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反思教学过程缺失,打造“深度”数学课堂

2019-05-22浙江省玉环市清港初级中学朱雪平

中学数学杂志 2019年6期
关键词:动点轴对称本题

☉浙江省玉环市清港初级中学 朱雪平

在教学中,往往我们更关注成绩而忽视了错误背后的原因,从学生的错误反思自身教学问题的就更少,评价的反思价值被忽视.那么,教师如何从学生的学情出发,反思自身教学过程缺失,打造“深度”数学课堂?下面本人就以一道让不少学生困惑不解、错误率极高的试题为例,谈谈由它引发的一些思考.

一、分析学生解题思路

题目:已知直线与x轴、y轴分别交于B、A两点,圆C的半径为1,点C的坐标为(0,1).若点M、N、P分别在圆C、直线l和x轴上,则PM+PN的最小值为( ).

图1

本题为九年级上学期期末考试选择题压轴题,从考后统计的数据看,解题错误率偏高.经分析发现,学生的解答存在以下几种类型.

1.无从入手型

动点问题是学生学习的难点,尤其是本题中有M、N、P三个动点,大部分学生遇到问题束手无策,不知道从哪个角度切入.

2.特殊化法型

不少学生尝试在运动过程中找到特殊点,发现当M、P同时运动到O点时,最小值ON等于于是错误地把特殊情况下的最小值当成了本题的答案.

3.思路中断型

部分学生固定M、N,作N的对称点N′,借助轴对称模型转化为求MN′的最小值,但在求最小值时无法转化为过圆心最短和垂线段最短的问题.

4.正确解答型

少数学生认为N′的运动轨迹为直线l关于x轴对称的直线m,当MN′过圆心C时最短,再作点C到直线m的垂线段即有最小值,然后通过相似三角形可得结果为

二、反思教师教学过程

通过分析学生的答题情况,回过头来深入分析题目特点,发现本题涉及的知识点较多,在轴对称问题中加入了动点及过圆心最短、垂线段最短等问题,其中学生对轴对称模型能否综合应用是本题考查的关键.为进一步找到错误的本质原因,选取了其中两个情境进行分析.

情境1:八上课题学习“最短路径问题”

问题1:如图2,某天然气公司分别要向两个新建住宅A、B小区提供天然气,需要在主天然气管道l上修建一个供气站,问:供气站修在主管道的什么地方,可使所用的输气管线最短?

问题2:如图3,供气站修在主管道l的什么地方,可使所用的输气管线最短?

图2

图3

师:你能解决问题1吗?

生:连接AB,与直线l交于点P,点P就是供气站的位置.

师:理由是什么?

生:两点之间,线段最短.

师:很不错,再来看问题2.

学生表示困惑,无人回答.

师:有没有发现问题2与问题1的区别在于A、B位于直线同一侧?只要转化为异侧问题即可解决.

学生表示肯定.

教师板书解答过程,并给出其他类似问题加以巩固.

学生听讲并模仿应用.

情境2:八下“平行四边形”章节复习课

图4

图5

例如图4,菱形ABCD的边长为1,∠ABC=120°,E、F、P分别是AB、BC、AC上的动点,PE+PF的最小值等于________ .

教师出示例题,学生思考后无法解决,教师出示如下解答过程.先找出图中点E关于AC的对称点E′,过点E′作E′F⊥BC于F,交AC于P,利用垂线段最短可知E′F为PE+PF的最小值.再过点B作BG⊥AD于G,根据平行线间的距离相等得出最小值E

以上是我在“应用轴对称求最短路径”教学中的一些片段,细细打磨发现,以上教学过程中存在不少缺失.一是缺少深刻的过程体验.如情境1中我只关注了知识的讲解而忽视了学生学的过程,缺少深刻的过程体验,学生无法内化知识,更不用说推广迁移了,遇到新的问题时无从入手.二是缺少数学本质的揭露.如情境2中我的讲解没有让学生深刻体会以静制动的方法.缺少了数学本质的揭露,导致无法灵活运用知识解决问题.三是缺少知识的系统整合.如情境1中学生获得的知识是零散的、孤立的,缺乏与其他知识的横纵联系,缺少了知识的系统整合,这也是思路中断型学生的成因.

三、打造“深度”数学课堂

为弥补以上教学过程的缺失,让学生经历数学探究的过程,深刻理解数学问题的本质,并学会推广应用,我特从以下几方面着手,改进教学设计,致力于打造“深度”数学课堂.

1.深度设疑,经历数学探究的过程

情境1中,学生解决问题2感到困惑时,教师提问:“你能利用两个问题的区别解决问题2吗?”再“放慢”课堂的脚步,给予学生充足的思考时间和表达空间,使学生经历观察、实验、推理、验证等探究过程,体会遇到新问题要转化为已知的问题,建立两者间的联系.让学生感受丰富的生命体验:主动探索时的困惑,寻找方案时的尝试,解决问题后的快乐.在学生完成问题2后追问:“解决问题时你用的是什么方法?能描述下你的解题思路吗?”学生经历了反思的过程,总结解题的方法和思路,抽象出轴对称模型,才能自主将数学知识上升到思想方法的层次,这也是学习深化的过程.

2.变式训练,触摸数学问题的本质

在情境2的教学中,补充以下两个例题作为原例题的铺垫与拓展.

例1如图6,点P是边长为1的菱形ABCD的对角线AC上一个动点,点M、N分别为AB、BC边的中点,则MP+NP的最小值是__________.

图6

本题是轴对称模型在菱形背景下的简单应用,放在例题前让学生回顾相关知识,为例题的解决做好知识和方法的铺垫.之后,让学生自己尝试解决例题,找到问题的区别在于定点M、N变为动点E、F,通过以静制动,固定E或F点,类比例1的方法就能解决.学生在解题中找到了问题的本质,才能举一反三完成例2.

例2如图7,菱形OABC中,点A在x轴上,顶点C的坐标为(1,3),动点D、E分别在射线OC、OB上,则CE+DE+DB的最小值为_________.

图7

例2是对以上两个例题的拓展与提升.本题涉及了两个动点,需要学生在充分理解轴对称本质的基础上解题.利用第一次轴对称求出CE+DE的最小值为AD,再利用第二次轴对称求出AD+BD的最小值.本题有助于培养学生思维的深度与广度,在学生的自我质疑、自我探究中循序渐进,达到对知识和方法的内化和梳理.

3.综合应用,构建数学知识体系

为了深化轴对称模型,加强知识点的横纵联系,我选择了以下例题,旨在让学生站在全局的观点看问题,在解决综合型问题的过程中构建数学知识体系.

例3如图8,已知点A(-4,8)和点B(2,n)在抛物线y=ax2上.

(1)求a的值及点B关于x轴的对称点P的坐标,并在x轴上找一点Q,使得AQ+QB最短,求出点Q的坐标.

(2)平移抛物线y=ax2,记平移后点A的对应点为A′,点B的对应点为B′,点C(-2,0)和点D(-4,0)是x轴上的两个定点.

图8

①当抛物线向左平移到某个位置时,A′C+CB′最短,求此时抛物线的函数解析式.

②当抛物线向左或向右平移时,是否存在某个位置,使四边形A′B′CD的周长最短?若存在,求出此时抛物线的函数解析式;若不存在,请说明理由.

本题是在二次函数的背景下对轴对称模型的迁移与应用,将轴对称问题与一次函数、二次函数、平移变换等问题相结合,让学生经历思考探究解决问题的过程,将各部分零散的知识进行系统整合,构建完整的知识体系,这样一来,学生对知识的理解深刻且不易遗忘.第(2)题第②问中求四边形周长的最小值即求A′D+CB′的最小值,通过平移C点至D点,B′点至B″点,可找到问题的本质为轴对称模型,让学生学会从知识系统中提取知识和方法,遇到新的问题能转化为已知的问题,这也是数学教学的最终目标.

有“深度”的数学课堂,既有数学经验积累和数学思想方法感悟的过程,也有知识系统构建的过程.在教学中,我们要善于利用学生的错误资源反思自身的教学,找到错误的本源,立足学情,探寻改进教学的方法,在不断完善中,让我们的数学课堂更有味道、更有实效、更有深度.F

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