陳麗娜
摘要:“一題多解”是立足不同角度,辯證分析問題,綜合解決問題的有效方法,契合中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)理念,對培養(yǎng)創(chuàng)新思維、提高教學(xué)成效有重要作用。但是,“一題多解”核心不在于拼湊解題方法,而在于既要構(gòu)建思維體系,按圖索驥求解,又要突破思維定式,獨(dú)辟蹊徑創(chuàng)新,形成既有“套路”又有“出路”的良好格局。本文以一道幾何題為例,談?wù)勅绾蝿?chuàng)新教學(xué)實踐,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維和創(chuàng)新能力。
關(guān)鍵詞:一題多解;創(chuàng)新思維;思維定式
通過教學(xué)實踐,我發(fā)現(xiàn)中學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)普遍存在“三會三不會”現(xiàn)象,即會死記硬背,不會活學(xué)活用,習(xí)慣于見過做過的不一定會,沒見過做過的基本不會;會死搬硬套,不會融會貫通,習(xí)慣于套用公式,稍有變通就錯漏百出;會囫圇吞棗,不會真學(xué)真懂,習(xí)慣于答案抄了,錯題改了,下次碰到照錯不誤。這種機(jī)械化學(xué)習(xí),容易挫傷學(xué)習(xí)積極性,陷入“讀書死-死讀書”的惡性循環(huán),甚至形成談“數(shù)”色變的心理陰影。要克服“舊題不熟、新題不會、變通不行”的機(jī)械化學(xué)習(xí),推進(jìn)數(shù)學(xué)教學(xué)由死記硬背、題海戰(zhàn)術(shù)式的應(yīng)試教育向融會貫通、舉一反三的素質(zhì)教育轉(zhuǎn)變,重點在于既要構(gòu)建思維體系,按圖索驥求解,又要突破思維定式,獨(dú)辟蹊徑創(chuàng)新,激發(fā)學(xué)習(xí)熱情,提高學(xué)習(xí)成效。
“一題多解”是數(shù)學(xué)教學(xué)的重要方法,對啟發(fā)創(chuàng)新思維、鞏固教學(xué)成效有著重要作用?!吨袑W(xué)數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)調(diào)要引導(dǎo)學(xué)生自主探索、自主創(chuàng)新,努力培養(yǎng)創(chuàng)新能力,鼓勵開展啟發(fā)性、發(fā)散式教學(xué)。然而,當(dāng)前“一題多解”文章大多局限于羅列解題方法,有的羅列五、六種甚至十幾種解法,好像“誰解法多,誰就能力強(qiáng)、水平高”,有些解法明顯東拼西湊,濫竽充數(shù),創(chuàng)新啟發(fā)不夠。因此,我們要辯證看待“一題多解”,既要梳理常規(guī)思路,順藤摸瓜,又要突破思維定式,另辟蹊徑。本文以一道幾何題為例,將“一題多解”向“一題多思”延伸,努力實現(xiàn)既有“套路”又有“出路”的教學(xué)實踐。
例題:如圖1所示,在△ABC中,點D為AB中點,AE⊥BC,AE交CD于點F,若CE=BD,∠B=60°,求證:DF=CF。
套路一:幾何證明法
幾何證明法關(guān)鍵在于構(gòu)建全等或相似圖形,運(yùn)用相關(guān)定理判斷線線之間或夾角之間的關(guān)系。有時,現(xiàn)有條件無法直接構(gòu)建全等或相似圖形,可通過輔助線構(gòu)建全等或相似圖形。常見輔助線大體分為三類:平行線、延長線、等分線。
方法一:作“平行線”,構(gòu)建全等或相似圖形
解法一:過D做DG∥BC交AE于G,在△ABE中證明DG=BE,并證明△FGD≌FEC,得DE=DC。
解:過D做DG∥BC交AE于G,如圖2所示
∵DG∥BC,AE⊥BC,D為AB中點,∠B=60°
∴DG=BE,BD=BE
∵CE =BD,∴DG=CE,
∵DG∥BC ∴∠FDG=∠FCE
又∵DG=CE,∠DFG=∠CFE
∴△FGD≌FEC,則DF=CF。
方法二:作“延長線”,構(gòu)建全等或相似圖形
解法二:延長AE于G,使得CG∥AB,構(gòu)造△EAB∽△EGC,證明CG=AB,得CG=AD,再證明△ADF≌△GCF,得 DF=CF。
解:延長AE于G,使得CG∥AB,如圖3所示
∵AE⊥BC,D為AB中點,∠B=60°
∴AD=BD=BE,
∵CE =BD ∴CE =BE
∵CG∥AB,∴△ABE∽△GCE,
又∵CE =BE,∴CG=AB=AD
∵CG∥AB,∴∠DFA=∠CFG,∠FAD=∠FGC
∴△ADF≌△GCF,則DF=CF
解法三:延長CD于G,使得BG∥AE,通過構(gòu)造△DAF≌△DBG得FD=DG,因為△CEF∽△CBG,得DF=CF。
解:延長CD于G,使得BG∥AE,如圖4所示
∵D為AB中點,∴AD=BD
∵BG∥AE ∴∠FAD=∠GBD
∵∠FDA=∠GDB
∴△DAF≌△DBG,DF=DG=GF
∵AE⊥BC,D為AB中點,∠B=60°
∴BD=BE
又∵CE =BD ∴CE =BE
∵BG∥AE
∴△CEF∽△CBG,則CF =GF=DF。
方法三:作“等分線”,構(gòu)建全等或相似圖形
解法四:延長BA至G,使得GA=AD,通過平行線等分線段定理證明AE∥CG,又因為A為GD 中點,得F為CD中點。
解:延長BA至G,使得GA=AD,如圖5所示
∵D為AB中點,∴GA=GB
∵AE⊥BC,D為AB中點,∠B=60°
∴AD=BD=BE,
∵CE =BD ∴CE=BE=BG
∵GA=BG,CE=BG
∴.AE∥CG
∵GA=AD∴CF=FD
套路二:代數(shù)求解法
代數(shù)求解法關(guān)鍵在于將線長與夾角用代數(shù)表示,通過比較確定相互關(guān)系。在構(gòu)建代數(shù)關(guān)系時要用輔助線構(gòu)建全等或相似圖形。以下以作平行線為例進(jìn)行說明,其他輔助線參照使用。
方法四:作平行線,構(gòu)建代數(shù)關(guān)系式
解法五:過D做DG∥AE交BC于G,設(shè)CE= x,則CE=EG=GB= x 。利用直角三角形性質(zhì)計算各線數(shù)值。
解:過D做DG∥AE交BC于G,如圖6所示
設(shè)CE= x,
∵DG∥AE,D為AB中點,
∴BG=EG=BE
∵AE⊥BC,D為AB中點,∠B=60°
∴AD=BD=BE,
∵CE =BD
∴CE=BE=EG,則AD=BD=2CE=2x,CE=EG=BG=x
在Rt△BDG中,∠B=60°,BD=2x,BG=x ∴DG= x
在Rt△CDG中,CG=2x ,DG= x ∴CD= x ,
又∵DG∥AE,CE=EG
在Rt△CEF中 ,EF=DG=x,CE=x
∴CF=x=CD,則CF=FD
出路法:反證法
當(dāng)遇到代數(shù)求解或幾何證明都行不通或很繁瑣時,可另辟蹊徑,用反證法尋找矛盾,反證假設(shè)的不合理性。利用反證法時可用輔助線尋找矛盾。以下作平行線進(jìn)行說明。
方法五:作平行線,尋找矛盾關(guān)系
解題六:過F做FG∥AB交BC于G,假設(shè)CF≠DF,利用相似三角形性質(zhì)證明CG=BG,進(jìn)而證明CF=DF,說明假設(shè)不成立。
解:過F做FG∥AB交BC于G,如圖7所示
假設(shè)CF≠DF
∵FG∥AB,∴G不是BC中點,即CG≠BG,
設(shè)CE=a,EG=b,BG=c,
∵AE⊥BC,D為AB中點,∠B=60°
∴AD=BD=BE,
同理,在Rt△EFG中,F(xiàn)G=2EG=2b
∵CE=BD
∴CE=BE,則BD=BE=2a,b+c=2a ①
∵FG∥AB,所以△CFG∽△CDB,則
=,即= ②
由①②可知,a=2b,c=3b
∴a+b=c,即CG=BG
∵FG∥AB ∴CF=DF與假設(shè)矛盾,則假設(shè)不成立,即CF=DF
以上羅列的只是部分解題方法,起到拋磚引玉作用。本文重點不在于羅列所有解題方法,而在于既梳理常規(guī)解題的思維體系,又尋求突破思維定式的特殊技巧,不斷強(qiáng)化數(shù)學(xué)思想、創(chuàng)新思維,從本質(zhì)上、宏觀上理解數(shù)學(xué)內(nèi)涵,規(guī)避題海戰(zhàn)術(shù),提高教學(xué)成效。只要在教學(xué)實踐中注重培育創(chuàng)新思維,由積累解題方法向構(gòu)建思維體系上轉(zhuǎn)變,學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、思維層次、學(xué)習(xí)成績就能有一個質(zhì)的飛躍。
參考文獻(xiàn):
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