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【摘要】《数学课程标准》指出:“数学教学不仅仅要使学生获得数学基础知识,基本技能,更要获得数学思想和观念,形成良好的数学思维品质,要通过各种途径,让学生体会数学思考和创造的过程,增强学习的兴趣和自信心,不断提高自主学习的能力”。因此,加强变式训练,可以促使学生的思维向多层次、多方向发散,帮助学生在问题的解答过程中去寻找解类似问题的思路、方法,有意识地展现教学过程中教师与学生数学思维活动的过程,充分调动学生学习的积极性、主动地参与教学的全过程,培养学生独立分析和解决问题的能力,从而真正把学生能力的培养落到实处。
【关键字】学变式训练 激活 学生思维
【中图分类号】G633.6
【文献标识码】A
【文章编号】1992-7711( 2020) 06-083-02
变式练习即变换问题中的条件、形式、内容或图形的位置,而问题的字实质不变;善于抓住问题的本质,且根据知识间的内在联系,把问题的可能范围向纵横方向引申和扩充。这不但有利于巩固知识,而且还能增强学生的应变创新能力及分析问题、解决问题的能力。下面是我在教学时采用的“变式训练”教学法的一点尝试。
【案例一】原题
已知二次函数的图像经过A(-3,0),B(l,0),C(0,-3)三点,求这个二次函数的解析式。
变式1:已知二次函数的图像经过一次函数y=-x-3的图像与x轴、y轴的交点A、C,并且经过点B (1,0),求这个二次函数的解析式。
变式2:已知抛物线经过两点B(l,0),C(O,-3)。且对称轴是直线x=-l,求这条抛物线的解析式。
变式3:已知一次函数的图像经过点(1,0),且在y轴上的截距是-1,它与二次函数的图像相交于A(1,m)、B(n,4)两点,又知二次函数的对称轴是直线x=2,求这两个函数的解析式。
对变式1,先让学生比较它与例题的已知条件有什么不同?再思考怎样转化为例题求解,然后讨论怎样求A、C两点的坐标。对变式2,引导学生抓住“对称轴是直线x=l”利用对称性,求点A的坐标。对变式3,要善于应用“化整为零、各个击破”的思想方法把一个综合题分解为几个简单问题来解决,逐步引导学生把变式3分解为三个简单问题:①求一次函数的解析式;②求m、n的值并画出草图分析;③求二次函数的解析式(转化为变式2)。
这组题目最终都是通过设二次函数一般式,利用三点法建立方程组来求解。通过这组“多题一解”变式训练,既可巩固强化解题思想方法,又让学生通过多题一解,抓住本质,触一通类,培养学生的变通能力,发展智力,激活思维,收到举一反三,少而胜多的效果。
【案例二】原题
如图1,分别以RtABC的三边为边向外作三个正方形,其面积分别为Sl、S2、S3,,则Sl、S2、S3之间的关系是
变式1:如图2,如果以Rt△ABC的三边为直径向外作三个半圆,其面积分别为sl、S2、S。,则sl、S2、S3之间的关系是
变式2:如图3,如果以Rt△ABC的三边为边向外作三个正三角形,其面积分别为Sl、S2、S3,则sl、S2、S。之间的关系是
变式3:如果以Rt△ABC的三边为边向外作三个一般三角形,其面积分别为S1、S2、S3,为使sl、S2、S3之间仍具有上述这种关系,所作三角形应满足什么条件?证明你的结论。
变式4: 如图4, 梯形ABCD中,AB∥DC,∠ADC ∠BCD=90°,且DC=2AB,分别以DA、AB、BC为边向梯形外作正方形,其面积分别为sl、S2、S3,则sl、S2、S3之间的关系是
变式5: 如图5, 梯形ABCD中,AB∥DC,∠ADC ∠BCD=90°,且DC=2AB,分别以DA、AB、BC为边向梯形外作正三角形,其面积分别为S1、S2、S3,则Sl、S2、S3之间的关系是
变式6: 如图6, 梯形ABCD中,AB∥DC,∠ADC ∠BCD=90°,且DC=2AB,分别以DA、AB、BC为边向梯形外作半圆,其面积分别为Sl、S2、S3,则Sl、S2、S3之间的关系是
上述题组设置由易到难,层次分明,把学生的思维逐渐引向深入。这样的安排不仅使学生复习了勾股定理,又在逐渐深入的问题中品尝到成功的喜悦;既掌握了基础知识,也充分认识了问题的本质,可谓是一举两得。
【案例三】原题
如图1,在平行四边形ABCD中,E、F分别是OB、OD的中点,四边形AECF是平行四边形吗?请说明理由。(引导学生分析,完成此例题)
变式1:若将例题中的已知条件E、F分别是OB、OD的中点改为BE=DF,其它条件不变,结论成立吗?为什么?
变式2:若将例题中的已知条件E、F分别是OB、OD的中点改为E、F为直线BD上两点且BE=DF,结论成立吗?为什么?
变式3:如图2:在平行四边形ABCD中,H、G、E、F分别为线段BO、DO、AO、CO的中点,问四边形EGFH是平行四边形吗?为什么?
变式4:如图3在平行四边形ABCD中,E、F是对角线AC上的两个点;G、H是对角线BD上的两点。若AE=CF,DG=BH,上述结论仍旧成立吗?
变式5:在图l中,若四边形AECF是平行四边形,B、D为直线EF上两点,且BE=DF,四边形ABCD是平行四边形吗?
变式6:在图1中,若四边形ABCD是矩形,E、F分别是OB、OD的中点,四边形AECF是矩形吗?
变式7:在图l中,若四边形ABCD是菱形,E、F分别是OB、OD的中点,四边形AECF是菱形吗?
这组题中,例题主要是利用“对角線互相平分的四边形是平行四边形”这个判定来证明四边形AECF是平行四边形。变式1引导学生抓实质,利用例题的判定方法,进一步熟练此判定。变式2、变式3把例题和变式l中点E、F所具有的特殊性规律变为一般性规律,培养了学生的由特殊到一般的归纳分析能力。变式4、变式5在“变”的过程中在逐步加深,让学生深刻理解平行四边形的判定定理的应用,变式6、变式7把原题进一步引向矩形、菱形,极大地锻炼了学生的思维深度、广度,提高了数学解题能力和探究能力。 【案例四】原題
如图1已知:点0是等边△ABC内一点,OA=4,OB=5,OC=3,求∠AOC的度数。
变式1:
如图2在△ABC中,AB=AC, ∠BAC=90°OA=4,OB=6,OC=2,求∠AOC的度数。
变式2
如图3,点0是等边△ABC内一点,∠AOB=110°,∠BOC=135°
试问:( 1)以OA、OB、OC为边能否构成一个三角形?若能,请求出三角形各内角的度数;若不能,请说明理由
(2)如果∠AOB的大小保持不变,那么当∠BOC等于多少度时,以OA、OB、OC为边的三角形是一个直角三角形?
一题多变是题目结构的变式,是指变换题目的条件或结论,或者变换题目的形式,而题目的实质不变,以便从不同角度,不同方面揭示题目的本质,用这种方式进行教学,能使学生随时根据变化了的情况积极思索,设法想出解决的办法,从而防止和消除呆板和僵化,培养思维的灵活性。一题多变可以改变条件,保留结论;也可以保留条件,改变结论;或者同时改变条件和结论;也可以将某项条件与结论对换等等。
【案例五】原题
已知:如图1,△AEC、△ABD都是等边三角形且B、A、C在同一直线上,连线BE、CD。请说明BE=CD的理由
变式一:条件不变、观察图形探究结论
如图2设BE、CD相交于点S,AD、BE相交于点M,AE、CD相交于点N,根据图形你还能写出哪些结论,并说明理由。
变式二:图形旋转,探究原结论是否成立
如图3:△AEC绕着点A转动时
(1)试问:BE和DC还相等吗?
(2)设DC与BE的交点为F,问:在△AEC转动过程中,∠DFB的大小是否发生变化?
变式三:在变式二的基础上、增加条件探求结论
如图4,设DC、BE的中点分别为M、N连结AM、AN、MN在△AEC绕着点A转动的过程中,请判断△AMN的形状。
本题是典型的“一题多图”型的变式训练,通过把图形中的其中一个三角形旋转,培养学生运动哲学观点,把图形同静态变为动态,创设了在运动中探索规律的情境,能对培养学生一定的创新意识,同时可以让学生掌握类比的数学思想。
以上介绍了几种基本的数学变式教学,在教学中这样的例子还很多。其实数学变式训练不是为了“变式”而变式,而是要根据教学或学习的需要,遵循学生的认知规律而设计,其目的是通过变式训练,使学生在理解知识的基础上,把学到的知识转化为能力,形成技能技巧,完成“应用——理解一一形成技能——培养能力”的认知过程。因此,教学中数学变式训练设计要巧,要有一定的艺术性,要正确把握变式的度,要有目的性,要起到引导、激发学生思维活动的作用。在变式教学中应该始终以学生为教学的主体,教师不断引导学生去思考和发现问题,最终由学生来解决问题,切实提高学生的能力。
【关键字】学变式训练 激活 学生思维
【中图分类号】G633.6
【文献标识码】A
【文章编号】1992-7711( 2020) 06-083-02
变式练习即变换问题中的条件、形式、内容或图形的位置,而问题的字实质不变;善于抓住问题的本质,且根据知识间的内在联系,把问题的可能范围向纵横方向引申和扩充。这不但有利于巩固知识,而且还能增强学生的应变创新能力及分析问题、解决问题的能力。下面是我在教学时采用的“变式训练”教学法的一点尝试。
【案例一】原题
已知二次函数的图像经过A(-3,0),B(l,0),C(0,-3)三点,求这个二次函数的解析式。
变式1:已知二次函数的图像经过一次函数y=-x-3的图像与x轴、y轴的交点A、C,并且经过点B (1,0),求这个二次函数的解析式。
变式2:已知抛物线经过两点B(l,0),C(O,-3)。且对称轴是直线x=-l,求这条抛物线的解析式。
变式3:已知一次函数的图像经过点(1,0),且在y轴上的截距是-1,它与二次函数的图像相交于A(1,m)、B(n,4)两点,又知二次函数的对称轴是直线x=2,求这两个函数的解析式。
对变式1,先让学生比较它与例题的已知条件有什么不同?再思考怎样转化为例题求解,然后讨论怎样求A、C两点的坐标。对变式2,引导学生抓住“对称轴是直线x=l”利用对称性,求点A的坐标。对变式3,要善于应用“化整为零、各个击破”的思想方法把一个综合题分解为几个简单问题来解决,逐步引导学生把变式3分解为三个简单问题:①求一次函数的解析式;②求m、n的值并画出草图分析;③求二次函数的解析式(转化为变式2)。
这组题目最终都是通过设二次函数一般式,利用三点法建立方程组来求解。通过这组“多题一解”变式训练,既可巩固强化解题思想方法,又让学生通过多题一解,抓住本质,触一通类,培养学生的变通能力,发展智力,激活思维,收到举一反三,少而胜多的效果。
【案例二】原题
如图1,分别以RtABC的三边为边向外作三个正方形,其面积分别为Sl、S2、S3,,则Sl、S2、S3之间的关系是
变式1:如图2,如果以Rt△ABC的三边为直径向外作三个半圆,其面积分别为sl、S2、S。,则sl、S2、S3之间的关系是
变式2:如图3,如果以Rt△ABC的三边为边向外作三个正三角形,其面积分别为Sl、S2、S3,则sl、S2、S。之间的关系是
变式3:如果以Rt△ABC的三边为边向外作三个一般三角形,其面积分别为S1、S2、S3,为使sl、S2、S3之间仍具有上述这种关系,所作三角形应满足什么条件?证明你的结论。
变式4: 如图4, 梯形ABCD中,AB∥DC,∠ADC ∠BCD=90°,且DC=2AB,分别以DA、AB、BC为边向梯形外作正方形,其面积分别为sl、S2、S3,则sl、S2、S3之间的关系是
变式5: 如图5, 梯形ABCD中,AB∥DC,∠ADC ∠BCD=90°,且DC=2AB,分别以DA、AB、BC为边向梯形外作正三角形,其面积分别为S1、S2、S3,则Sl、S2、S3之间的关系是
变式6: 如图6, 梯形ABCD中,AB∥DC,∠ADC ∠BCD=90°,且DC=2AB,分别以DA、AB、BC为边向梯形外作半圆,其面积分别为Sl、S2、S3,则Sl、S2、S3之间的关系是
上述题组设置由易到难,层次分明,把学生的思维逐渐引向深入。这样的安排不仅使学生复习了勾股定理,又在逐渐深入的问题中品尝到成功的喜悦;既掌握了基础知识,也充分认识了问题的本质,可谓是一举两得。
【案例三】原题
如图1,在平行四边形ABCD中,E、F分别是OB、OD的中点,四边形AECF是平行四边形吗?请说明理由。(引导学生分析,完成此例题)
变式1:若将例题中的已知条件E、F分别是OB、OD的中点改为BE=DF,其它条件不变,结论成立吗?为什么?
变式2:若将例题中的已知条件E、F分别是OB、OD的中点改为E、F为直线BD上两点且BE=DF,结论成立吗?为什么?
变式3:如图2:在平行四边形ABCD中,H、G、E、F分别为线段BO、DO、AO、CO的中点,问四边形EGFH是平行四边形吗?为什么?
变式4:如图3在平行四边形ABCD中,E、F是对角线AC上的两个点;G、H是对角线BD上的两点。若AE=CF,DG=BH,上述结论仍旧成立吗?
变式5:在图l中,若四边形AECF是平行四边形,B、D为直线EF上两点,且BE=DF,四边形ABCD是平行四边形吗?
变式6:在图1中,若四边形ABCD是矩形,E、F分别是OB、OD的中点,四边形AECF是矩形吗?
变式7:在图l中,若四边形ABCD是菱形,E、F分别是OB、OD的中点,四边形AECF是菱形吗?
这组题中,例题主要是利用“对角線互相平分的四边形是平行四边形”这个判定来证明四边形AECF是平行四边形。变式1引导学生抓实质,利用例题的判定方法,进一步熟练此判定。变式2、变式3把例题和变式l中点E、F所具有的特殊性规律变为一般性规律,培养了学生的由特殊到一般的归纳分析能力。变式4、变式5在“变”的过程中在逐步加深,让学生深刻理解平行四边形的判定定理的应用,变式6、变式7把原题进一步引向矩形、菱形,极大地锻炼了学生的思维深度、广度,提高了数学解题能力和探究能力。 【案例四】原題
如图1已知:点0是等边△ABC内一点,OA=4,OB=5,OC=3,求∠AOC的度数。
变式1:
如图2在△ABC中,AB=AC, ∠BAC=90°OA=4,OB=6,OC=2,求∠AOC的度数。
变式2
如图3,点0是等边△ABC内一点,∠AOB=110°,∠BOC=135°
试问:( 1)以OA、OB、OC为边能否构成一个三角形?若能,请求出三角形各内角的度数;若不能,请说明理由
(2)如果∠AOB的大小保持不变,那么当∠BOC等于多少度时,以OA、OB、OC为边的三角形是一个直角三角形?
一题多变是题目结构的变式,是指变换题目的条件或结论,或者变换题目的形式,而题目的实质不变,以便从不同角度,不同方面揭示题目的本质,用这种方式进行教学,能使学生随时根据变化了的情况积极思索,设法想出解决的办法,从而防止和消除呆板和僵化,培养思维的灵活性。一题多变可以改变条件,保留结论;也可以保留条件,改变结论;或者同时改变条件和结论;也可以将某项条件与结论对换等等。
【案例五】原题
已知:如图1,△AEC、△ABD都是等边三角形且B、A、C在同一直线上,连线BE、CD。请说明BE=CD的理由
变式一:条件不变、观察图形探究结论
如图2设BE、CD相交于点S,AD、BE相交于点M,AE、CD相交于点N,根据图形你还能写出哪些结论,并说明理由。
变式二:图形旋转,探究原结论是否成立
如图3:△AEC绕着点A转动时
(1)试问:BE和DC还相等吗?
(2)设DC与BE的交点为F,问:在△AEC转动过程中,∠DFB的大小是否发生变化?
变式三:在变式二的基础上、增加条件探求结论
如图4,设DC、BE的中点分别为M、N连结AM、AN、MN在△AEC绕着点A转动的过程中,请判断△AMN的形状。
本题是典型的“一题多图”型的变式训练,通过把图形中的其中一个三角形旋转,培养学生运动哲学观点,把图形同静态变为动态,创设了在运动中探索规律的情境,能对培养学生一定的创新意识,同时可以让学生掌握类比的数学思想。
以上介绍了几种基本的数学变式教学,在教学中这样的例子还很多。其实数学变式训练不是为了“变式”而变式,而是要根据教学或学习的需要,遵循学生的认知规律而设计,其目的是通过变式训练,使学生在理解知识的基础上,把学到的知识转化为能力,形成技能技巧,完成“应用——理解一一形成技能——培养能力”的认知过程。因此,教学中数学变式训练设计要巧,要有一定的艺术性,要正确把握变式的度,要有目的性,要起到引导、激发学生思维活动的作用。在变式教学中应该始终以学生为教学的主体,教师不断引导学生去思考和发现问题,最终由学生来解决问题,切实提高学生的能力。