■袁冬華
平面幾何是整個(gè)幾何學(xué)的重要基礎(chǔ),也是學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)、實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的必要途徑。學(xué)生剛剛步入初中階段,正經(jīng)歷從數(shù)到形、從運(yùn)算到推理的轉(zhuǎn)變,尤其是學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)對(duì)象的變化,導(dǎo)致學(xué)生感覺幾何學(xué)習(xí)困難重重。因此,如何引導(dǎo)學(xué)生入門一直是一個(gè)教學(xué)難點(diǎn)。多年來,筆者在平面幾何入門教學(xué)方面做了一些嘗試和探索,以供大家參考。
幾何直觀是指在解題的過程中,運(yùn)用圖表進(jìn)行問題分析和描述。教師采用幾何直觀的方式,可將抽象問題形象化,幫助學(xué)生厘清解決問題的思路。在平面幾何入門教學(xué)中,教師要先讓學(xué)生對(duì)幾何知識(shí)有一定的感性理解,然后在題目分析的基礎(chǔ)上,通過對(duì)所給幾何圖形的位置關(guān)系、形狀大小等進(jìn)行具體分析,逐級(jí)逐步抽象出本質(zhì)特征,舍棄非本質(zhì)特征。
例1 如圖1,已知∠AOC和∠BOD都是直角。
(1)在∠DOC=30°的情況下,∠AOB是多少度?
(2)在圖中還有哪些角是相等的?如果∠DOC≠30°,它們還仍然相等嗎?
(3)如 果∠DOC度 數(shù) 減 小 了,那 么∠AOB的大小會(huì)發(fā)生什么變化?
例1 的設(shè)計(jì)主要是依照學(xué)生的心理活動(dòng)順序來進(jìn)行的,從特殊到一般,符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律。在解答問題(2)時(shí),教師要指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)題目所給的不變的角,來對(duì)變化的角度關(guān)系進(jìn)行研究;對(duì)于問題(3),不僅要指出變化的規(guī)律,還要解釋該規(guī)律成立的原因,這恰好利用幾何直觀的支架,感受空間觀念的合理設(shè)計(jì)。教師在分析和解答的過程中,要幫助學(xué)生深入探究問題,抓住圖形的本質(zhì),提升他們的幾何直觀能力和推理能力。
在幾何知識(shí)的學(xué)習(xí)過程中,幾何概念、定理是重要的基礎(chǔ)知識(shí)。在進(jìn)行相關(guān)概念及定理的教學(xué)過程中,教師要一字一句地講解,對(duì)于核心的字句重點(diǎn)強(qiáng)調(diào),在黑板上用不同顏色的粉筆畫出;在反饋環(huán)節(jié),盡量采用選擇題和判斷題的方式來加強(qiáng)學(xué)生對(duì)概念及定理的理解。比如,教授“過一點(diǎn)有且只有一條直線與已知直線垂直”時(shí),教師可以提醒學(xué)生對(duì)比“過直線外一點(diǎn)有且只有一條直線與這條直線平行”,用不同顏色的粉筆在黑板上進(jìn)行重點(diǎn)標(biāo)記,在“直線外”這三個(gè)字下方畫波浪線,同時(shí)把“外”字進(jìn)行重點(diǎn)圈出,幫助學(xué)生正確區(qū)分這兩個(gè)基本事實(shí)。
在平面幾何的入門學(xué)習(xí)階段,學(xué)生對(duì)圖形的了解僅是圖形的直觀性認(rèn)識(shí),對(duì)于圖形的表示方法還沒有進(jìn)行深入的學(xué)習(xí),也很難進(jìn)行幾何圖形的推理以及相關(guān)的語言表達(dá)。因此,教師要根據(jù)圖形特征,幫助學(xué)生理解幾何常用語,正確理解文字語言的圖形表達(dá),逐步引導(dǎo)學(xué)生將文字語言翻譯成圖形語言及符號(hào)語言。在實(shí)際教學(xué)中,教師可通過填寫規(guī)范句培養(yǎng)學(xué)生幾何語言的運(yùn)用能力,重點(diǎn)讓學(xué)生通過自身對(duì)于圖形的感受、練習(xí)題目的實(shí)踐來對(duì)圖形的相關(guān)性質(zhì)進(jìn)行全面的把握。
例如,“線段的中點(diǎn)”三種語言相互轉(zhuǎn)化:
文字語言:點(diǎn)M把線段AB分成兩條相等的線段AM和MB,點(diǎn)M叫作線段AB的中點(diǎn)。
平面幾何中的圖形主要由一些基本圖形組成,教師可以運(yùn)用多媒體或者實(shí)物操作等手段讓學(xué)生直觀地感受圖形平移、軸對(duì)稱以及旋轉(zhuǎn)等變化,全面了解幾何圖形的本質(zhì),認(rèn)識(shí)軸對(duì)稱的美,體會(huì)圖形之間的變化美,提升學(xué)習(xí)興趣。
在研究平面幾何問題時(shí),準(zhǔn)確、清晰地畫圖、識(shí)圖可以幫助學(xué)生更快地找到解題思路。畫圖雖說是技能問題,但更需要教師的悉心指導(dǎo)。教師在指導(dǎo)學(xué)生畫圖時(shí),應(yīng)做到一邊示范畫圖,一邊精心講解,對(duì)出現(xiàn)的錯(cuò)誤可采取個(gè)別指導(dǎo)和全班講解相結(jié)合的方法,培養(yǎng)學(xué)生依照數(shù)學(xué)語言或者文字語言來畫相關(guān)圖形的能力。例如,畫圖時(shí)不能把問題所需要的一般圖形畫成特殊圖形,相等的幾何量看上去差異不能太大,要在畫出的圖形上標(biāo)注題目中已知的信息等。
教師還要重視和加強(qiáng)學(xué)生圖形識(shí)別能力的培養(yǎng)。在教學(xué)過程中,教師首先要結(jié)合題意準(zhǔn)確畫出幾何圖形,培養(yǎng)學(xué)生從文字、圖形中去直觀收集信息的思維習(xí)慣。比如看到兩條直線平行,學(xué)生在腦海中會(huì)立即浮現(xiàn)平行線性質(zhì)的相關(guān)概念。其次,在對(duì)復(fù)雜圖形的講解過程中,教師可以用彩色粉筆對(duì)復(fù)雜的圖形進(jìn)行描繪,幫助學(xué)生精準(zhǔn)判斷和識(shí)別,既要關(guān)注基本圖形的縱向拓展,又要關(guān)注基本圖形的橫向聯(lián)系。
推理是數(shù)學(xué)的基本思維方式,一般包括演繹推理與合情推理。幾何推理是初學(xué)者不容易掌握的一個(gè)內(nèi)容。在教學(xué)時(shí),教師可以指導(dǎo)學(xué)生采用這樣的過程: 要證明什么→所需要的條件有哪些→題目中能夠得到哪些→除此之外還需要哪些條件→如何進(jìn)行轉(zhuǎn)化。這些思路練習(xí)能夠有效提升學(xué)生的幾何推理能力,培養(yǎng)學(xué)生重論據(jù)的思維習(xí)慣,從而養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。
例2 如圖2,∠1=∠2,∠A=∠C,求證:AE//BC。
圖2
利用所學(xué)知識(shí),教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考在什么條件下可以得到兩條直線平行。要求證AE//BC,觀察圖形,發(fā)現(xiàn)AE、BC被DC所截,∠3 與∠C是一對(duì)內(nèi)錯(cuò)角,如果能說明∠3=∠C,問題就迎刃而解了。但題目中沒有給出∠3=∠C,因此,考慮用已知條件進(jìn)行轉(zhuǎn)化。由∠1=∠2,可以得到AB//CD,進(jìn)而推出∠A=∠3,因?yàn)椤螦=∠C,等量代換就可得∠3=∠C,從而推導(dǎo)出AE//BC。
上述問題雖然簡(jiǎn)單,但教師要給學(xué)生提供有條理的思維表達(dá)方式,逐步培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)的思維思考現(xiàn)實(shí)世界的意識(shí)和能力。教師要結(jié)合有關(guān)內(nèi)容,用“因?yàn)椤浴眮黹_展相關(guān)的推理,幫助學(xué)生進(jìn)行“因”與“果”的關(guān)系的理解,讓學(xué)生從“會(huì)思考”,到“會(huì)表達(dá)”,再到“會(huì)書寫”。因此,在平面幾何學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生首先要認(rèn)識(shí)線段的和差關(guān)系、角度的和差關(guān)系,理清步驟之間的邏輯關(guān)系,用填充形式規(guī)范推理過程。此外,針對(duì)學(xué)生作業(yè)中推理錯(cuò)誤的地方,教師要及時(shí)組織學(xué)生分析和討論,培養(yǎng)學(xué)生講道理、有條理的思維品質(zhì),逐步形成理性精神。
新課標(biāo)要求以學(xué)生發(fā)展為本,以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向,讓學(xué)生能夠?qū)W習(xí)相關(guān)的基本技能及基礎(chǔ)知識(shí),同時(shí)獲得基本經(jīng)驗(yàn)以及基本思想(簡(jiǎn)稱“四基”)。然而,數(shù)學(xué)基本思想的形成需要在數(shù)學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)、理解以及運(yùn)用的過程中開展,這是對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)和方法在更高層次上的概括與抽象。教師可以鼓勵(lì)學(xué)生參加相關(guān)的課題活動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考和合作學(xué)習(xí),從而漸漸地對(duì)數(shù)學(xué)思想進(jìn)行感悟?qū)W習(xí)。
例如,在教授“線段和角”時(shí),教師要滲透類比思想。類比是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的一種常用思維方法,是指在兩個(gè)或多個(gè)問題中,能夠抓住問題的共性,用同一種方法,或同一種思維形式去解決這些問題,這樣就會(huì)使所學(xué)的知識(shí)形成體系,達(dá)到事半功倍的效果。比如通過角的學(xué)習(xí)類比線段的學(xué)習(xí),從圖形、概念、性質(zhì)、度量、作圖等環(huán)節(jié)開展研究。在具體解題時(shí)還會(huì)遇到:數(shù)角和數(shù)線段的類比,角的平分線和線段的中點(diǎn)的類比等。分類也是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中經(jīng)常用到的一種數(shù)學(xué)思想。教師在教學(xué)活動(dòng)中,要讓學(xué)生逐步感受為什么要分類,如何確定分類的標(biāo)準(zhǔn),通過反復(fù)思考和不斷積累,培養(yǎng)學(xué)生分析和解決數(shù)學(xué)問題的能力。
在平面幾何入門教學(xué)開展過程中,教師和學(xué)生要時(shí)刻互動(dòng)。學(xué)生是課堂的主體,教師是課堂的組織者、引導(dǎo)者。學(xué)生的學(xué)習(xí)是主動(dòng)思考、認(rèn)真實(shí)踐、自主探索發(fā)展的過程;教師的教學(xué)活動(dòng)應(yīng)注重啟發(fā),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)學(xué)生在真實(shí)情境中發(fā)現(xiàn)問題和提出問題。例如,教師可以通過對(duì)平面幾何章頭圖的閱讀分析,引導(dǎo)學(xué)生從中發(fā)現(xiàn)他們所熟悉的幾何圖形,運(yùn)用現(xiàn)實(shí)生活素材,精心創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,體驗(yàn)生活中的圖形,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本章內(nèi)容的興趣,開闊學(xué)生的視野,提升核心素養(yǎng)。
總之,平面幾何入門教學(xué)中,教師要對(duì)學(xué)生進(jìn)行針對(duì)性的幾何訓(xùn)練,著力攻破概念、語言、圖形和推理論證四大難關(guān),逐步使學(xué)生形成技能,掌握相應(yīng)的數(shù)學(xué)思想方法。課后教師可以通過問卷調(diào)查、面批作業(yè)、個(gè)別談話等方法,了解學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的具體問題,根據(jù)問題進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整,進(jìn)而使教學(xué)具有針對(duì)性。教師只有深入領(lǐng)悟教材,從學(xué)情出發(fā),逐步引導(dǎo),才能帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入絢麗多彩的幾何大門,學(xué)好平面幾何。