魯曉虹
【摘 要】“幾何直觀”是新課標所倡導的一個核心詞,它主要是指利用圖形描述和分析問題。借助幾何直觀可以把復雜的數學問題變得簡明、形象,有助于探索解決問題的思路,預測結果。幾何直觀可以幫助學生直觀地理解數學,在整個數學學習過程中都發揮著重要作用。
【關鍵詞】幾何直觀;標圖習慣;圖形
浙教版八上第1章《三角形的初步知識》,其中很重要的一塊內容是三角形全等,它研究的是三角形的形狀、大小關系,對學生來說是一個全新的開始,這章的知識、學習方法、用圖意識等掌握好壞情況直接影響后面的特殊三角形、四邊形、相似三角形等內容的學習。全等三角形是兩個圖形之間的關系,所涉及的基本都是組合圖形,較復雜,況且要證全等需要三組條件,還要注意對應關系。對于初學者并不是件容易的事情。所以在教學過程中一定要突出基本圖形的幾何直觀意識,時刻將這種意識滲透給學生,幫助他們學會用圖形去發現解決問題的思路,學會用圖形來理解和記憶三角形全等的判定。
一、例題1:已知:如圖1,已知AB=AC,點D、E分別在AC、AB上,且AD=AE。求證:BD=CE。
分析:此圖中涉及兩個全等三角形,我們可以把涉及三角形從組合圖形中分離出來,即把△ABD與△ACE分解出來,然后再把已知條件與隱含條件標注上去,從中尋找符合條件的因素,這樣處理非常直觀,學生接受起來也水到渠成。
之后我再作了如下變式,讓學生自行完成。
如圖,已知AB=AC,再添加一個條件________,使△ABD≌△ACE。
本想有了例題教學時進行了正向的、類似的引導、分析、示范板書,再在練習環節安排此題應該問題不大,可事與愿違。竟然有相當部分學生填上BD=CE這一條件,(盡管他們有些也能找出公共角這一隱含條件),巡視及詢問做錯的同學,有把兩個圖形分解出來嗎?他們的回答是顯然的——沒有!(其實做對的同學也沒有分解圖形),條件雖然標注了,但條件多,圖形就比較混亂。看來反思是必須的,為什么前一秒講完,后一秒就錯?我之前的處理方法要改進。因為要將兩張圖分解出來的確有點麻煩,愛偷懶是人之天性嘛!對于這樣的題它的條件是對應給出的,那么其實不需要關注兩個圖形,靈機一動,集中火力攻打一個!在另一個班教學時我做了如下改進:
兩個三角形選擇一個,在原圖中用筆描出來,并把已知條件及隱含條件標注上去,注意:條件也只能標注一個,例如AB=AC,只需標注AB,因為AB才是它的邊。(像右圖那樣標注)
這樣處理之后,學生的接受程度較高,正確率也提高了。在本章檢測中就有這樣類似的題,大部分同學在應用我介紹的方法,之前的“慣犯”也做對了!顯然,從復雜中“抽取”簡單,讓條件躍然紙上,會讓直觀圖形更加直觀,更易發現解決問題的思路。
二、例題2:如圖:在△ABC和△DEF中,B、E、C、F在同一條直線上下面有四個條件①AB=DE ②AC=DF ③∠ABC=∠DEF ④BE=CF你從中選三個為題設,余下一個作為結論,可得幾個命題?其中真命題有幾個?分別給出證明。
對于這題,學生比較容易理解的是判斷全等需要三個條件,而這里就是選三個作為條件,另一個作為結論,另外這張圖也不需要挖掘隱含條件。對學生來說比較困難的是這題有幾個命題,正確的又有幾個?學生的分類意識偏弱,不知如何分類;另外圖形有兩個,又是交錯在一起,另外條件有四個,干擾信息較多,所以對于此題,分3個環節處理:
環節一:抓住結論分類,不要抓條件分類,很顯然結果有①,②,③,④四種情況,所以命題就有四種。②③④推①;①③④推②;①②④推③;①②③推④;
環節二: 用筆描出△ABC,同時把4個論斷中涉及的AB,AC,∠ABC,BE(轉化為BC)標出。(如圖1)
環節三:將序號①,②,③,④對應標注在圖上(這是我認為此題處理比較得當之處),這樣借助圖形結合序號直接可以判斷出哪些是真命題。(如圖2)
為檢驗學生對此類題的方法及分類思想的掌握情況,設置了相應的變式(要求嘗試用上面的方法):
如圖,在△ABC和BAD中,現給出如下三個論斷:
①AD=BC;②∠C=∠D;③∠1=∠2。請選擇其中兩個論斷為條件,一個論斷為結論,構造命題。寫出所有的真命題(用“______→______”形式,用序號表示)_________
這題類型沒有改變,但難度增加了,因為表面呈現出來的是兩個論斷作為條件,而全等是需要三個條件的。這需要學生自行挖出AB=BA這一隱含條件,是此題的一個難點所在。
靜候5分鐘樣子,大部分學生完成了此題,他們“學會”了處理例題時的方法,知道了分類并用彩色筆描出其中一個三角形,同時把三個論斷標示在圖上,命題形式基本上是“①②→③”即由兩個條件推出一個結論。當然也有一部分同學不知所措,因為他們知道推導兩個三角形全等需要三組條件,但題目中總共才三組,不知如何落筆。在表揚學生標上序號這一行為之后,我根據學生的答題情況作了兩點提醒:一是證明兩個三角形全等需要幾個條件?二是這幅圖是哪種類型的基本圖形。學生異口同聲說道:“假山型”(這是為了便于學生對于基本圖形的識辨,我給一些經常碰到的圖形進行了命名,像案例一中的圖命名為“剪刀型”),這時學生馬上意識到“假山型”中有公共邊,借機建議學生標上序號④(像圖4)(對于標上④是此題我認為處理得當之處)。追問學生,做這一處理之后與上面的例題一樣嗎?學生似乎有種恍然大悟的感覺:哦,原來真是一樣的!
兩個案例題型不同,考察的知識相近,所用的思想方法都一樣:先描圖,從復雜中抽取簡單,讓圖形更加直觀;再標圖,讓隱含條件躍然紙上;然后再把兩圖轉化為一圖看是否符合三角形全等的基本事實。如案例2中的變式,將隱含條件AB=BA標注為④,轉化之后思路更為清晰,處理方式與前一題幾乎一樣,讓學生體會到其巧妙之處,題變、圖變,思路不變!
三、幾何直觀能力的培養教學的一些建議。幾何教學要重視培養學生的邏輯思維能力,但幾何直觀能力的培養也尤為重要。
1.突出關注對象,排除干擾,化繁為簡。
“幾何直觀”不僅是一個核心概念,而且是培養學生敘述認識圖形的一種方法,一種思維的方式。像以上這樣的類型題,表面涉及的是兩個圖形,在自身教學過程中,以前也往往是借助兩個圖形來分析,這樣涉及圖形多,條件多,主題自然不突出,學生錯誤自然就多,而集中在一個三角形中分析,主題非常的突出,只要四個判定方法知道,這類題目如此處理自然是一個好方法。對于后續學習相似三角形,有著重要的影響。而且這種突出關注對象、排除干擾的數學能力是幾何學習很重要的一種能力,像綜合性較強的幾何題,往往是幾個基本圖形的組合,而此時就需要我們識別出來,分解出來,問題也就迎刃而解。
2.要培養學生合理使用圖形的意識。
幾何題,多數都有圖,而如何使用圖,是有講究、有方法的,像案例1中做錯的同學,他也在用圖,但沒用對,給人家感覺其思維是不清晰的。而我們的教學就是要教學學生如何合理的使用題目中的圖形,讓圖形更加直觀,讓思維更加明晰。
3.培養學生良好的幾何學習習慣。
幾何不同于代數,它具有直觀性、嚴密性、邏輯性等特點,如何培養學生良好的學習幾何習慣呢?本人認為養成學生的學習習慣包括聽課習慣、思維習慣、獨立完成作業習慣,其中最主要的是思維習慣。所以對于幾何學習,要以圖形為核心,以問題為支撐,以思考為導向,形成的一種認識事物的能力。在圖形和幾何的教學中,根據題意,將題中重要信息標注到圖中(平時所說的標圖),這樣借助條件信息都集中到圖形中去,解決問題就比較方便,因為圖形直觀,注意力集中,思維不容易被干擾。長期這樣培養與熏陶,學生的幾何學習習慣自然會好,圖形應用的意識與能力也自然會增強。
【參考文獻】
[1]中華人民共和國教育部.義務教育數學課程標準.北京師范大學出版社,(2011年版)
[2]楊小麗,劉軼.基于學生需要和認知基礎設計與實施教學.數學通報,2015.3endprint