在过程中熔炼和析离方法——以梯形问题为例,本文主要内容关键词为:梯形论文,为例论文,过程中论文,方法论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
“过程与方法”作为三维目标之一,其价值不言而喻.《义务教育数学课程标准(2011年版)》指出:“课程内容要反映社会的需要、数学的特点,要符合学生的认知规律.它不仅包括数学的结果,也包括数学结果的形成过程和蕴含的数学思想方法.”如此,教师就应该引导学生从知识的形成和发展的过程中熔炼、析离出数学思想方法,促进学生尽快实现由学会到会学的转变.
现实的教学实践表明,学生做几何题时,不是一看就会,就是一看就懵,虽然也存有由懵到会的中间地带,但往往是瞎猜乱碰的结果,难以从已有的学习经验平滑地过渡到会做的境地.一看就会,不是源于题目难度太低,就是源于大量训练;而一看就懵则是无法切入题目,难以顺利起步的表现.这就需要教师在日常教学工作中,通过对做题过程的深度反思总结,帮助学生逐渐形成经验,验证经验,提升经验,促进学生选对切入点的能力.
一、追问:帮助学生形成学习经验
课堂教学,贵在追问.追问能引导学生对所回答的问题进行思考,促使学生想一想解决问题的出发点,理清楚解决问题的思路.但是,在日常教学中,众多的教师更注重对原始问题的设计与处置.当学生的回答正确时,赞美一句:“很好,坐下!”当学生的回答错误时,要么不评价,找别的学生继续回答,要么说“对吗?”之类的话语,暗示学生“已经出错了”,甚至有的教师在举行不同类型的公开课、比赛课时,对学生回答的对错进行设计,事先告知学生回答时要怎么怎么样,弄虚作假,愚弄学生.对学生回答正确与否,都不进行追问,导致学生思维浅表化.实际上,追问对学生的学习有重要的促进作用.不论学生回答正确,还是回答错误,作为教师,都应该追问一句:“你当时是怎么想的?”通过学生对当时想法的追忆,暴露其思维过程,体察其思维方法的正确与否,其价值比单纯的得到答案不知要高出多少.这也是人们经常所说的“得到答案并不重要,重要的是如何得到答案”这句话的道理所在.因此,“智者问得巧”之巧,不仅包括如何设计问题,也应该包括对学生回答问题之后的追问.
案例1 如图1,在直角梯形ABCD中,AB//DC,AD⊥CD,AB=1,AD=2,CD=4,则BC的长是(
)
过B点作AD的平行线交DC于点E显然,BE⊥DC.因此四边形ABED为矩形,对应边相等,据此推知BE=2,EC=3,根据勾股定理计算出BC长为.
当学生计算出结果后,教师要追问“这样作辅助线是如何想到的?”以此逼迫学生思考作辅助线的依据:在一个直角梯形中,作一条辅助线构造出矩形,就可以找到很多相等的量,将已知条件集中.同时,构造出含有所求线段的新的直角三角形,目的是运用勾股定理求得.同时,继续追问“所作辅助线与梯形原有线段有什么关系?”让学生从多个角度思考所作辅助线:既是原有梯形的高,也可以看作是边AD的平行线,还是平移AD边的结果.既为学生形成经验奠定基础,也为后续的析离方法埋下伏笔.
通过这样的追问和思考,学生不难发现,解决此题的切入点就是作辅助线,目的是将分散的三条边进行集中.关键是通过B点作AD的平行线(当然也可以理解为平移AD至BE,还可以说是过B点作梯形的高).至此,学生就会形成做这个题目的经验:选取恰当点作辅助线.
二、尝试:指导学生验证经验
学生获得新的学习经验后,都有跃跃欲试的冲动,教师要选择难度、梯度合适的题目,让学生去尝试,以充分利用学生的情感状态,进一步激发学生学习热情,强化和丰富学生的学习经验.
所谓强化,是指学生能把已有的经验运用到新的问题解决过程中.其时,新的问题与原有的问题之间跨度不是很大,学生容易通过联想,使新问题与原有问题之间建立有效联系,把原有经验有效迁移到新的问题情境中,这也是用原有经验同化新问题的过程.
所谓丰富,是指学生原有的经验与新的问题之间有一定跨度,不能依靠原有的经验一步到位解决问题,需要将原有经验放到更复杂的背景中考虑,致使经验迁移的过程有点曲折.但是,即便如此,新问题的解决也与原有经验有一定联系,并非风马牛不相及.当学生解决了这个新的问题后,经验就得到了丰富.这也是原有经验顺应新问题的过程.
案例2 如图2,在梯形ABCD中,AD//BC,AD=8,BC=17,∠C=70°,∠B=55°,求CD的长.
过D点作DE//AB,交BC于点E因为DE//AB,不难得出两个结论:AD=BE;∠DEC=55°.而∠C=70°,通过计算可得∠EDC=55°,推出EC=DC.由于BC=17,AD=8,所以得DC=17-8=9.
此题与案例1相近,解决此题的关键也是作辅助线,只是要考虑到这个梯形与案例1中的直角梯形有点不同,再通过构造矩形已不可能,但考虑到本题所给角的度数比较多,就容易联想到通过作平行线,构造更多相等的角,然后再想下一步的办法.过D点作DE//AB后,就会构造出平行四边形,一是得出AD=BE;二是通过联想∠C=70°,计算出∠EDC=55°,进而得到结论.同时,还能将尽量多的条件集中到一个三角形中.这样,解决案例1所形成的经验得到强化.问题解决后同样要让学生分析解决问题的切入点.“所作辅助线与梯形原有线段有什么关系?”并让学生从多个角度思考所作辅助线.既可以说是AB的平行线,也可以理解为将AB平移得到的.
案例3 如图3,在梯形ABCD中,AD//BC,AC⊥BD于点O,AD=3,BD=12,BC=10,求AC的长.
过A点作AE//DB交CB的延长线于点E.得出三条结论:∠CAE=90°;AD=EB;BD=AE.推出EC=EB+BC=3+10=13,由此可据Rt△EAC用勾股定理求得AC长.同样的道理,也可过D作DF//AC交BC的延长线于点F,也可求出BD的长.
显然,这个题目与前两个题目相比,略有变化.前两个题目都是从梯形某一个边着眼作辅助线,所作辅助线也都在梯形之内,而这个问题的解决需要从梯形的对角线着手作辅助线,所作辅助线也跑到梯形外面了.这样作辅助线的办法与学生原有的经验产生了一定的冲突,发生了一定的变化.因此,在学生得到结论后,教师要让学生继续思考:这个题目与前两个题目比较有什么新的变化?做此题的关键是什么?做完此题后又有什么新的收获?学生在真实体验做题过程的基础上,思考这些问题,其经验就会得到丰富.作辅助线仍然是解决问题的关键,但更为关键的是如何寻找到作辅助线的切入点,即实现由内到外的突破.所作辅助线既可以看作对角线BD的平行线,也可以视为平移的结果.
三、概括:帮助学生提升经验
有了解决以上问题的体验后,学生的经验大为丰富.当然,教师也可以让学生再做几个需要作辅助线才能解决的梯形问题.当学生经验比较丰富,且对经验有了自己独特的体验后,教师需要及时启发学生做好举三反一的工作——概括.没有概括,这些经验都是一条一条的、成散乱状态存在的.经过概括,就可以将其融合、凝练,达成有序思维.否则,只能是经验碎片.
具体概括步骤如下:
①让学生观察思维这些辅助线的共同特点.在这几个案例中,所作辅助线,不论是平行,还是垂直,都可以当成梯形中原有线段的平移.这样,所作辅助线与梯形原有线段就建立了有效联系.
②让学生从平移的角度,观察梯形固有的线段,猜想这些线段还能沿着哪些线段平移?平移后会出现什么新情况?
③让学生观察思考梯形尚未表现出来的固有线段还有哪些?比如梯形的高、角平分线、对角线等,它们能否发生平移?平移后会出现什么新情况?
④让学生思考梯形中所有线段除了能发生平移,是否还可以发生其他变化?比如,能否发生增长、缩短、旋转等情况?会出现什么新情况?
⑤让学生思考除了梯形中各个线段的变化以外,是否存在其他要素的变化?比如角的扩大、缩小等.
⑥将上述思考进行熔炼:所有的变化,都是梯形固有元素边、角、线(这里的“线”特指“对角线、高、角平分线”等)的变化,变化的种类主要有平移、旋转、增减.在熔炼的基础上进一步析离:这些变化,万变不离其宗——都是化归思想的具体表现.这就为以后解决相关问题奠定了方法基础.当然,在具体作辅助线的过程中,还要从所求结论与条件之间的“距离”考虑,选择最佳路径.
⑦让学生对所做题目(不仅是前面的几个案例,也应该包括已经学过、做过的其他题目)进行逐一甄别,聚类分析,找到出现几率最大的几种作辅助线的方法,为将来解决未曾谋面的题目建立良好的路径选择次序.
⑧学生以后再遇到梯形问题,特别是复杂的梯形问题时,要主动尝试应用以上策略,不断验证、强化、丰富和拓展自己的经验.
⑨将上述经验运用到其他几何问题的解决过程中,找到异同点,逐步形成自己的学习智慧.
以上步骤的实施要结合对一类具体题目的解决进行,不可能也没有必要一次完成.要逐渐渗透,循序渐进,依托一类题目的解决,在一个学习循环中完成即可.
当由梯形问题推广开来,就会发现,解决所有几何问题,都是依托对其基本元素的变换(线的平移、旋转、增减;角的增大、减小等),运用严密的逻辑推理,得到结论的过程.因此,考虑所求结论,联系已知条件,变换边角线等基本元素就成为解决几何问题的起点.在此基础上,寻找到恰当的辅助线,就成为解决复杂几何问题的切入点.
综合以上分析,审视众多教学现场,就不难理解学生一看就懵的原因.那就是在众多教学实践中,教师仍然将得到正确答案视为唯一,只要答案正确,就万事大吉,教学过程缺少追问,缺乏验证,缺失概括.在这样的过程中,学生只能关注学什么,难以顾及怎么学.长此以往,学习就只能依靠题海战术而记忆大量的结论,当遇到简单的或者是多次演练过的题目,一看就会;当遇到没有做过的题目,一看就懵.所以,当教师把学生会学放到首要位置,并据此创造性设计和实施教学时,学生才能有机会实现会学的目的.唯有这样的教学才能充分发挥教师作为专业工作者的专业智慧.