◎黃 赤 (湖南省湘潭市湘潭縣天易水竹學校,湖南 湘潭 411100)
有很多學生認為要學好初中數學是一件很困難的事.根據筆者的經驗,這些學生存在的問題,分為以下幾種情況:
①將學不好初中數學的原因歸結為小學階段的應用題沒學好;②學習定理時,沒有認真理解定理的推導,不知道如何用幾何語言表達自己的想法和思路,能想出答案,但寫不出規范過程;③對已學知識沒有歸納、總結,無法將方法進行靈活運用;④看不出題目中的隱含條件,無法把已知條件、圖形語言與需要證明的結論相聯系.
針對以上四種妨礙學生學好數學的情況,我嘗試將數學模型融入練習課教學中,針對性地進行模型訓練,在學生掌握一些常用結論的推導后,再進行同類習題的練習.經過由陌生到熟悉的過程,學生輕松體會到成功的喜悅,自然而然就提高了學習興趣,進而增強了解題能力.
因此,練習課的重點是:熟悉模型,熟悉模型中固定結論的推導及原理.例如,講解湘教版八下數學課本的復習題1第7題,我們是這樣做的:
例1如圖1(左),已知∠AOB=30°,P是∠AOB的平分線上一點,CP∥OB,交OA于點C,PD⊥OB,垂足為點D,且PC=4,求PD的長.
從題中我們發現,將角平分線和平行線相結合,可以得到一個等腰三角形,這是由一般到特殊的過程,歸納為:
模型一:
角平分線+平行線得等腰三角形(如圖1).
學生通過探究,發現平行線、角平分線、等腰三角形,三個結論中任取其中兩個條件,就可以推導出另一個結論,正是知其二而得一.接著我們發現這道題中還涉及角平分線的性質,于是我們又深入探討角平分線的性質,得到以下兩種與角平分線有關的類型.
類型1角平分線的性質
已知:OP平分∠AOB,過點P作PF⊥OA,PE⊥OB,
則:PE=PF,△OEP≌△OFP并對稱.
歸納為:
模型二:
角平分線+兩垂直得對稱全等(如圖2左).
類型2角平分線+一垂直
已知:OP平分∠AOB,PC⊥OP于點P,延長CP交OB于點D,
則:點P是CD的中點,PC=PD,△OCD是等腰三角形,△OCP≌△ODP(這個全等不是三線合一來的,而是利用角邊角定理證明出來的,這是學生的易錯點.)
歸納為:
模型三:
角平分線+一垂直得等腰三角形(如圖2右).接下來再讓學生練習下列7個習題.
①如圖3,平行四邊形ABCD的周長為20 cm,AE平分∠BAD.若CE=2 cm,則AB=________.
②如圖4,在平行四邊形ABCD中,∠D=100°,∠DAB的平分線AE交DC于點E,連接BE,若AE=AB.求∠EBC的度數.
③如圖5,點D、E分別是AB,AC的中點,BE是∠ABC的平分線,有下列結論:①BC=2DE;②DE∥BC;③BD=DE;④BE⊥AC.其中正確的是( ).
A. ①② B. ①②③ C.①②④ D.①②③④
這三個題中圖形的形狀雖然與圖1不一樣,但其條件與我們研究的模型一相同,所以學生在理解了模型一的基礎上,對于這類問題就能迎刃而解.
④如圖6,OP平分∠AOB,PE⊥OB于點E,PE=5,求點P到OA的距離的最小值.
⑤如圖7,在Rt△ABC,∠ABC=90°,CD平分∠ACB交AB于點D,DE⊥AC于點E,BF∥DE交CD于點F.求證:DE=BF.
⑥如圖8,△ABC中∠A=90°,AB=AC,BD是∠ABC的平分線,請說明AB+AD=BC.
通過這道題回顧作輔助線的常用方法——截長補短法.
⑦如圖9,已知在四邊形ABCD中,BC>AB,AD=CD,BD平分∠ABC,求證:∠BAD+∠BCD=180°
⑧如圖10,AD∥BC,點E在線段AB上,DE,CE分別為∠ADC,∠BCD的平分線.求證:CD=AD+BC.
第⑧題的圖10,讓我們很容易聯想到三垂直模型,于是做如下訓練.
例2如圖11,∠DCE=90°,CD=EC,DA⊥AB于點A,EB⊥AB于點B,試猜想AB與AD、BE之間的關系,并證明.
三垂直模型中,我們可以得到既定的結論:∠ACD=∠E,當DC=CE時,兩三角形全等.
如圖12 ,AB=BC,BC⊥AB于點B,FC⊥CB于點C,E為BC上一點,BE=CF,試探究AE與BF之間的關系,并證明.
圖11與圖12都有三個垂直,所以基本結論相同,利用互余找出相等的角,如果有線段相等,那么就會有全等三角形.
三垂直模型與一線三等角模型是很相似的,學生由八年級升入九年級,隨著知識的增加,用發散思維讓學生自己研究這些數學模型,將結論進一步完善,所謂“授之以漁”,才是教師教學的主要目的.
由此發現,在習題教學中融入模型思想訓練后,學生在做習題時,只要遇到類似模型的問題就能更快速、準確地找到解題的方法和途徑,還會在復雜問題中,分解出自己所熟悉的模型,從中“化繁為簡”,提高了解題速度,優化了解題過程,豐富解題內涵.
但凡事過猶不及,過分地強調和突出“模型”,容易導致學生忽視知識的本源,放棄最自然的解題思路的形成,從而禁錮了思維.所以我們主張,模型的應用需要學生具有一定的知識和能力的積累,不宜以模型思維包打一切.在講授模型法解題的同時,更應注意突出模型的知識本源,形成基于通性通法的自然思路,這才是提高解題能力、優化思維品質的必由之路.
“問渠那得清如許?為有源頭活水來.”為提高學生的解題能力,在練習課中利用模型教學是一個很好的途徑.