对同一道数学题的不同解法回归知识的生成

来源 :课程教育研究·学法教法研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:aboutt
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  【摘要】数学是一门基础学科,具有严谨性、抽象性、广泛应用性三大特點,系统性强,知识链条、前后衔接、环环相扣,并总是按照“发生,发展,延伸”的规律,自然的构成每一单元的整体。数学学科不但本身分值较重,直接影响着升学,同时也影响着学生对其他学科的学习,所以学好初中数学是十分重要的。“一题多解”作为初中数学教学的重要组成部分,对于掌握解法、激发兴趣、巩固双基、启发思维具有十分重要的意义。但是在实际的教学过程中,大多是通过题海战术,局限于解题技巧和方法步骤的教学,缺乏对其本质的认识。“一题多解”教学的本质就在于方法本身的发现,让学生通过解题过程发现解题的方法。本文笔者通过用多种方法去解一道数学题,来探讨来学生对知识生成重要性的学习。
  【关键词】一题多解 知识生成 初中数学教学
  【中图分类号】G633.6 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2018)05-0268-02
  一题多解指的是通过不同的思维方式,运用至少两种以上的方法或途径来对同一道题进行解答[1]。在初中数学教学过程中,一题多解是对一道问题从不同的角度和层次进行思考与分析,然后提出不同的解决方案。一题多解教学可以拓宽学生的思维方式,有利于学生将内在知识联系起来,促进知识的转化,回归知识的生成。
  一、一题多解对初中数学教学的重要性
  1.一题多解有助于知识体系的建构
  美国认知教育心理学家奥苏贝尔曾说:“学习是无意义的、机械的还是有意义的,关键在于能否在新旧知识之间建立起合理的、实质的联系[2]。”在初中数学教学过程中,建立新旧知识的联系就是教学的一个重难点。而一题多解可以通过一道题目联系到很多的知识点,引导学生在知识间建立更多的联系。学生通过思考学习,可以对比不同解法的优缺点,进而进行知识的归纳整理,整合成一块系统的知识块,既可以减少记忆的负担,也可以增加运用的有效性。
  2.—题多解有助于提高学生解题能力
  数学的核心在于问题解决,数学教学的一个重要目的就是培养学生的解题能力。提高解题能力既要知道怎么做,还要知道为什么这么做。如果学生可以主动去进行一题多解,就会发现很多知识间存在的隐形联系,使知识间更紧密地联系在一起,进而形成一个更有序的系统,解题时能快速有效地调动知识。通过一题多解,既可以增加纵向知识间的联系,扩展知识的广度,避免机械式的做题 也有利于学生寻根溯源,增加知识的深度,避免就题论题,真正提髙解题能力,激发数学学习的兴趣[3]。
  3.一题多解有助于培养学生创新思维
  一题多解教学需要学生对同一道题目结合不同的知识、从不同的角度入手、突破常规的解题思路来解答问题。这个解题的过程就是刺激发散的过程,可以充分发挥学生想象力,通过不断的尝试把问题与以前的知识联系起来,发散能力的不同,联系到的知识范围就不同。一题多解教学在课堂上给学生灌输创新的意识,使学生在解题过程中产生认知冲突,进而激发学习数学的兴趣,激活学生的创新思维,同时,教师再根据学生的反应,设置问题,引导、启发学生进一步思考,有效提高课堂教学效果[4]。
  二、初中数学一题多解的实例分析
  本文笔者对2012年中考第25题进行改篇,通过对看到的不同的几何基本图形来进行不同的解法,研究复习初中几何三角形、等腰三角形、直角三角形、平行四边形以及菱形的知识。
  1.例题呈现
  题目:在平行四边形ABCD中(见图1),AB=5,BC=10,F为AD的中点,CE⊥AB于E,设设∠ABC=α(60°≤α<90°)。当60°<α<90°时,是否存在正整数k,使得∠EFD=k∠AEF?若存在,求出k的值 若不存在,请说明理由。
  点评:本题考查了三角形外角和定理,全等三角形的判定与性质,等腰三角形的性质,平行四边形的性质,菱形的性质,直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半的性质等知识。而作出辅助线,构造什么样的基本图形是解题的关键。
  2.求解思路及回归知识生成
  题目分析:当看到线段中点,线段平行,研究角的关系时,马上联想到构造全等三角形。延长EF交CD的延长线于G,连接CF。构图之后引导学观察图形,这个时候,重点不是解题,而是引导学生把观察到的全等三角形、等腰三角形、直角三角形找出来,然后进一步对这三个图形的基本性质,尤其关于角度方面的性质列出来。两个全等三角形的对应角相等,对应边相等 对于直角三角形,通过看图发现,斜边上的中线等于斜边的一半,也就说这个时候发现了三个等腰三角形,那么等腰三角形的性质是两个底角相等。此时,教师可以进一步提问,等腰三角形的两个底角相等是通过用什么方法证明出来的?通过画图可知是利用画底边上的高,用HL证明全等而得到。此时,又可以引导学生证明等腰三角形里三线合一的重要性质。然后教师又可以提出,既然大家都知道直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,那么这个定理又是通过什么方法证明出来的呢?其实,用这个定理是大家熟悉的,但对这个定理的生成,很多学生已经忘记了。下面来证明直角三角形斜边上的中线定理。
  证明:已知△ABC是直角三角形(见图2),AD是BC上的中线,求证AD=CB/2。
  对直角三角形斜边上的中线定理的证明过程是很重要的,通过证明过程,既可以让学生熟悉三角形中位线的定理,又可以加固线段中点加垂直,即垂直平分线在证明中的应用。通过之前对这几个基本几何图形的分解,和再次地展现定理和性质的生成,这个过程其实已经启发学生,有利于学生自主地提取已有的知识经验,与任务相关的经验,来分析问题和解决问题。因此,这个时候再回归这道题目,发现了等腰三角形△DFC,Rt△GCE,等腰三角形的性质是两个底角相等,直角三角形斜边上的中线等于斜边一半,继而是三角形的外角等于不想邻的两个内角和,就可以证出这道题。   解法1构造一个三角形
  延长EF交CD的延长线于G,连接CF(见图4)。易证△AFE≌△DFG(AAS),∴EF=GF。在Rt△ECG中,CF= EG=GF,∵BC=10,AB=5,F为AD的中点,∴DF=DC,∴∠AEF=∠G=∠DCF=∠DFC,∴∠EFC=∠G+∠DCF=2∠AEF,∴∠EFD=3∠AEF。因此,存在正整数k=3,使得∠EFD=3∠AEF。
  解法2构造另一个三角形(中考标准答案)
  思路分析:通过第一种证明方法的引入和分析,这个时候就能够启发学生,是否有另一种方法来构造全等三角形来进行证明?通过引导学生,可以发现通过一边进行延长,构成另外一个全等三角形,即连接CF并延长交BA的延长线于点G,很快证明出来。
  证明:连接CF并延长交BA的延长线于G(见图5),∵F是AD的中点∴AF=FD。在平行四边形ABCD中,AB∥CD,∴∠G=∠DCF。在△AFG与△DFC中,∵∠G=∠DCF,∠AFG=∠DFC,AF=DF,∴△AFG≌△DFC(AAS)∴CF=GF,AG=CD。∵CE⊥AB,∴∠CEG=90°∴EF=GF(直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半),∴∠AEF=∠G。∵AB=5,BC=10,点F是AD的中点,∴AG=5,AF= AD= BC=5,∴AG=AF,∴∠AFG=∠G。在△AFG中,∠EFC=∠AEF+∠G=2∠AEF,又∵∠CFD=∠AFG,∴∠CFD=∠AEF,∴∠EFD=∠EFC+∠CFD=2∠AEF+∠AEF=3∠AEF。因此,存在正整数k=3,使得∠EFD=3∠AEF。
  反思:在复杂的几何图形中,分解出基本的简单图形,在已有基本图形中寻找出基本元素及其关系的能力,而对于这些基本图形的补全,恰恰是做辅助线的思维出发点。它们的性质是解题的突破口,让学生感悟到补全基本图形,辅助线就是水到渠成,从而解有所获,因此分离基本图形非常重要,每一个知识点都让学生学透,这样综合效果就会比较好。
  解法3构造菱形
  思路分析:通过观察图形发现已经有平行四边形了,那么,我们能不能够通过构造出特殊的四边形,来证明这道题。当发现FD和DC都等于5的时候,很容易会想到构造菱形。然后,继续引导学生,菱形有什么性质,通过边、角、对角线进行分析和论证这些性质的生成,当然用大家熟悉的全等三角形去证明,是显而易见的。由于在第一种方法证明的时候,运用了三角形中位线的证明其实对这一道题也是有很大的启发。通过观察可以发现H也是EC的中点,而且FH垂直EC,也是很快证明出结论。
  证明:过点F作FG∥AB(见图6),∴AB∥FG∥DC。∵F是AD的中点,∴G是BC的中点,H是EC的中点,∴EH=CH。∵CE⊥AB,∴CE⊥FG,∴FG是EC的垂直平分线,∴∠EFG=∠CFG=∠AEF.又∵FGCD是菱形,∴∠CFD=∠CFG=∠AEF,∴∠EFD=∠EFG+∠CFD+∠CFG=3∠AEF。因此,存在正整数k=3,使得∠EFD=3∠AEF。
  3.解题心得
  任何知识都有其存在的背景,这种背景是知识赖以形成和发展的土壤。在特定的背景下,知识的形成和发展有其自身的规律。几何知识的学习需要经历知识的形成和知识的应用两个基本阶段,在解题的时候,需要启发学生提取已有的知识经验,和多边形学习中运用,对角线的经验,让学生自主地提取,与任务相关的经验,来分析问题和解决问题,并在证明之后通过反思总结来强化这种经验。当我们在研究几何证明题时,设计意图,从图形结构出发,体会图形性质,是图形构成要素和相关要素在图形变化下的不变特征,把选择性注意聚焦到题目的需求当中。因此在教学中,要突出演绎法,着重引导学生运用推理几何的方法探索证明和应用性质定理,发展逻辑思维能力,用观察归纳,建立知识之间的联系,强化知识的生成过程,实现系统化,着重解题规律总结,提炼核心规律。提升是在学生领悟的基础上的知识生命的拓展,通过对现有知识的成功领悟,让学生的求知欲望,探究的情神得到张扬和发挥[5]。
  三、一题多解应用过程中需要注意的问题
  1.选择相关的例题,多让学生进行解题过程的练习
  人才培养的最高目标在于培养他们的创造能力和创新意识。学数学的本质是什么?学数学的本质是提升思维能力,而不是应付考试。如果能把学数学的观点改为思维能力,那就可以把知识彻底学通,把题目彻底做通,在提高成绩的同时,还锻炼了思维能力,对以后的学习、甚至是对以后的人生也是受益匪浅的[6]。在初中数学一题多解教学过程中,教师可以选择相关的例题,让学生尽可能多地进行解题过程的练习。在教学过程中需要注意两个方面:一方面,要求学生的解题方法必须是由常规解法到新颖的解法,要由浅入深,循序渐进地加快解题的速度,逐步提高解题的水平。另一方面,面对同一道题,要看谁想出的解题方法最多。实践证明,面对一道数学题,学生的解法越多,思路则越加开阔。在一题多解教学过程中,教师可以启发学生从多个角度来思考,也可以启发学生依据题意,从多个角度对题目中的已知条件进行表达,从而达到开阔思路的目的。
  2.采用提问式教学,启发学生进行一题多解的思考
  万变不离其宗,只要把其中的道理搞明白,一理通而百理明。同理,数学题目也是有规律的,要深入题目的本质,找到题目的规律,做通一题一片题都会了[7]。在初中数学课堂教学中,教师还可以采用提问式启发学生进行一题多解的思考。由于时间限制,面对一道题目,学生只需要阐述自己的解题思路即可,这样有利于老师迅速地了解学生的思维状态,从而对其进行正确的引导,帮助学生主动寻找出多种解题方法。比如,在解题过程中,教师可以启发学生,根据题目已知条件,进行未知数的设置,然后列出方程式,同时,也可以启发学生根据题目已知条件进行逆向思维,通过一正一反的解题方法来启发学生的思维方式,这也是一题多解的典型体现。
  四、结语
  真正的学习有两个关键要素:一是万变不离其中,二是通过多种解法发现规律。紧扣问题、探索过程、归纳性质是发现方法的桥梁,是产生解题灵感的素材,数学的一题多解教学必须紧紧围绕这一素材,才能合乎数学思维的发展规律,有效激发数学教学的创新理念[8]。教师应该引导学生从不同角度分析问题,找出不同的解题思路,引导的方式也是多种多样的,既可以可以采用口述,也可以要求学生书写解题过程。无论采用何种方式,最后教师都需要对多种解题思路的优点和缺点进行总结,回归知识的生成,鼓励学生继续开阔思维,寻求更多解题思路。
  参考文献:
  [1]马娇娇,侯万胜.在初中数学一题多解中培养学生的数學思维的探讨[J].中华少年.科学家,2016,12:169-170.
  [2]张唯.培养多变思维,实施一题多解教学[J].中学课程资源,2013,10:28-28.
  [3]陈峰.“一题多解”是提高初中数学教学有效性的“催化剂”[J].中学数学研究(华南师范大学):下半月,2017,9:22-25.
  [4]李文斌.从初中数学的一题多解谈培养中学生创新思维能力[J].中国校外教育:中旬,2010,1:54-54.
  [5]陶强绪.“一题多解”法在初中数学中的运用[J].教育科学(全文版),2017,03(05):00068-00068.
  [6]吴美娟.开拓思路,一题多解——初中数学教学设计分析[J].数学教学通讯,2017,17:60-60.
  [7]吴美娟.开拓思路,一题多解——初中数学教学设计分析[J].数学教学通讯,2017,17:60-60.
  [8]罗淬.“一题多解”在初中数学教学中的应用实践[J].《教育(文摘版),2017,10(03):00111-00111.
其他文献
2016来,临汾市水利局认真贯彻落实中央、省、市水利决策部署,把水利建设作为补短板、扩内需、稳增长和打赢脱贫攻坚战的重要举措,针对水利设施薄弱环节,攻坚克难,狠抓落实,水
鲍照看待死亡的视角是超前的,他没有像传统的中国哲学一样逃避对死亡的认知,也不把死亡当成仅仅是一个终点,与众不同的是, 鲍照看待死亡的态度十分复杂, 与他的仕途经历和认
【摘 要】随着互联网经济的发展,互联网技术已经走进了各个领域,各个行业,对人们的生产和生活产生了越来越大的影响,而在这种发展状况下,微课—这种新型教学模式,也逐渐应用于教学的方方面面。高中数学科目作为高中文化课中主要科目之一,微课运用于高中数学也是一种必然,合理应用微课有利于学生理解并掌握高中数学知识,微课能够将数学知识简单化,让学生更易理解,同时也能激发学生的学习兴趣,对学生学好数学学科起巨大的
目的:探讨益母草注射液联合缩宫素治疗剖宫产孕妇术中及术后出血的有效性和安全性。方法选取120例行剖宫产分娩孕妇,按照给药方法不同分为观察组和对照组各60例,对照组应用缩宫
目的:探讨心理行为干预对直肠癌术后患者负性情绪及治疗依从性的影响。方法选取该院2010年8月至2014年7月收治的79例直肠癌患者,按入院先后顺序分为对照组38例与观察组41例。对
目的了解冠心病伴牙周炎患者血浆Apelin变化及临床意义。方法收集冠心病伴牙周炎者58例,单纯冠心病不伴牙周炎50例,同期体检的健康者50人设为对照组,比较患者的探诊深度(PD)、
(中国,北京.2008年2月4日)伴随着壮观的焰火燃放、多彩的街道游行、少林武术表演和175英尺长的舞龙表演,“时代中国”在英国各地举办的中国春节庆祝活动正式开始,英国将掀起一股巨
【摘 要】篮球运动是实现学校体育目的任务的重要组成形式,是课堂篮球教学的巩固和延伸,它可以弥补体育课堂教学的不足,增强学生体质,提高运动技术水平,丰富业余文化生活,培养学生终身体育意识、能力和习惯,也让我们的学生认识到身体健康的重要。在“健康第一”的指导思想下,中学体育课程的改革,将进一步注重学生的兴趣培养和个性发展。培养学生的自我锻炼能力和终身体育观念已成为当今篮球课教学的主要任务,为了让学生们
在原材料价格上涨,人力成本上升,以及人民币对美元汇率浮动等国际背景下,给通用机械制造业带来了巨大的成本压力,应该说是通用机械行业正面临的一次挑战。面对现状,通用机械
根据贵州开磷集团息峰重钙厂年产80万t硫磺制酸装置工程用离心鼓风机供货合同的需要,由沈阳鼓风机(集团)有限公司和广州汽轮机股份有限公司共同承担了离心鼓风机组的研制任务。