浅谈初中数学常见探索性问题及解法

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  【摘要】近几年各地中考试卷中涌现出形式多样的探索性试题,它既能充分地考查学生基础知识掌握的熟练程度,又能较好地考查学生的观察、分析、比较、概括的能力,发散思维能力、探索发现能力、独立创新能力和解决实际问题的能力等。探索型题一般没有明确结论,没有固定的形式和方法,要求学生通过自己的观察、分析、比较、概括、得出结论,并加以论证结论的正确性。常见的探索性试题大致有3种:条件探索型、存在探索型、结论探索型。
  【关键词】初中数学;解题策略;探索性问题;创造性思维能力
  所谓探索性问题,是指在指定条件下尚不明确的结论、或由给出的结论探求满足该结论所需要的条件的一类问题。探索性问题是开放性问题中的一种,其特点在于问题条件或结论不直接给出,需要解题者充分利用已知条件进行观察、猜想、分析、归纳、推理,或探索不明确的结论,或寻找各种可能使问题成立的条件,或发现问题中所隐含的定理、公式、规律等。开放探索性题重在开发思维,促进创新,有利于培养学生的探索能力,而且还提供了创造性思维空间,是近年来数学问题中的热点问题。此类问题虽背景新颖,不拘泥于常规解法,但对于近几年中考出现的此类题还是有一定规律可循的。以下将介绍几类探索性题目及其常用的解题策略。
  一、条件探索型
  题目中由问题给定的结论去寻找待补充或完善的条件,常用“当满足什么条件时,能得到相应结论”的语句,解题时需执果索因,其解法类似于分析法,在结论成立的条件下,逐步探索其成立条件。它改变了传统的思维模式,开拓学生的逆向思维,并能提高分析问题的能力。一般解题策略:执果索因,假设有了相应结论,再通过严密推理寻找使结论成立的条件。
  例1:如图(1)在等边△ABC中,D、F分别为BC、AB上的点,且CD=BF,以AD为边作等边△ADE。(1)求证:△ACD≌△CBF;(2)探究:当点D在线段BC上何处时,四边形CDEF是平行四边形,且∠DEF=30°。分析:(1)由边角边公里不難证明;(2)当点D为线段BC中点时,由∠DEF=30°,延长EF交AD于点M,则点M为AD中点,在 CDEF 中,EM∥DC,则F也为AB边中点,即BF=1/2·AB,而BF﹦CD,∴CD﹦1/2·BC,故当点D为BC边中点时满足题目条件。
  二、 存在探索型
  这种题型是探索性问题中较常见的一类,即问题在某种题设条件下,要判断具有某种性质的数学对象是否存在,结论常以“若存在,给出证明;若不存在, 说明理由”等形式出现。一般解题策略:先假设结论成立,看是否导致矛盾,或达到与已知条件沟通,从而确定探索元素是否存在。
  三、结论探索型
  此类题没有给出结论,要求解题者由问题给定的条件去探求相应的结论一般解题策略:根据条件,结合已学知识、数学思想方法,通过分析、归纳逐步得出结论。
  例4:如图(5)正方形ABCD边长为2a,M是以BC为直径的半圆上一点,过点M与半圆相切的直线分别交AB、CD于E、F。探究:当M在半圆上移动时,切线EF在AB、CD上两交点也分别移动(点E、F分别不与A、D重合)试问四边形AEFD周长是否在变化,证明你的结论。
  
  分析:由题意知AB、CD、EFD都和半圆相切,则EB=EM,FM=FC。
  ∴四边形AEFD的周长为:AE EM MF FD AD=AB CD AD=6a(这是一个定值),故尽管切线切点移动,但该四边形的周长不变。
  此题在解答过程中运用切线长定理,把四边形AEFD的边长EF转化为EB与FC之和,从而得到周长为定值。在探索某个值变与不变的问题时,有时不能直接得出结论,通常可取特殊情况(如上题取EF∥BC),先得结论,再设法证明。以上粗略介绍了几类常见的探索性题及一般解题策略。
  最后谈几点解此类题该注意的问题:1.认真审题,理解题意,尽可能地把题目涉及到的有关概念、性质、定理、公式、方法等都弄清楚,从而获得最佳解题途径;2.挖掘题目隐含条件,提高解题正确性,做到判断正确,运算合理;3.开阔思路,这类题型要因题而定法,在充分分析命题特点的基础上,联想并利用与之相关的性质等,尽可能把问题转化为熟悉、简单的情形来处理。
  参考文献:
  [1]赵桂丽.初中数学中探索性问题的研究[J].数理化学习(初中版),2006.
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