龚珑
[摘 要] 要促进学生数学思维的发展,必须让他们由“怎么做”转变为“怎么想”,增强他们的思考意识,并教给他们思考的方法. 文章结合教学实践,提出相应的策略,让学生从根本上消除机械模仿,逐渐由形象思维过渡到理性思维,进而提升数学核心素养.
[关键词] 怎么做;怎么想;追问;初中数学
学生讲解试题时,仅能讲出试题的解答过程,讲不出是如何想的;教师往往只关注学生解答试题正确与否,而不关心他们的分析过程. 久而久之,学生的思维缺乏脉络,解答试题一直处于模仿阶段. 笔者以为,要促进学生数学思维的发展,必须让他们由“怎么做”转变为“怎么想”,增强他们的思考意识,并教给他们思考的方法.
不断追问,激起学生的思考欲望
追问是在学生回答问题的基础上进一步提问,以使学生做进一步的思考. 当学生只讲解解答过程时,教师可以追问:题中的什么条件给了你启发?你是从哪里入手的?从这一步到下一步的依据是什么?这样的追问能促使学生展现思维过程,并解释过程的合理性.
案例1如图1所示,在矩形ABCD中,对角线AC与BD交于点O,过点C作BD的平行线,过点D作AC的平行线,两线交于点P.
(1)求证:四边形CODP是菱形;
(2)若AD=6,AC=10,求四边形CODP的面积.
师:哪位同学来讲一下这道题怎么做?并说明理由.
生1:对于第(1)问,因为四边形ABCD是矩形,对角线AC与BD交于点O,所以OD=OC. 因为DP∥AC,CP∥BD,所以四边形ODPC是平行四边形. 所以四边形CODP是菱形.
生2:对于第(2)问,因为四边形ABCD是矩形,所以∠ADC=90°. 因为AD=6,AC=10,根据勾股定理,得DC=8,所以△ADC的面积=×8×6=24. 所以△ODC的面积=×△ADC的面积=12. 因为四边形CODP的面积=2×△ODC的面积,所以四边形CODP的面积=24.
对于第(1)问,等学生完成试题的解答之后,教师可通过如下追问引导学生从矩形的对角线入手思考问题:判断四边形CODP是菱形时,你们采用的判定方法是什么?菱形的判定方法比较多,为什么要使用这一方法?这样追问能让学生发现矩形ABCD与菱形CODP之间的联系,即菱形CODP相邻的两条边(OC和OD)恰好是矩形ABCD对角线的一半,而矩形的对角线相等,所以OC=OD. 所以要证明四边形CODP是菱形,可采用“邻边相等的平行四边形是菱形”这一判定方法.
对于第(2)问,教师可进行如下追问:在求四边形CODP面积的过程中,最关键的是哪一步?为什么求出△ODC的面积是最关键的一步?为什么△ODC的面积是△ADC面积的一半?为什么四边形CODP的面积是△ODC面积的2倍?通过这一系列的追问,学生能逐渐厘清问题的转化过程. 只有厘清了△ODC的面积、△ADC的面积和四边形CODP的面积之间的关系,才能知道解决问题时应先求什么、再求什么.
强化分析,让学生掌握思考的方法
数学家乔治·波利亚强调解决数学问题分四步走:一是弄清题意;二是制订做题计划;三是实施计划;四是回顾解答过程,进行检验. 如果學生只会做,那么解答问题就直接从第三步开始. 其实,弄清题意是最基础的一环,在这一环节,学生能知道试题的已知条件是什么,由哪个条件可以推理出什么结论,将若干个条件结合起来又会产生什么新结论,以及试题所求是什么,要完成所求需要满足什么条件. 作为教师,应引领学生分析问题,并在教给他们分析问题的方法的同时,让他们掌握思考问题的策略.
1. 想已知条件,由因导果,培养正向思维
从已知条件出发,由因导果,这种思考问题的方法就是综合法. 采用综合法时,教师应引导学生读懂试题有几个条件,分别是哪几个条件,并让他们逐条列出来,一个都不能少. 接着,让学生根据这些条件推一些结论,逐步进入问题的核心,从而培养学生的正向思维品质.
案例2如图2所示,已知A(0,4),B(0,-6),C为x轴正半轴上一点,且满足∠ACB=45°,则点C的坐标为______.
思路1如图3所示,因为∠ACB=45°,要让45°这一特殊锐角发挥作用,就必须构造直角三角形,所以应先构造等腰直角三角形AHC(∠HAC=90°),然后构造“一线三直角全等模型”(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与OC的关系,最后求出点C的坐标.
思路2如图4所示,因为∠ACB=45°是固定角度的角,∠ACB的对边AB=10也是固定的长度,根据定边定角必有隐圆,可以作出△ABC的外接圆☉P. 根据圆周角定理,得∠BPA=90°,可求得PE,PA,PB的长(PE⊥AB),进而可求得OF,PF的长(PF⊥OC),接着在Rt△PCF中根据勾股定理求得FC的长,从而求出点C的坐标.
思路3如图5所示,因为图形已经有一个45°的角,所以可以再构造一个45°的角(∠CDA=45°,点D在y轴负半轴上),以产生Rt△ODC和“母子型相似”结构. 然后设OC=x,利用相似三角形的性质,结合勾股定理,通过建立方程求出x的值,从而求出点C的坐标.
学生只有讲出分析过程,才能把每个条件的作用理解得透彻,也才能在不断的联想中发现不同的解题思路,从而产生智慧的火花. 此外,对比不同的解题方法,还能明晰解题方法的简与繁. 让学生由已知开始,有条理地联想与想象,有利于其思维的发展.
2. 想问题解决,执果索因,培养逆向思维
解题时,如果从已知条件出发思维受阻,学生此时不妨执果索因,想一想要解决的问题是什么、目标是什么、解决问题需要什么条件,顺着思路一步一步往前走,最终回到已知条件,实现问题的解决.
案例3民间流传李白买酒的歌谣:李白街上走,提壶去买酒;遇店加一倍,见花喝一斗;三遇店和花,喝完壶中酒. 试问酒壶中,原有多少(斗)酒. 你能回答这个问题吗?写出具体的求解过程.
思路从“三遇店和花,喝完壶中酒”往回逆推,知三遇店时有酒(1÷2)斗;那么,二遇花时有酒(1÷2+1)斗,二遇店有酒[(1÷2+1)÷2]斗;于是一遇花时有酒[(1÷2+1)÷2+1]斗,一遇店时即壶中原有酒的数量,应列式为[(1÷2+1)÷2+1]÷2=(斗). 所以酒壶中原有酒斗.
从问题出发,逆向思考,实施的是正难则反的策略. 从案例3不难看出,有时通过逆推能轻松地解决问题. 这说明正难则反的策略在代数式化简、几何证明中均有重要的作用.
重视积累,夯实思考的基础
建构主义学习理论强调,学习过程是学生在已有经验的基础上获得新的经验. 学生原来的数学活动经验是思考的基础,是产生解题思路与方法的本源性经验,只有具有一定的知识储备,才能构建问题与所求结论的联系,从而实现重组与优化.
案例4已知方程组x+y=-7-a,
x-y=1+3a 的解x为非正数,y为负数.
(1)求a的取值范围;
(2)化简a-3+a+2;
(3)在a的取值范围中,当a为何整数时,不等式2ax+x>2a+1的解为x<1?
师:如何解答此题?
生1:先解方程组,求出x,y的值,再根据x为非正数,y为负数,建立不等式组,通过解不等式组求得a的取值范围.
生2:根据第(1)问求出的a的取值范围,可以去掉第(2)问中的绝对值的符号,从而化简代数式.
生3:因为2ax+x>2a+1可以变形为(2a+1)x>2a+1,要使不等式的解为x<1,必须满足2a+1<0,并结合第(1)问中求出的a的取值范围,得到a的最终取值范围,最后取整数值.
师:从本题的解答中,你们获得了什么解题经验?
生4:求方程组中字母的取值范围,要把问题转化为解不等式或不等式组.
生5:在有關不等式的问题中,要求字母的整数值,需要先求出字母的取值范围,再取取值范围内的整数值.
学生在解答本题时,将所求问题与方程组、不等式组的相关知识进行关联,通过解方程组、建立不等式组、解不等式组,解决了问题. 需要注意的是,在解题中,教师要引导学生经历与积累数学活动经验,如代数中的代入法、配方法、待定系数法、方程思想、函数思想等,几何图形中的图形变换思想、手拉手模型、“一线三直角”模型、轨迹思想等.
其实“怎么做”与“怎么想”之间并不矛盾,学生既要做好“怎么做”,更要做好“怎么想”. 只有弄清了思考的来源,才能获得解题的策略,懂得破题之道,从而从根本上消除机械模仿,逐渐由形象思维过渡到理性思维,而这也是数学教学之所求.