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初中数学几何推理和图形证明教学策略分析

2016-05-14黄淑华

理科考试研究·初中 2016年9期
关键词:证明题逻辑推理证明

黄淑华

几何推理和图形证明是中学数学不可或缺的组成部分,也是其重难点内容之一.在初中数学几何推理和图形证明教学过程中,教师要引起重视,围绕目标,结合学生学情和学科特点,优选有效策略和方法,有计划、有目的、有针对性地加强学生几何推理和图形证明的渗透训练,从而帮助学生掌握数学思想方法和解题技巧,发展学生创造性思维,提升学生逻辑推理能力.

一、初中生几何推理和图形证明学习困难的原因分析

1.学生畏惧心理强,害怕学习几何推理和图形证明

几何推理和图形证明题,对学生逻辑思维能力、合情推理能力、深入分析能力以及运算能力有着较高的要求,这使得部分学生产生了畏难情绪,害怕学习几何推理和图形证明.加之,有些学生其解题能力仍停留在模仿硬套阶段,这样当他们在解新的几何推理和图形证明题时,往往无从下手,束手无策,挫伤了学生学习的自信心.因此,在平时几何推理和图形证明教学过程中,教师要引起重视,加强训练,增强学生学习信心.

2.学生过于依赖教师,抑制了学生思维和推理能力的发展

许多学生在学习几何推理和图形证明时,往往过于依赖教师,过多地期望教师能够将解题过程全面详细地展示出来,对解题方法和规律进行归纳总结,以便于自己模仿硬套.这样的学习方式忽视了学生对解题过程和方法的思考、分析、探究、概括以及综合,抑制了学生思维和推理能力的发展.因此,在初中数学几何推理和图形证明教学中,教师要引导学生积极思维,自主探究,主动获取知识,掌握方法,提升学习能力.

3.学生基础知识掌握不牢,未形成良好的学习习惯

许多学生在解几何推理和图形证明题时,往往不会看图、画图和用画.在分析题意时,无法结合题目已知条件画出正确的几何图形.尽管有些学生能够根据题目要求画出图形,但是在分析图形时,不够认真细致,粗心大意,无法做到充分利用图形进行解题.因此,在初中数学几何推理和图形证明题教学时,教师要注意夯实学生的基础知识,帮助学生形成良好的学习习惯,提高学生解题能力.

二、初中数学几何推理和图形证明教学策略

1.明确题目要素,培养学生将文字转述为图形的能力

在初中数学几何推理和图形证明教学中,教师要注意引导学生认真读题、审题,明确题目中的各要素,弄清题意,然后根据题意要求,对已知条件和结论加以分析,画出相应的几何图形,通过严谨的逻辑推理,探究出求证过程,进而使问题获得满意的解答.

比如,在“证明:等腰三角形两底角的平分线相等”这样一道题时,由于本题是一道文字转述题,无图形,无已知条件,无求证,此时,笔者首先引导学生对题意进行分析,画出图形,并用数学的语言与符号写出已知和求证.接着对已知条件、求证和图形进行研究,明确求证思路,写出求证过程;最后重新进行审视检查,查缺补漏,确保求证过程的合理性和正确性.

例1如图1所示,在△ABC中,已知AB=AC,BF,CE分别是∠ABC,∠ACB的角平分线.求证:BF=CE.

证明因为AB=AC,

所以∠ABC=∠ACB,

因为BF,CE分别∠ABC,∠ACB的角平分线,

所以∠BCE=∠CBF,因为∠ABC=∠ACB,BC=BC,

所以△BCE≌△CBF,所以BF=CE.

故等腰三角形两底角的平分线相等.

2.加强分析训练,提升学生逻辑推理和解题能力

几何推理和图形证明题类型灵活多样,在平时教学过程中,教师要注意加强学生的分析训练,借助多种思维方法,引导学生多角度、多方位地分析和解决问题,从而提升学生逻辑推理、多向思维能力和解题能力.

(1)尝试反证法,突破思维定势

反证法是一种间接证法,它不直接从题设推出结论,而是从命题结论的反面入手,先提出与命题结论相反的假设,然后经过一系列合情的逻辑推导,引出矛盾,判断出原先假设不成立,从而证明原命题结论正确.

例2如图2所示,在△ABC中,AD⊥BC于D,BE⊥AC于E,AD与BE相交于H,求证:AD与BE不能被点H互相平分.

证明假设AD与BE能被点H互相平分,则ABDE为平行四边形.

所以AE∥BD , 即AC∥BC,这与AC、BC相交于C点相矛盾.

所以,假设AD与BE能被点H互相平分不成立.

故AD与BE不能被点H互相平分.

(2)注重几何变换法,化繁为简

几何变换法是解几何图形问题的重要方法之一,它是指在研究数学问题时,将平面内分散的点、线、段、角等已知图形转移到恰当的位置,使其集中于某一基本图形中,从而深化学生对图形的认识,引导学生更好地发现问题隐含的条件,找出问题的突破口,从而使问题得以快速有效解决.

例3如图3所示,已知A、B、C、E为直线l上四个点,且 AB=CD,点P在直线l外.求证:PA+PD>PB+PC.

分析本题主要考查学生的平移变换和合情推理能力.将△PCD平移到△P′AB位置中,从而可借助平移变化的特性.

由条件AB=CD联想到平移,从而将题中的“信息”进行平移、重组,则可以使问题迎刃而解.

证明因为AB=CD,因此,可将△PCD沿直线l向左平移到△P′AB的位置.设P′B与PA交于点O,则有P′A=PC,P′B=PD.在△POB中,有PO+BO>PB;在△P′OA中,有P′O+OA>P′A. 则有PO+BO+P′O+OA>PB+ P′A.所以PA+PD>PB+PC.

总之,在初中数学几何推理和图形证明教学中,教师要立足实际,结合具体题型,引导学生运用正确的解题方法,帮助学生掌握解题技巧,发展学生思维能力,提升学生逻辑推理和分析能力.

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