浅谈初中数学教学中的创造性学习

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  【摘要】 在初中数学教学中,要变“教”为“导”,营造一种生动活泼的教学气氛. 要充分利用学生的新奇感,引导学生观察,鼓励学生联想,进行创造性学习.
  【关键词】 数学教学;创造性学习
  当前改革发展素质教育,强调对学生的创新能力和创新精神的培养,数学教育改革之一在于引导学生进行创造性学习. 要想让学生学好数学,想要有一理想的教育效果,中学数学教育就必须引导学生进行创造性学习,以下是在教学中引导学生进行创造性学习的一点做法.
  一、变“教”为“导”,营造一种生动活泼的教学气氛. 把学生引入到“设境——探究——分析——发现——解决”的主动学习过程中去
  例如:证明两线段或两角相等的过程中,有这样一道题:
  例1 已知:⊙O,⊙O′交于P,Q两点,过P点作直线APB,CPD分别交⊙O于A,C,交⊙O′于B,D,且∠APQ = ∠DPQ,求证:AB = CD.
  分析Ⅰ 就现有图形来看,无任何三角形可供利用,故应设法添置辅助线,以AB,CD为对应边构造出全等三角形,并且使这两个三角形与已知条件有充分的联系,自然想到利用两圆的另一交点Q,连接QA,QB,QC,QD,要证AB = CD,只须证△QAB ≌ △QCD. 很容易发现∠QAB = ∠QCD,∠QBA = ∠QDC. 于是只须证QA = QC(或QB = QD),连接AC,只须证∠QAC = ∠QCA就可以了,因为∠QAC = ∠QPD,∠QCA = ∠QPA,因而只要∠QPD = ∠QPA就行了,这恰与已知条件相吻合,故命题得证.
  证明 (如图1)连接QA,QB,QC,QD,AC.
  ∠QPD = ∠QPA∠QAC = ∠QPD∠QCA = ∠QPA
  ?圯∠QAC = ∠QCA,QA = QC
  又∵∠PAQ = ∠PCQ
  ∠B = ∠D
  ?圯△QAB ≌ △QCD?圯AB = CD.
  分析Ⅱ 因为AB,CD各与两圆的弦长有关,考虑到垂径定理和等量的同分量相等,自然会将矛盾转化为AB = CD ?圯 EF = GH(图2),仍然看不出EF,GH之间关系的原因,是因为它们所处的位置不利,若分别将它们平移到OM和O′N,只须证明Rt △OMO′ ≌ Rt△O′NO就够了,因为OO′为共用斜边,故只须证∠OO′M = ∠O′ON就行了,再联系到已知的∠QPA = ∠QPD及O,K,P,G和O′,K,P,H分别共圆,问题就解决了.
  证明 (如图2)O′,K,P,H和O,K,P,G分别共圆.
  ∠O′ON = ∠QPD∠OO′M = ∠QPA∠QPA = ∠QPD
  ?圯 ∠O′ON = ∠OO′M∠O′NO = ∠OMO′ = 90°OO′ = OO′
  ?圯 Rt△O′NO ≌ Rt△OMO′?圯 OM = O′N ?圯 EF = GH ?圯 AB = CD.
  二、在教育教学中,发现学生有一种新奇感,并且对新东西善于联想,是进行“创造性学习”的好素材
  如:证一线段为另一线段的2倍,可证长线的一半等于短线,或证短线的2倍等于长线.
  例:三角形任一顶点至垂心的距离,等于外心至对边的距离的二倍. 针对这个问题,可以拓展学生思维,通过逻辑因果关系的分析,来改善学生的思维空间,实现学生认知能力的飞跃和突破,从而促进学生想象能力的不断增长.
  例2 已知:H是△ABC的垂心,O是外心,OL⊥BC于L. 求证:AH = 2OL.
  分析Ⅰ 作直径BD,则OL的2倍为CD(即OL = ■CD),那么只须证AH = CD即可,因AH,CD均垂直于BC,故平行,若再得AD∥HC即可. 不难发现它们都垂直于AB,故四边形ADCH为平行四边形,∴ AH = CD = 2OL.
  证明 (如图3)作直径BD,连接AD,CD,则2OL = DC.
  ∴ AD⊥AB,DC⊥BC.
  ∵ H是△ABC的垂心,
  ∴ CH⊥AB,AH⊥BC.
  ∵ AD∥CH,CD∥AH,
  ∴ 四边形AHCD是平行四边形,
  ∴ AH = CD,∴ 2OL = AH,即AH = 2OL.
  分析Ⅱ 作△ACH的中位线,把AH折半为MN,只须证MN = OL即可. 因OL,MN都垂直于BC,故平行可转证OM与LN也平行,由平行四边形的对边相等确定OL = MN. 由垂心、外心和中位线的性质,OM∥BH∥LN即可得证.
  证明 (如图4)作△ACH的中位线MN,连接OM,LN,.
  ∴ MN∥AH,且MN = ■AH.
  又 ∵点O是外心,点H是垂心,
  ∴ AH∥OL,BH∥LN∥OM(BH⊥AC,OM⊥AC),
  ∴ 四边形OLNM是平行四边形,
  ∴ OL = MN,∴ AH = 2OL.
  分析Ⅲ 若取AH的中点E,只要证EH = OL就行了,这可以构造全等三角形来证明,取BH的中点F,AC的中点M,连EF,OM,LM,则得△HEF和△OLM的对应边互相平行,且EF = LM,所以全等. 所以AH = 2EH = 2OL.
  证明 (如图5)取AH的中点E,BH的中点F,AC的中点M,连接EF,OM,LM.
  ∴ EF∥AB 且 EF = ■AB,ML∥B 且ML = ■AB,即EF∥ML,且EF = ML .
  又 ∵点O是外心,点H是垂心,
  ∴ BH⊥AC,OM⊥AC,AH⊥BC,OL⊥BC,
  ∴ FH∥MO,EH∥LO,
  ∴ ∠FEH = ∠MLO,∠EFH = ∠LMO.
  在△HEF和△OLM中,
  ∠FEH=∠MLO,EF = ML,∠EFH = ∠LMO.   ∴ △HEF ≌ △OLM(ASA),∴ EH = OL,∴ AH = 2OL.
  三、引导观察,启发想象
  在教育过程中引导学生对所学内容进行全面、深入、正确的认识,可以让学生在观察中获得新的发现,从而进行“创造性学习”. 而创造离不开想象,必须想方设法采用一切可能去培养学生的想象能力,从而为学生的创造打下优良基础,在教学设计中,可以通过学生进行一系列具有逻辑因果关系的想象活动的训练,来改善学生的思维空间,实现认知能力的飞跃和突破,从而促进学生想象能力的不断增长,这样就能让学生顺利展开“创造性学习”,有助于提高分析问题、解决问题的能力.
  例3 BC为⊙O的直径,AD⊥BC,垂足为D,■ = ■,BE和AD交于E,求证:AE = BE(图6)
  分析Ⅰ 如图7,连接AB,AC,由BC为⊙O的直径可推出∠ = 90°,即∠BAE + ∠EAC = 90°. 由AD⊥BC,可得∠C + ∠EAC = 90°,即可得到∠BAE = ∠C,又由已知的■ = ■可推出∠ABE = ∠C,这样即可得到∠ABE = ∠BAE,即结论成立.
  证明 略.
  分析Ⅱ 如图8,连接AB,FC,由AD⊥BC,可得∠EDB = 90°,由BC为⊙O的直径,可推出∠BFC = 90°,即∠EDB = ∠BFC. 观察图中得∠EBD = ∠FBC,即可得出△BED ∽ △BCF,于是得∠BED = ∠C. 观察图中得∠BED = ∠BAE + ∠ABE,∠C = ∠BAE + ∠ABE,由结合图得∠C = 2■ = ■∠ABE,所以∠ABE = ∠BAE得AE = BE.
  证明 略.
  分析Ⅲ 如图9,连接AB,OA,由已知■ = ■, 可推出OA平分BF,且经过圆心O,于是OA⊥BF,即∠AEF + ∠OAE = 90°,又由AD⊥BC,可得∠BED + ∠EBD = 90°. 观察图中可得∠AEF = ∠BED,从而可得∠OAE = ∠EBD①. 由图中得OA = OB,所以∠OAB = ∠OBA②,② - ①,得∠OAB - ∠OAE = ∠OBA - ∠EBD,即∠BAE = ∠ABE,于是得结论AE = BE.
  分析Ⅳ 如图10,连接AB,并将半圆O画成整圆,延长AD交辅助半圆于点M,由已知的BC为⊙O的直径,AD⊥BC,可推出■ = ■,而■ = ■是已知的,所以可由■ = ■推出∠BAE = ∠ABE,从而结论成立.
  证明 略.
  题目还可变为“BC为⊙O的直径,AD⊥BC,垂足为D,■ = ■,BF和AD交于E,求证:(1)AF2 = BE·BF;(2)若BD = 1,AD = 2,求tan∠DBE的值;(3)求证:BF = 2AD”等进行观察,启发想象.
  总之,“创造性学习”的形式多种多样,除了以上的方法,还可以在教学中根据不同气氛,不同形式采用不同的方法进行创造性学习.
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