几何教学中如何引导学生提升学习的深度
2019-11-04任青
任青
【摘 要】“学而不思则罔,思而不学则殆”,没有落到实处的学习效果是肤浅的,两者相结合的方式才能有效地提升学习的深度,达到良好的学习效果。学习的主体是学生,教师是学生学习的引导者,在教学中如何引导学生提升学习的深度,是教师们孜孜不倦的追求。
【关键词】几何教学;引导;提升;学习的深度
【中图分类号】G633.6 【文献标识码】A 【文章编号】1671-8437(2019)22-0186-03
在几何教学中,浮于表面,缺乏深度的学习,会导致不理想的学习效果。笔者结合自身教学经验,从以下几个角度,谈谈在几何教学中教师如何去引导学生提升学习的深度。(文中例题以笔者目前教学中的七下几何题为例)
1 准确审题,把握概念的内涵与外延
中华文字博大精深,在审题中涉及到概念性的词语时,要注意咬文嚼字,关键在于准确理解概念的内涵与外延,注重审题的准确性,提升学习的深度。
例1 如图1,张华与李兵玩跷跷板游戏。如果跷跷板的支点O(即跷跷板的中点)至地面的距离是60cm,当李兵从水平位置CD下降30cm时,这时张华离地面的高度是____。
1.1 教學反思
平时的教学中发现有的学生解题时读不懂题或者会错了意,这就需要教师在教学中引导学生咬文嚼字,准确理解概念的内涵与外延。
1.2 审题解析
注意引导学生对“距离”、“下降”、“高度”这几个词的准确理解,本质上指的是点到线的距离(点到线的垂线段的长度),尤其是“当小敏从水平位置CD下降30cm时”,这句话中的“下降30cm”,指的是垂线段HG的长度,但学生往往容易理解为斜线段DG的长度!又比如,画一个钝角三角形钝角边的高时,有的学生从小学到初中,就是画不对,究其原因,就是没有从本质上把握三角形某条边的高的定义。为了解决这种概念吃不透的现象,在平时的几何概念教学中,要有意识地引导学生通过动手画图,用数形结合这种直观形象的方式,准确理解和把握几何概念的内涵与外延。
2 深入探究,知其然更要知其所以然
分析解决问题的过程中切忌似懂非懂,要深挖根本原理,理清解法的来龙去脉,从本质上理解并掌握解题方法,提升学习的深度。
例2 如图2,直线l是一条公路,A、B是两个工厂 。欲在l上的某处修建一个变电站P,从P向A、B两个工厂铺设电缆,请在图中作出变电站P的位置,使得所需电缆AP+BP的长度最短。
2.1 考点分析
本题考查的是利用轴对称求最短路线问题,熟知“两点之间,线段最短”是解答此题的关键。
2.2 教学反思
本题考查的是轴对称求最短路线问题,在教学中学生可能了解了怎么作图,但对于为什么要这样作图却往往不求甚解,导致一遇到灵活一点的同类题,可能就会束手无策,乱做一气。在教学中,教师在备课中应做好教学预期,并在教学引导上注意深挖细究,采取分解动作、逐层铺垫的方式,让学生从本质上掌握作法的来龙去脉与根本原理。
2.3 教学中采取逐层铺垫方式
(1)填空:两点之间,____最短。图3中,A′、B两点之间,____最短。
(2)如图3,欲在直线l上的某处修建一个变电站P,向A′、B两个工厂供电,作出变电站P的位置,使所需电缆A′P+BP的长度最短。
分析:因为A′、B两点之间____最短,所以连接A′、B交直线l于点P(如图4),则点P即为所求点。
(3)说说轴对称的性质。请在图2中作出点A′关于直线l的对称点A,线段AP与A′P有何位置与数量关系?
(4)回到本题,你会解决了吗?(学生独立思考后可小组内交流讨论,然后尝试自主作图)请说出你的解题依据和作图步骤。
解法:如图5,作点A关于直线l的对称点A′,连接A′B交直线l于点P,则点P即为所求点。
(5)如图6,当变电站建在直线l上其它位置(如P′)时,求证此时必有AP′+BP′>AP+BP
证明:∵点A与A′关于直线L对称,∴AP=A′P,AP′=A′P′,
∴AP+BP=A′B,AP′+BP′=A′P′+BP′,在△A′P′B中,∵A′P′+BP′>A′B
∴AP′+BP′>AP+BP,故点P为最佳位置。
本人在教学中通过以上五个步骤,层层铺垫,引导学生从本质上掌握解法的来龙去脉与根本原理,能够有效引导学生知其然更要知其所以然。
3 合理联想,寻找解题的突破口
利用已知条件或结论进行恰当的知识点与解法的合理联想,寻找解题的突破口促进顺向或逆向思维发展,提升学习的深度。
例3 如图7,已知∠A=∠D=90°,E是AD的中点,CE平分∠DCB。求证:(1)BE平分∠ABC;(2)BE⊥CE。
问题解析:
方法1:(执因索果)由已知CE平分∠DCB,∠D=90°,联想到角平分线的性质定理,过点E作EN⊥BC,垂足为N,先说明EN=DE,再说明EN=EA,由角平分线的判定定理证得BE平分∠ABC;再利用两直线平行同旁内角互补可得∠2+∠3=90°,故∠BEC=90°,得证BE⊥CE。
方法2:(执果索因)从要证的结论出发逆向思维,联想到“三线合一”,那么线段BE应该是某个等腰三角形底边上的中线,由解题模型“平行线加角平分线可证得等腰三角形”,故延长CE与BA,交于点F,证得BC=BF,再证△DCE≌△AFE(ASA),得CE=EF,由等腰三角形三线合一,得证BE平分∠ABC且BE⊥CE。
特别地,执果索因这种逆向思维方式在几何题的证明中卓有成效,有助于快而准地破题。
4 化繁为简,对图形进行合理的分解与组装
对于复杂的图形,仔细观察分析,学会抽丝剥茧,善于从复杂图形中分解出基本图形,用基本图形蕴含的规律解决复杂图形的问题,培养学生对问题的分解与组合的能力,提升学习的深度。
例4 如图8,BE、CF分别平分∠ABD与∠ACD,BE与CF交于G,若∠BDC=130°,∠BGC=100°,求∠A的大小。
问题解析:
本题解法不唯一,这里介绍一种引导学生对复杂图形作解剖,从复杂图形中分解出基本图形,用基本图形蕴含的规律去解决复杂图形问题的方法。
(1)探究基本图形中∠1、∠2、∠3、∠4的数量
关系:
(2)拆分图形,按规律计算:
图9中,∠BDC=∠BGC+∠GBC+∠GCD,130°=100°+∠GBD+∠GCD,得∠GBD+∠GCD=30°,由BE是∠ABD的平分线.CF是∠ACD的平分线,得∠ABD+∠ACD=2(∠GBD+∠GCD)=60°
图10中,∠BDC=∠A+∠ABD+∠ACD=∠A+60°,130°=∠A+60°,故∠A=70°
在几何教学中,应多多训练学生对复杂的图形进行合理的分解与组装,提高识图、解图的能力。
5 善于建模,探究模型规律解决图形的递变问题
在各种题型中,“一图多变”这种题型能够很好地考察学生的迁移和归纳能力。在教学中要注意引导学生在图形的各种变式中(从特殊到一般)抓住解决问题的相同关键点深入探究,从中找出解决各个变式图形的通法,提升学习的深度。
例5 (1)已知,如图11,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,直线l经过点A,BD⊥直线l,CE⊥直线l,垂足分别为点D、E,求证:DE=BD+CE。
(2)如图12,将(1)中的条件改为:在△ABC中,AB=AC,D、A、E三点都在直线l上,并且有∠BDA=∠AEC=∠BAC=γ,(γ为任意钝角),请问结论DE=BD+CE是否成立?若成立,请你给出证明;若不成立,请说明理由。当γ为锐角时,结论DE=BD+CE還成立吗?
5.1 建立模型
“一线三等角”模型,当一组等角所对的边相等时可证全等
5.2 图形递变
一图多变,由特殊(一线三直角)到一般(一线三钝角或一线三锐角)
5.3 破题关键
找出解决各图问题的相同关键点:两个三角形一边等一角等,要证全等,由条件知应再证明一组角相等。
5.4 证法探究
如何证明∠1=∠3? 在图中,
方法1:由∠BAC=∠AEC=90°,得∠1+∠2=
∠2+∠3=90°,得∠1=∠3(同角的余角相等)
方法2:由∠BAC=∠AEC,平角∠DAE=180°,△AEC内角和180°,可得∠1=∠3
方法3:用三角形外角的性质,∠DAC=∠3+∠AEC,即∠1+∠BAC=∠3+∠AEC,
由∠BAC=∠AEC,可得∠1=∠3
5.5 解法总结
引导学生发现,上述3种方法的本质相同,而要由(1)问的特殊情况到(2)问的一般情况,对于“一线三等角”这种模型,方法2、方法3是通法,其中方法3更为简洁。证明∠1=∠3是解决各个变式图形的共同关键点,再证明△ADB≌△CEA(AAS),即可得出结论DE=BD+CE。
在几何教学中,例习题是各个知识点的组装体和学生思维训练的承载体,教师应精选精研例习题,引导学生从审题、探源、拆图、破题、建模等多个角度去养成几何认识论与方法论的综合性思维,提升学生学习的深度。