习题教学:应让数学思维向更深处漫溯

    程宏明

    

    

    

    [摘? 要] 习题教学是培养学生数学思维的有效路径,教学中,应让学生的数学思维向更深处漫溯. 文章结合教学实践,从审题、解题、思题三个方面探析聚焦思维发展的习题教学策略,以使学生的思维逐步走向深入,具有处理关键问题的能力.

    [关键词] 习题教学;数学思维

    习题教学是培养学生数学思维的有效路径,应让数学思维向更深处漫溯. 学生的思维深度与教师的教学效果密切相关,学生思维深度的指标包括:(1)学生对问题的分析解决能力;(2)学生对新情境的快速反应能力;(3)学生对新旧知识进行联系的能力;(4)学生多角度审视问题的能力;(5)学生触类旁通、由一知三的能力;(6)学生总结概括的能力;(7)学生解题后的反思能力. 如何培养学生的数学思维,培养有思维深度的学生?以下从审题、解题、思题三个角度作一探析.

    ■ 审题,提升学生分析推理能力

    好的开端是成功的一半. 审题是解题之始,也是成功解题的前提条件,审题的深度决定了解题的深度. 纵览近几年中考试题,不难发现,数学问题在设计时背景很新,问题所考查的数学知识点不易发觉,需要抽丝剥茧,排除无关因素的干扰,一方面要抓住关键词,另一方面要联系已有经验,才能找到解题的突破口.

    例1?摇 如果一个三角形有一边上的中线与这边的长相等,那么称这个三角形为“和谐三角形”.

    (1)请用直尺和圆规在图1中画一个以线段AB为一边的“和谐三角形”;

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    (2)如图2,在△ABC中,∠C=90°,AB=■,BC=■,请你判断△ABC是否是“和谐三角形”,证明你的结论.

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    这是一个新定义问题,设计新颖,因为新定义题阅读量比较大,所以教师必须引导学生“有深度地审题”才能成功突破. 笔者分两步走:

    第一步,把题中的关键词找出来,即:中线=这边长,和谐三角形.

    第二步,与已学过的知识联系,当“中线=这边长”时,第三个顶点到中点的距离固定,它符合圆的定义;△ABC是直角三角形,当然就会涉及勾股定理,以及直角三角形性质的推论:直角三角形斜边中线等于斜边的一半.

    第(1)小题的解题思路:这是一个作图题,如图3,先取已知线段的中点,这样才能得到中线;因为第三个顶点的轨迹是一个圆,所以作图第二步是画一个圆,圆心就是中点,半径就是已知线段的长,最后在所画的圆上任取一点C,连接AC,BC,就可得到求作的三角形.

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    第(2)小题解题思路:因为直角三角形斜边中线等于斜边的一半,欲证明△ABC是和谐三角形,不能取斜边中线,而应取直角边中线,观察图形应取长直角边AC的中线,看AC的中线DB是否等于AC,如图4,由勾股定理得:AC=2,BD=2,所以△ABC是和諧三角形.

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    如何使审题有深度,应分两步走,第一步抓关键词,第二步使用已有的知识经验. 这两步可以使学生去掉题设的外层属性,找出问题的本质所在,在 “温故知新”中,培养学生的问题分析能力、推理能力,进一步拓展学生的思维深度.

    ■ 解题,提高学生的迁移创新能力

    习题教学不仅审题要有深度,解题也要有深度. 解题不是简单地得到这个题的答案,而要让学生经历解答的过程,从而提高探究与拓展能力,获取数学活动的经验,最大限度地提高学生的思维能力,以提升学生的核心素养. 因此,在习题教学中,教师要坚持以学生为主体,多种方法齐头并进,以提升学生的思维能力,拓宽学生的思维深度.

    例2?摇 已知正方形ABCD中,点E在直线AB上,点F在直线BC上,连接DE,DF,∠EDF=45°.

    (1)如图5,点E,点F分别在线段AB,BC上时,直接写出AE,CF,EF的数量关系______.

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    (2)如图6,点E在AB的延长线上,点F在BC的延长线上,求AE,CF,EF的数量关系.

    (3)如图7,在(2)的条件下,若AE=2AB=8,求EF的长.

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    此题有一定难度,其关键是第一步,要求三条线段的数量关系,一般为两条短线段的和等于较长线段,方法有两种:一是截长取短法,二是旋转法. 使用旋转法时,可以将△DCF绕点D旋转90°得到△DAM,如图8,这样将两条较短线段转化为ME,然后再证明△EDF≌EDM,可得AE,CF,EF的数量关系. 如图9,解第(2)(3)小题时,可采用同样的方法.

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    但是如果此题仅到此为止,则不能培养学生的思维深度. 老师不能就题论题,要实现知识的迁移与创新,为此,笔者开展以下一些思维训练.

    第一步,这是一道“角含半角”的几何模型,这种几何模型是指过等腰三角形的顶点引两条射线,使这两条射线的夹角为等腰三角形顶角的一半的模型,解题的一般思路为:将半角两边的其中一个三角形通过旋转拼到一起形成新的三角形,然后证明新三角形与半角形成的三角形全等,最后利用全等三角形的性质得到线段之间的数关系,从而解决问题.

    第二步,根据“角含半角”几何模型,进行变式训练,使学生从不同的实例中得到一般化结论.

    变式? 如图10,D是等边三角形ABC外一点,且DB=DC,∠BDC=120°,将一个三角尺60°的顶点放在点D上,三角尺的两边DP,DQ分别与射线AB,CA相交于E,F两点.

    (1)当三角尺绕点D旋转到如图10①的位置时,写出EF,BE,CF之间的数量关系,并说明理由;

    (2)当三角尺绕点D继续旋转到如图10②的位置时,(1)中的结论是否发生变化?写出EF,BE,CF之间的数量关系,并说明理由.

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    第三步,让学生比较前面两个问题,找出它们的共性,并让学生自己总结解决“角含半角”问题的方法与步骤.

    通过变式训练、类比总结,使得解题教学有了深度,学生经历知识的生成、演变、解决与拓展,学生的思维深度在不断加深,同时解题方法也在不断迁移,这样,能将他们的思维一步步引向深处.

    ■ 思题,找回缺失的活动经验

    习题教学的最后一道关就是反思习题,要想思题有深度,必须解题有深度,它是解题教学追求的最高境界. 在反思习题时,一方面要反思这道题所反映的数学思想,另一方面要反思我们在解答这道习题的过程中遭遇到的困难,在解答过程中显露出的缺失部分,查出造成缺失的原因,从中可以吸取什么教训,并把这些宝贵的经验教训纳入知识体系,以备下次使用.

    例3?摇 如图11,在矩形ABCD中,AB=6,BC=8,E是AD边上一点,连接CE,将△CDE沿CE翻折,点D的对应点是F,连接AF,当△AEF是直角三角形时,则DE的值是______.

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    大多数学生的结果只有一个,就是3,显然漏掉了一种情况,学生只考虑了∠AFE是直角,忽略了∠AEF是直角的情况,考虑问题不够全面. 造成这种情况的原因在于学生对“分类讨论”的思想认识不足,应用这种数学思想的能力不足,所以,教师在讲解之后,根据发现的缺陷,及时弥补,使学生掌握一个重要的数学思想——分类讨论思想,明白什么是分类讨论思想,在什么情况下要使用分类讨论,如何进行分类,分类讨论常出现在哪些知识里等等.

    总之,培养学生数学思维是新课程标准的要求,也是发展学生数学能力的突破口,广大教师应积极实践与探索,以使学生的思维逐步走向深入,具有处理关键问题的能力.