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步步为营探究,“退”“进”结合突破

2021-03-21孙仕英

数学教学通讯·初中版 2021年12期
关键词:类比几何探究

孙仕英

[摘  要] 递进式几何探究题在中考中十分常见,过程解析要利用类比探究的方法,同时合理运用“步步为营,以退为进”的策略,稳步分析,全面总结,“退”“进”有度,合理参考引用. 文章深入分析问题,并结合实例加以探究,提出相应的教学建议.

[关键词] 几何;探究;递进;类比;模型

递进式探究是几何常见的考查方式,常作为压轴题在中考中出现. 把握问题特点,掌握解法策略,亲历解题过程,自主解题感悟,既是解题探究的要求,也是素质提升的重要途径,下面具体分析.

问题分析与解法探究

递进式几何探究题往往以层层递进的方式来呈现问题,涉及探索发现、类比探究、解决问题等环节,解析过程大多需要经历模型建立、模型探究和模型应用三个阶段. 递进式几何探究题往往具有小落点、深分析的特点,问题解法前后关联,融合了从特殊到一般的思想方法,能够引导学生掌握数学探究的方法,提升学生的综合能力.

解决此类探究题,需要掌握一定的技巧. 问题的图形往往较为复杂,读图、识图是解题过程中的重要环节,可以其中的基本图形作为突破口,观察问题图形中是否含有基本图形或模型,以基本图形的性质结论作为探究起点. 另外,问题常以递进设问、类比构造的方式呈现,特别注重构造全等或相似三角形以及引出辅助圆等. 问题解析建议采用“步步为营,以退为进”的策略,即递进式几何探究题一般分设三小问,解析时要深刻理解每一问的信息条件,总结问题解法,后续分析没有思路时,可退回上一问,总结解题要点,这也是该类问题探究引导的特点所在.

实例解读与评析总结

递进式几何探究题的类型众多,关注解析过程,感悟解题方法是探究的重点,下面对一道实例加以探究.

问题:在△ABC中,已知CA=CB,∠ACB=α. 点P是平面内的任意一点(与点A和C均不重合). 连接AP,将线段AP绕着点P逆时针旋转α,可得线段DP,再连接AD,BD,CP.

分析:本题是以三角形为背景的几何探究题,主要探究不同情形下线段比值、两线夹角等. 首先需要理解图形结构,△ABC是以点C为顶點的等腰三角形,而点P是三角形内的动点,由旋转过程可知∠APD=∠ACB=α,且△APD是以点P为顶点的等腰三角形. 显然图形中存在一组相似三角形△ACB∽△APD,后续探究可充分利用相似特性.

过程探究:(1)该问设定α=60°,显然△ABC和△APD均为等边三角形,求BD与CP的线段比值以及两线相交所成较小角的度数. 可将其放置于对应三角形中,采用“补形—性质分析”的思路.

求直线BD与CP所成较小角的度数,就是求∠BEO的大小. 根据上述全等性质可得∠ACP=∠ABD,又知∠AOC=∠BOE,则可推得∠BEO=∠CAO=60°,即直线BD与CP所成的较小角的度数为60°.

思路总结:求问题中的线段比值和所成角的大小,可充分利用问题中的全等或相似关系,提取其中的等角关系,进而推导角度大小.

(2)该问直接设定α=90°,则△ABC和△APD均为等腰直角三角形,可设BD交AC于点O,BD交PC于点E,如图5所示.

评析总结:上述探究几何图形中的线段比值以及所成角的大小,主要有三大特点,一是依托几何旋转构建了两个相似三角形,并可视为是旋转缩放关系;二是采用递进设问的方式,由60°角形成的等边三角形,递进到90°角形成的等腰直角三角形,再递进到形成共线、平行等特殊情形.

解后思考与教学建议

递进式几何探究题兼具综合性与探究性,实际教学中教师要指导学生掌握解题方法,培养良好的解题习惯,提升学生的综合素养. 下面笔者提出几点教学建议.

1. 关注图形变换,强化作图能力

递进式几何探究题的结构可概括为“核心框架突出”与“图形灵活变换”相结合,即问题主干不变,适度进行图形变换,如点动、翻折、平移等,故读图审题十分重要,也是解题的关键一步. 这就要求学生具备扎实的作图功底,能够深刻理解条件精髓,准确作图. 几何教学中,教师需要培养学生的语言转化能力,引导学生掌握几何语言与文字语言的对应关系,灵活转换;同时总结几何关系的构建方式,包括作垂线、平行线、角平分线等,强化学生的作图能力.

2. 学习类比探究,感悟“向上看”的策略

类比探究是突破递进式几何探究题的核心方法,解题时建议配合使用“步步为营,以退为进”的策略,简单来说就是多总结、向上看,即完成第一问的解析后,注意对其加以总结,后续解析出现思维障碍时,可参照上一问的思路进行模型、方法、思路的迁移. 教学中可精选典型问题,从问题图形、核心条件、知识考点、方法思路等角度加以分析,引导学生掌握类比探究的方法.

3. 渗透思想方法,注重学科素养的提升

类比探究中隐含了类比思想,其中的思想核心是教学的重点,对于学生的素养提升极为重要. 因此,教学递进式几何探究题要注重思想方法的讲解,合理渗透类比思想,让学生感悟其中的思想内涵,掌握类比探究的技巧. 同时,解题过程还涉及模型思想、数形结合、分类讨论等,教学时可将思想方法进行综合,基于数学思想构建解题思路. 以思想方法的教学为核心,发展学生的数学思维,全面提升学生的学科素养.

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