上述思考的启发下继续思考,不到3分钟,就有好几名学生贯通了思路,笔者请他们上台讲解思路,待一名学生讲解之后,有一半以上的学生都想通了思路.

案例3:双角平分线与平行线综合问题.

例3如图4,AM//CN,点B为平面内一点,AB⊥BC于点B,过点B作BD⊥AM于点D,E、F在DM上,连接BE、BF、CF.若BF平分∠DBC、BE平分∠ABD,∠FCB+∠NCF=180°,∠BFC=3∠DBE,求∠EBC的度数.

教学记录:学生经过5分钟的独立思考,基本没有进展.通过对话追问几个优秀学生,他们都觉得条件太多,感觉无从下手,只解读出几个看似不太有用的结论.于是,为了促进学生学会思考,我们提供如下念头:

念头1:求∠EBC的关键是求哪个角?能否设这个角为α,便于后续推理演算?

念头2:把目光投向顶点B处的一些角,这里双角平分线BE、BF的夹角是多少度?结合以前积累的一些基本图形及解题经验,能否直接看出它的角度?

念头3:用含α的式子分别表示∠ABD、∠BCN、∠FCB、∠BFC、∠FBC的度数;

念头4:可以选择在三角形BCF中,利用三角形内角和得出关于α的方程,获得解题思路的贯通.

经过上述念头的启发,一些优秀学生在5分钟后就贯通了思路,想清了在△BCF中,∠FBC=45°+α,∠BFC=3α,∠FCB=90°-α,于是利用三角形内角和得出α=15°,从而求得∠EBC=105°.

图4

三、教学生“学解题”的几点思考

1.理解习题结构,预设启发式提示语

教师在解题教学备课时不只是贯通思路、解出答案,而且要在此基础上想清习题的深层结构,对于较难习题还可辨析哪些步骤是关键步骤,有哪些可能的易错点,在此基础上预设一些启发式提示语,像上文中提供的一些念头启示都不是解题现场即兴想出来的,而是课前就有充分的预设,当学生出现障碍时就可适当给出,这样可提高课堂教学效率.另外,启发式提示语要注意引导学生“回到习题”,学会审题,对一些关键条件充分解读、关联不同条件组合解读,以便得到解题念头.

2.基于理解学生,预设铺垫式提示语

促进学生寻找思路的解题教学在理解习题结构的前提下,还要充分理解待教学生的学情,包括整体班情、个别优秀学生的思维能力与层次水平,这样在预设一些铺垫式提示语之后,要有相应学生能积极跟进,以便教学对话顺利进行,一些学生率先跟上教师铺垫式提示语之后,可安排他们上台讲解思路,让更多学生能跟上思路.如果学生整体理解能力不强,则铺垫式问题要更加“密集”,跨度不能太大,要让学生在铺垫式问题的提示之下,能获得进展,这样学生才能通过解题收获解题信心,有兴趣参与解题、跟进思考、“接力”思路进展.

3.引导回顾反思,想清习题关键步骤

波利亚在名著《怎样解题》中倡导解题教学要重视解后回顾与反思,在这个教学环节中,教师可以引导学生想清解题的关键步骤,一些易错点,一些容易看漏的条件信息,哪些是容易挖掘不深的条件,哪些条件可以组合、关联起来助推思路进展,等等.如果习题中有很多基本问题或基本图形存在,还需要引导学生分离、收集、积累这些基本图形及其性质,以便后续处理一些复杂问题时遇到这类基本图形及性质能快速识别,获得进展.

四、写在后面

解题是学习数学的重要组成部分,解题教学是数学教学的重要内容之一.如何开展解题教学是数学教学研究中的基本课题、日常课题,很多名师、专家都对解题教学投入大量精力进行研究,并形成了解题教学的诸多流派(如张景中院士倡导的“中巧说”、傅学顺教授倡导的“反应块”思想、顾泠沅教授总结的“变式教学”等).对我们一线教师来说,重要的不是“选边站队”,而是要通过恰当的教法,远离题海战术,春风化雨,带领学生通过解题学会解题,悟得解题经验,提高解题智慧,发展数学思维.

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