黃文趁
[摘 ?要] 動態(tài)幾何問題是初中數(shù)學(xué)教學(xué)的重點和難點,不僅要求學(xué)生熟練掌握基礎(chǔ)知識,還要求學(xué)生具備較強邏輯思維和直觀想象能力. 在中考試卷中,動態(tài)幾何試題常常以壓軸題形式出現(xiàn),這要求學(xué)生具備較強的數(shù)學(xué)綜合能力. 初中數(shù)學(xué)動態(tài)幾何問題是初中數(shù)學(xué)教學(xué)的重點,也是中考數(shù)學(xué)考查的重點,值得初中數(shù)學(xué)教師深入研究.
[關(guān)鍵詞] 核心素養(yǎng);初中數(shù)學(xué);動態(tài)幾何問題
在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,學(xué)生普遍反映動態(tài)幾何知識很難,部分學(xué)生還存在著抗拒心理,不愿意積極學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容,究其原因在于對該部分知識的認識不到位,不能準(zhǔn)確掌握數(shù)學(xué)知識體系. 結(jié)合近幾年中考數(shù)學(xué)試卷來看,動態(tài)幾何問題往往以壓軸題的形式出現(xiàn),考查的知識點在不斷變化,如何結(jié)合核心素養(yǎng)理念提升學(xué)生初中數(shù)學(xué)動態(tài)幾何解題能力成為教師數(shù)學(xué)課堂關(guān)注的焦點,應(yīng)當(dāng)予以足夠重視.
幾何動態(tài)問題解答中常見的問題
一般來說,初中學(xué)生在動態(tài)幾何問題解答中常會遇到以下問題:(1)不重視歸納總結(jié),試題練習(xí)完后忽視了總結(jié)歸納,容易出現(xiàn)丟分現(xiàn)象,失去了學(xué)習(xí)信心;(2)閱讀能力較弱,動態(tài)幾何問題的題干信息量豐富,很多人內(nèi)心具有恐懼心理,考試中缺乏足夠的耐心閱讀題干材料,導(dǎo)致解題失??;(3)未能把握問題本質(zhì),忽視了試題背后的數(shù)學(xué)思維,教師也未能培養(yǎng)學(xué)生靈活運用數(shù)學(xué)知識的能力,思維方式僵硬死板,不利于解答數(shù)學(xué)問題;(4)忽視了輔助線的作用,而解決動態(tài)幾何問題時輔助線至關(guān)重要,關(guān)乎到學(xué)生對知識的理解和掌握,但大多數(shù)學(xué)生不能快速、準(zhǔn)確地畫出輔助線,導(dǎo)致解題時間較長;(5)數(shù)形結(jié)合應(yīng)用對動態(tài)幾何解題過程至關(guān)重要,能幫助學(xué)生把復(fù)雜問題簡單化、抽象問題具體化,但很多學(xué)生在解題時忽視了數(shù)形結(jié)合思想的作用,解題步驟煩瑣.
核心素養(yǎng)理念下初中數(shù)學(xué)動態(tài)幾何問題教學(xué)策略
1. 注重知識分類
近些年來,初中數(shù)學(xué)試卷越來越重視考查學(xué)生的核心素養(yǎng),統(tǒng)計動態(tài)幾何問題會發(fā)現(xiàn),該類試卷大多數(shù)以函數(shù)為背景來探究幾何圖形在運動中的變化規(guī)律. 每次考試后,教師要引導(dǎo)學(xué)生進行總結(jié)歸納,尋找和發(fā)現(xiàn)試題解法,找到普遍性解題方法. 很多學(xué)生心中認為動態(tài)幾何問題并沒有解決的通用方法. 實際上,通過總結(jié)能夠發(fā)現(xiàn)試題類型,根據(jù)類型可以選擇合適的解題方法和思路.
根據(jù)統(tǒng)計分析,動態(tài)幾何問題一般分為兩類試題:(1)點動型動態(tài)幾何問題,即圖形中的一點在線段、射線或直線上做某種規(guī)律運動,探究該點在運動中產(chǎn)生的函數(shù)關(guān)系或幾何圖形變化規(guī)律. 實際解題中,點動型問題又分為單點動問題和雙點動問題,判斷出點動型后結(jié)合函數(shù)的相關(guān)性質(zhì)進行求解能夠簡化求解思路,找到正確的解答方式. (2)線動型動態(tài)幾何問題,即直線、線段在平面直角坐標(biāo)系或其他幾何圖形中做運動,需要結(jié)合圖形性質(zhì)尋找思路求解問題. (3)圖形動問題,即學(xué)過的三角形、四邊形或圓形等基本幾何圖形進行整體平移、翻折等運動,在運動過程中出現(xiàn)長度、面積等變化,進而探究變化規(guī)律,找到問題的求解方法.
2. 認真審好題目
在數(shù)學(xué)問題求解中,受限于時間和解題習(xí)慣,很多學(xué)生花費很少時間來審題導(dǎo)致找不到題干中的關(guān)鍵信息. 數(shù)學(xué)教師講課時要重視培養(yǎng)學(xué)生良好的讀題和審題的習(xí)慣,厘清題干信息中的圖形關(guān)系,必要時分解題目找到其中的數(shù)量關(guān)系和圖形關(guān)系,從而把抽象表述變得具體化. 俗話說,“磨刀不誤砍柴工”,初中生在解答動態(tài)幾何問題時要重視審題過程,找到關(guān)鍵信息之間的聯(lián)系,為正確解答問題做好鋪墊.
例如,在直角三角形ABC中,斜邊AB=5,直邊BC=4,點D在邊BC上運動. 令CD=x,AD=y,試構(gòu)建起y關(guān)于x的函數(shù)關(guān)系式. 在試題分析中,學(xué)生首先畫出圖形,發(fā)現(xiàn)這是一道典型的動態(tài)幾何(單點動)與函數(shù)知識相結(jié)合的問題. 材料顯示△ABC為直角三角形,AB為斜邊,動點D在直邊BC上運動,根據(jù)AB,BC的值求出AC的值,借助勾股定理實現(xiàn)幾何問題向函數(shù)問題轉(zhuǎn)化. 在△ACD中,可知AC=3,CD=x,AD=y,根據(jù)勾股定理得y=,x的取值范圍為[0,4]. 畫出圖形、解析題干信息后,學(xué)生找了到函數(shù)關(guān)系,列出公式即可求解.
3. 把握問題本質(zhì)
數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,大多數(shù)學(xué)生解題后并不思考是如何解答的,做完后就把問題放下不管,這是一種錯誤的做法. 在問題求解中,學(xué)生要找到問題的關(guān)鍵所在,發(fā)現(xiàn)題干信息中的關(guān)鍵點,把握問題本質(zhì),找到正確思路有效求解問題. 另外,數(shù)學(xué)問題分析和求解中要關(guān)注題干背后隱藏的知識點之間的聯(lián)系,抓住關(guān)鍵信息進行求解,提升解題的正確率.
例如,如圖1所示,已知直線y=kx+b(k≠0)過點F(0,1),與拋物線y=x2相交于B,C兩點. (1)當(dāng)點C的橫坐標(biāo)為1時,求直線BC的解析式;(2)在第(1)問的條件下,點M是直線BC上一動點,過點M作y軸的平行線,與拋物線相交于點D,是否存在這樣的點M,使得以M,D,O,F(xiàn)為頂點的四邊形為平行四邊形?若存在,求出點M的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
第(1)問較簡單,學(xué)生只需要根據(jù)待定系數(shù)法求解即可. 對第(2)問求解,需要根據(jù)方程思想列出公式,即設(shè)M,D點的坐標(biāo),根據(jù)M,D,O,F(xiàn)為頂點的四邊形為平行四邊形得到MD=FO,由此求出M點的坐標(biāo). 本題求解中,要抓住題干中的本質(zhì)內(nèi)容即MDOF為平行四邊形求解.
4. 掌握解題規(guī)律
解題規(guī)律對學(xué)生來講至關(guān)重要. 解題規(guī)律針對著命題規(guī)律,針對著某類題型隱藏背后的規(guī)律,因此只有掌握好解題規(guī)律才能擺脫對“題海戰(zhàn)術(shù)”的依賴,學(xué)習(xí)效率才能更高、效果更好. 掌握解題規(guī)律一方面要在課后總結(jié)好解題方法,另一方面要進行適度練習(xí). 練習(xí)中難免會出現(xiàn)錯題,應(yīng)結(jié)合錯題找到錯誤原因、梳理出解題方法——題錯了,說明有的知識點沒有掌握好,是計算過程出現(xiàn)了錯誤,還是審題出現(xiàn)了錯誤,或解題思路不對?從中總結(jié)經(jīng)驗,針對遇到的問題找到解決方法.
以函數(shù)動點求三角形的面積為例,本類問題往往是尋找函數(shù)動點求其與兩定點圍成的三角形面積的最大值或定值. 在圍成的三角形中,若一邊固定,求其面積往往就轉(zhuǎn)化為點到直線的距離. 例如,已知拋物線y=-x2+bx+c與x軸相交于A(-1,0),B(3,0)兩點,與y軸相交于點C,拋物線對稱軸與拋物線相交于點P、與直線BC相交于點M. (1)求拋物線的解析式;(2)第一象限內(nèi)拋物線上存在點D,使得△BCD的面積最大,求出點D的坐標(biāo)和△BCD面積的最大值.
第(1)問較簡單,利用A,B點的坐標(biāo)即可求出拋物線的解析式. 針對第(2)問,如圖2所示,過D點作DH⊥x軸,則△BCD的面積為S=S+S-S,通過面積轉(zhuǎn)化求出D點的坐標(biāo)和△BCD面積的最大值. 本題考查了二次函數(shù)、梯形、三角形等多種知識點,過D點作輔助線的方法具有普遍意義,學(xué)生練習(xí)后要總結(jié)出普遍的解題規(guī)律.
5. 應(yīng)用數(shù)形結(jié)合
初中數(shù)學(xué)相對于小學(xué)數(shù)學(xué),知識內(nèi)容和數(shù)學(xué)思想方法都有所增加,特別是數(shù)形結(jié)合思想方法,初中的動態(tài)幾何問題更是離不開應(yīng)用. 動態(tài)幾何問題教學(xué)中,教師要關(guān)注學(xué)生對數(shù)形結(jié)合思想方法的應(yīng)用,幫助他們遇到動態(tài)幾何問題時能夠立刻想起數(shù)形結(jié)合思想方法,運用數(shù)形結(jié)合思想方法指導(dǎo)學(xué)生走出學(xué)習(xí)誤區(qū),利用數(shù)形結(jié)合思想方法提升初中生做題的速度,強化解題正確率,提升個體應(yīng)用水平.
在一次課堂練習(xí)中,有這樣一道試題:已知拋物線y=ax2+bx+c經(jīng)過A(-2,0),B(4,0),C(0,3)三點. (1)求拋物線的解析式;(2)在y軸上是否存在著點M,使△ACM為等腰三角形?請說明理由. 經(jīng)過分析,該試題是一道關(guān)于二次函數(shù)的動點問題,學(xué)生把A,B,C三點的坐標(biāo)代入拋物線很容易求出其解析式. 求解第(2)問時,很多學(xué)生缺乏解題思路,面對這一情況,教師需要幫助學(xué)生利用數(shù)形結(jié)合思想方法討論△ACM為等腰三角形時表現(xiàn)出來的性質(zhì),即討論AC為腰或底時,是否能夠建立起關(guān)于M點坐標(biāo)的方程. 在數(shù)形結(jié)合思想方法的引導(dǎo)下,學(xué)生從中能夠找到解題的關(guān)鍵所在. 數(shù)形結(jié)合思想方法在學(xué)生解決數(shù)學(xué)問題時至關(guān)重要,教師要予以正確引導(dǎo),明晰求解思路,為正確作答做好準(zhǔn)備.
總之,初中數(shù)學(xué)動態(tài)幾何問題作為近些年考試的熱點,數(shù)學(xué)教師要從上述幾個方面幫助學(xué)生構(gòu)建知識體系,結(jié)合常見問題進行教學(xué),提升動態(tài)幾何問題課堂教學(xué)效果.