摘 要:在初中數(shù)學教學中,往往出現(xiàn)這樣一種情況,許多學生做習題只會機械模仿,缺少獨立思考的能力,當題目的形式稍加變化,就束手無策。如果將變式訓練的方法加入到數(shù)學教學里,以知識點的本質(zhì)為基礎(chǔ),演變出形式不同的變式,引導學生通過不同的思路解決題目,將對學生思維積極性和變通性有很好的培養(yǎng)。本文就如何運用變式訓練培養(yǎng)學生的數(shù)學能力、提高應變能力進行研究。
關(guān)鍵詞:初中數(shù)學教學;變式訓練;提高應變能力
一、 引言
所謂變式訓練不是毫無根據(jù)的變化,而是抓住原命題的本質(zhì),不斷變換原命題的條件、或結(jié)論、或圖形等從而產(chǎn)生新的數(shù)學情境,引導學生從多個角度去尋找解決問題的答案。“變式訓練”對于教師來說是在數(shù)學教學的一個重要環(huán)節(jié),也是一條有效的教學途徑。所以在初中的數(shù)學教學里,教師引入“變式訓練”的方法,從不同的角度、不同的方位啟發(fā)學生對數(shù)學問題展開討論和思考,讓學生更加有深度地理解數(shù)學奧秘,由“變”的表象中發(fā)現(xiàn)“不變”的內(nèi)涵,再由“不變”的內(nèi)涵里探索“變”的規(guī)律,可以大幅度提升學生的思維發(fā)散和創(chuàng)新能力。
二、 在介紹新的數(shù)學概念時,引入變式,啟發(fā)學生積極觀察、分析與歸納,從表象到內(nèi)涵,培養(yǎng)學生正確全面的認知能力
從數(shù)學教學中學生的思維特征來看,學習數(shù)學概念,教師揭示它的本質(zhì)和延伸知識,遠遠比只介紹數(shù)學概念的定義更被學生理解。在數(shù)學概念教授的過程里,可以利用變式向?qū)W生展示形成概念的各個過程,通過各種變式的多樣性來調(diào)高學生學習的興趣和激發(fā)學生的學習欲望,讓學生自己“發(fā)掘”和“創(chuàng)新”,培養(yǎng)學生的觀察、分析以及概括能力。同時,運用變式的方法,也可以達到引導學生積極參與觀察、分析、歸納,從現(xiàn)象到本質(zhì),培養(yǎng)學生正確全面的認知能力的效果。
三、 在定理和公式的教學過程中,教師通過變式可以更加深刻地揭示定理和公式的內(nèi)在聯(lián)系,引導學生培養(yǎng)變通的思維能力
學生不能靈活、熟悉地應用數(shù)學定理和公式的根源在于其理解這些千絲萬縷聯(lián)系的不同形態(tài)內(nèi)容的過程是機械的,缺乏變通;也就是學生缺乏多向變通性思維形式的結(jié)果。所以在高中數(shù)學定理和公式的教學中,教師應該把握住變式中的本質(zhì)特征,將相關(guān)定理和公式之間的聯(lián)系展示給學生,同時也揭示那些公式定理成立所需的條件,從而培養(yǎng)學生辯證分析能力。
四、 學生通過變式來解決幾何圖形的問題,提高學生的幾何圖形的想象能力和發(fā)散思維
變式非毫無根據(jù)的變化,而是指對數(shù)學命題合理地進行改裝,即教師可以不斷地對命題中的非本質(zhì)特征進行更換,把問題中的條件或結(jié)論進行變換,轉(zhuǎn)變提問的形式,或適配入實際生活的各種情景,但是對象中的本質(zhì)因素穩(wěn)定不變,從而引導學生掌握數(shù)學問題的本質(zhì)特征,也便是我們俗語說的“換湯不換藥”。而在數(shù)學里,變式可分為下面三類,依次解析如下:
(一) 多題一解,適當變式,培養(yǎng)學生殊途同歸的思維能力。
數(shù)學對一個知識點的考察,有多種形式,但其題目的本質(zhì)都是一樣的。要培養(yǎng)學生的,就是透過題目看本質(zhì)的解析能力。而在實際教學過程中,對于教師來講,要善于歸類總結(jié)同類型的題目,再給學生練習鞏固。通過習題引導學生探索發(fā)現(xiàn)知識點的不同考察架構(gòu),總結(jié)出不同考察方式的不同解題途徑,感悟他們之間深層次的聯(lián)系。比如以下例題:如圖1,在△ABC中,矩形DEFG的一邊DE在BC上,點G、F分別在AB、AC上,AH是BC上的高,AH與GF相交于K?,F(xiàn)已知GF=18,BC=48,EF=10,求AK的長。
分析:這是一個“三角形內(nèi)接四邊形”的問題。通過GF∥BC,證明△AGF∽△ABC,利用“相似三角形對應高的比等于相似比”可以得到,設AK=x,然后代入AK/AH=GF/BC得到方程x/(x+10)=18/48,通過解方程求得AK=6。解決本題的關(guān)鍵是,利用比例式AK/AH=GF/BC列方程,而下面的一系列變式問題都是通過這一思路實現(xiàn)求解的。
例1 如圖2,在△ABC中,BC=16cm,高AD=8cm,矩形EFGH的邊EF在BC上,G、H分別在AC、AB上,EF=6。求HE的長。
分析:通過GH∥BC,易證△AGH∽△ACB,利用“相似三角形對應高的比等于相似比”可得AM/AD=GH/BC,設HE=xcm,然后代入得比例式方程(8-x)/8=6/16,解方程求得HE=5cm。
例2 如圖2,在△ABC中,BC=18cm,高AD=12cm,矩形EFGH的邊EF在BC上,G、H分別在AC、AB上,EH∶EF=1∶3。求矩形EFGH的周長。
分析:由GH∥BC可以證得△AGH∽△ACB,然后利用“相似三角形對應高的比等于相似比”這一定理又可得AM/AD=GH/BC,設EH=xcm,那么EF=3xcm,然后代入方程AM/AD=GH/BC得(12-x)/12=3x/18,通過解方程可以求出EH=4,故HG=EF=12cm,于是求出矩形EFGH的周長為32cm。
例3 如圖2,在三角形ABC里,邊BC=a,高AD=h,EF在BC上,G、H分別在邊AC、AB上,設HE=x,EF=y,求x與y之間的函數(shù)關(guān)系。
分析:由HG∥BC,可以證得△AHG∽△ABC,然后利用“相似三角形對應高的比等于相似比”的定理可得AM/AD=GH/BC,先證明HE=MD、GH=EF,然后得出長度關(guān)系A(chǔ)M=h-x,AD=h,GH=y,BC=a代入比例式,得到(h-x)/h=y/a,整理就可得y=a-ax/h。
(二) 一題多解,殊途同歸,通過訓練不同的解體思路,引導學生靈活地運用知識,培養(yǎng)思維性變通性。
一題多解的本質(zhì)是通過不一樣的論證方法,來反映條件和結(jié)論之間的聯(lián)系。數(shù)學上一題多解,通常運用兩種訓練方法:一是根據(jù)常規(guī)解法發(fā)散,尋求不同的解題思路,二是落實條件和結(jié)論的本質(zhì)聯(lián)系,直接發(fā)散思維思考可以通過哪些不同的思路到達結(jié)論。兩者的思考模式不一樣,但是其最終目標都是在發(fā)散性思維的基礎(chǔ)上“殊途同歸”。
例如,現(xiàn)有三角形ABC,已知D、E在邊BC上,并且線段AB=AC,AD=AE,求證:BD=CE。
思路一:從△ABC和△ADE都是等腰三角形的思路出發(fā),過三角形頂點A作底邊上的高,或底邊上的中線或頂角的平分線,由“等腰三角形底邊上的三線合一”這一項數(shù)學定理,得到垂足H是兩個等腰三角形底邊上的中點,證得BH=CH,DH=EH,從而得證兩線段長相等。
思路二:用三角形全等證明線段相等的思路,本題可想辦法證明△ABD≌△ACE,或者證△ABE≌△ACD,得兩種證法,而證明這兩對三角形全等又都可用AAS、ASA、SAS進行證明,所以此題通過這一思路有六種證法。其基本原理都是“全等三角形的對應邊相等”。
思路三:運用等腰三角形的軸對稱性,并且用疊合法可證。
在初中數(shù)學上此類方面的問題數(shù)不勝數(shù),特別是在幾何證明一類的問題上,運用一題多解的變式訓練方法大大有利于學生的理解和領(lǐng)悟。運用好一題多解的訓練方法,不僅可以將各知識點的內(nèi)涵和外延全面溝通,深化知識,還能有效培養(yǎng)學生的發(fā)散性思維。發(fā)散出多種解題思路之后多解歸一,則有利于提煉解決問題的通用方法,從各種思路中擇優(yōu)而取,培養(yǎng)學生的聚合思維。
五、 結(jié)語
變式訓練是初中數(shù)學的一項重頭戲,數(shù)學分數(shù)占比重大,在中考會對初中生的成績產(chǎn)生較大影響。初中數(shù)學中的變式訓練的特點是變通性和多樣性強,對于學生來講,抽象的數(shù)學理解起來難度相對較大,但是如果通過各類變式訓練激發(fā)學子的學習熱情,使學生在學習中找到興趣,充分掌握學習的技巧與方法,就可以有效提高初中數(shù)學的學習效率及學習效果,同時有利于初中數(shù)學老師的教學,更有利于提高學生在思考問題和學習習慣上的發(fā)散思維能力和聯(lián)想聯(lián)系能力,為學生在之后的高中、大學甚至是更深層次文化內(nèi)容的學習打好一個堅實的基礎(chǔ)。
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作者簡介:
謝金芬,福建省龍巖市,龍巖市第七中學。