浅议平几教学中分析法、综合法的具体化和程序化

汤文兵
分析法和综合法是中学数学中常用的解题分析方法,是多少年教学实践证明行之有效的解题术.故在初中平几教学中,“分析法”一直以它独有的魅力折服着教师,倾倒着学生.老师碰到几何必讲“分析”,学生听到“分析”是既“喜爱”又“迷惑”.“喜爱”的是“分析法”确是好东西,应用得当,破关斩将、锐不可挡.“迷惑”的是,有些同学面对“分析法”这柄古老的利剑,看着老师用起来得心应手,自己用起来却往往是手忙脚乱,简单些的还好,稍为复杂一点的就不知如何下手,但别人略作提示,却又马到功成,对此可真谓“用之无策,弃之不甘”,用着乐着,用着烦着,痛苦并快乐着.笔者执教过多年初中,个中滋味体会尤深.那么,为什么经过两年多的学习,有的学生还是没有学会问题的分析呢?是学生学得不认真吗?是教师强调不够吗?显然这不是主要原因.笔者认为,主要原因是教师没有教给学生一个明确可行的分析途径,简单有序的思维方法.
试想:对初中教材或教参中的大部分平几习题,绝大多数老师是做了多遍,讲了多回,也就是说对“分析法”这套剑法,在讲解例题前老师不知操练了多少遍,对之是熟之又熟.可对学生来讲,大部分是第一次遇见,尽管老师讲得头头是道,他们听着却不一定津津有味.有的老师在分析问题时没有从学生的角度去想、去理解,而是根据自己对习题的认识去编织解题脉络,拔高了学生的思维,造成学生认知上的脱节,对平几学习失去信心.
平几中的分析,就是仔细审阅已知条件及结论,寻求条件与结论间的联系,联想学过的概念、公理、性质、判定方法等,找到从条件出发推得结论的途径的一个思维过程.
具体分析一个问题,各人有各人的思维方法.但不外从两个方面去考虑:一是从已知出发,看看由每个条件能推出哪些结果(必需有充足的理由),再看把所得结果作为条件又能推出什么,……,如此下去,逐步向结论逼近.这一思维过程称为“从条件联想”,可简记为“由已知,想可知,推末知”.二是由结论入手,考虑结论成立所需的条件,逐渐与已知或所学过的概念、公理、性质、判定方法靠拢.这一思维过程称为“由结论分析”,可简记为“由结论,找需知,达已知”.
“从条件联想”和“由结论分析”,便是分析的途径.
“由已知,想可知,推末知”;“由结论,找需知,达已知”.便是分析的具体方法.
笔者在后来的教学中,严格按以上的分析途径和方法训练学生,使学生分析问题的途径从无意变为有意,方法从无序变为有序,收到了较好的教学效果.若从初一开始便如此有意识地训练学生,效果将更为明显.
下面举例说明在解题中,如何按上述方法进行思维分析.本着从基础抓起,所举例题均为初一内容.
1.2 数学地位
第一比例式在教材中处于显赫地位.“主演”了相似三角形的定义、判定和性质总过程,“续演”了相似多边形的周长、面积以及对应线段之比与相似比系数k的关系,为学位似变换做了铺垫;第二比例式在教材中很少露面,只是在建立“锐角三角函数”概念时,有“客串”角色:相似直角三角形“相等锐角的对边与斜边”比是定值,阐明建立正弦函数概念合理性.高中阶段继深化为:AB︰BC︰CA=sinC︰sinA︰sinB(正弦定理).因而,从初中数学知识体系建构过程看,前者的地位高于后者.加之从初中所涉与相似有关问题,大多限于两个相似三角形之间展开,这也是第二比例式被淡化受冷落的缘由.
1.3 空间视角
第一比例式注重的是两个相似三角形边的对应关系和度量关系,数学视角易固着于静态的对应型结构,但能演绎与相似比系数k有关的诸多几何意义.不足在于:“视野”狭隘,盯住的仅是两个三角形,也易忽视自身三角形条件特性.遇复杂图形时,数学视角灵活性较弱.只是发展到位似变换时,才显出平面空间具有运动、动态生成的变化;第二比例式显示具相似关系的三角形,因它们的三边比固定,看成同类,特性化后优点在于:能利用三角形自身条件参与到具体问题分析中.尤其遇复杂图形时,若有很多同类相似三角形存在,则数学视角可灵活将特性“携带”其中,利于发现隐含其中的数量关系.弱点是不易觉识与相似比系数k有关几何量,但采用变式形式:△ABC∽△A′B′C′若AB=λBC,则A′B′=λB′C′,为三角形自身边的互换提供方便,也有它的独到之处.
可见两种比例式虽都立足于相似,但不同的数式形式对平面空间数学化的立意有别,在解具体问题时,各有特色.
1.4 价值提升
两种比例式对发展学生空间数学意识,培养数学观点与视角多元化,以及优化数形结合能力很有教益.在教学中,应给予以下方面拓展与发挥:
(1)活用相似比系数k几何意义,感悟它能使得解决问题要建立数量的关系变得紧凑、简洁;(2)感悟巧用位似变换,能优化图形结构,发现解题关键;(3)补缺第二比例式教学,展示其独到数学视角与解题功用;(4)展示两种比例式用法各有其妙,体验“数”随形“意”、“形”优“数”精的数形结合思想,能引领我们解题求新创优,观点活才能方法优.2 举例:“教”的点拨与“学”的感悟
问题3 如图3所示,以正方形的顶点A为圆心,边长为半径作弧BD,又以CD边为直径作半圆,两弧交正方形内点I,BI交CD于点P,求证︰PD=1︰2.
教师:两个圆弧操控点I位置,决定︰PD比值,盯着两个圆弧,我们发现不了什么.能否发现有意义的角?
生1:连接两圆弧的圆心AO和两弧公共弦ID.应有AO⊥DI;再连接IC,因DC是⊙O的直径,∠DIC=90°.
教师:直角△AOD有什么特性?
生1:AD=2DO,两直角边是1︰2的关系.
教师:作IS⊥DC,S为垂足.能发现与△AOD相似的三角形吗?
生2:由∠DIC=90°和AO⊥DI,可推△AOD∽△DCI∽△ICS,利用它们两直角边是1︰2的特性,可明确点S位置.
教师:为便于计算分析,不妨设正方形边长为5k……
生2:可得DS=2IS=4SC,得到SC=k,IS=2k,DS=2IS=4k.
教师:若点B看作位似中心,能否绕开点P位置的未知性?去探究……
生3:过点I作TQ⊥BC,TQ与BD交于点T,点Q为垂足.点B看作位似中心,则有CP︰PD=IQ︰TI,注意到TQ=BQ=3k,TI=3k-k=2k,很快得出CP︰PD=k︰2k=1︰2.
感悟 遇复杂图形,通过跟“线”盯“角”发现同类相似三角形.跟“线”:跟踪平行线、垂线和角平分线;盯“角”:发现直角、余角、补角、等角,以及30°、45°、60°特殊角.只要在“相似串”中,明确其中一个三角形边比特性,第二比例式可能将这一特性“传感”到解题的关键部位,问渠哪得清如许,自有源头活水来.
2.4 看得巧——答案脱口出
问题4 已知在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=2CA=6.在斜边AB上取一点N,
向两直角边作垂线段NP、NM,使得四边形PCMN为正方形.看图心算以下问题:
(1)求正方形PCMN边长;
(2)若将正方形PCMN绕顶点C作逆时针旋转成正方形P′CM′N′,当M′M=1时,求线段N′N长.
分析法和综合法是中学数学中常用的解题分析方法,是多少年教学实践证明行之有效的解题术.故在初中平几教学中,“分析法”一直以它独有的魅力折服着教师,倾倒着学生.老师碰到几何必讲“分析”,学生听到“分析”是既“喜爱”又“迷惑”.“喜爱”的是“分析法”确是好东西,应用得当,破关斩将、锐不可挡.“迷惑”的是,有些同学面对“分析法”这柄古老的利剑,看着老师用起来得心应手,自己用起来却往往是手忙脚乱,简单些的还好,稍为复杂一点的就不知如何下手,但别人略作提示,却又马到功成,对此可真谓“用之无策,弃之不甘”,用着乐着,用着烦着,痛苦并快乐着.笔者执教过多年初中,个中滋味体会尤深.那么,为什么经过两年多的学习,有的学生还是没有学会问题的分析呢?是学生学得不认真吗?是教师强调不够吗?显然这不是主要原因.笔者认为,主要原因是教师没有教给学生一个明确可行的分析途径,简单有序的思维方法.
试想:对初中教材或教参中的大部分平几习题,绝大多数老师是做了多遍,讲了多回,也就是说对“分析法”这套剑法,在讲解例题前老师不知操练了多少遍,对之是熟之又熟.可对学生来讲,大部分是第一次遇见,尽管老师讲得头头是道,他们听着却不一定津津有味.有的老师在分析问题时没有从学生的角度去想、去理解,而是根据自己对习题的认识去编织解题脉络,拔高了学生的思维,造成学生认知上的脱节,对平几学习失去信心.
平几中的分析,就是仔细审阅已知条件及结论,寻求条件与结论间的联系,联想学过的概念、公理、性质、判定方法等,找到从条件出发推得结论的途径的一个思维过程.
具体分析一个问题,各人有各人的思维方法.但不外从两个方面去考虑:一是从已知出发,看看由每个条件能推出哪些结果(必需有充足的理由),再看把所得结果作为条件又能推出什么,……,如此下去,逐步向结论逼近.这一思维过程称为“从条件联想”,可简记为“由已知,想可知,推末知”.二是由结论入手,考虑结论成立所需的条件,逐渐与已知或所学过的概念、公理、性质、判定方法靠拢.这一思维过程称为“由结论分析”,可简记为“由结论,找需知,达已知”.
“从条件联想”和“由结论分析”,便是分析的途径.
“由已知,想可知,推末知”;“由结论,找需知,达已知”.便是分析的具体方法.
笔者在后来的教学中,严格按以上的分析途径和方法训练学生,使学生分析问题的途径从无意变为有意,方法从无序变为有序,收到了较好的教学效果.若从初一开始便如此有意识地训练学生,效果将更为明显.
下面举例说明在解题中,如何按上述方法进行思维分析.本着从基础抓起,所举例题均为初一内容.
1.2 数学地位
第一比例式在教材中处于显赫地位.“主演”了相似三角形的定义、判定和性质总过程,“续演”了相似多边形的周长、面积以及对应线段之比与相似比系数k的关系,为学位似变换做了铺垫;第二比例式在教材中很少露面,只是在建立“锐角三角函数”概念时,有“客串”角色:相似直角三角形“相等锐角的对边与斜边”比是定值,阐明建立正弦函数概念合理性.高中阶段继深化为:AB︰BC︰CA=sinC︰sinA︰sinB(正弦定理).因而,从初中数学知识体系建构过程看,前者的地位高于后者.加之从初中所涉与相似有关问题,大多限于两个相似三角形之间展开,这也是第二比例式被淡化受冷落的缘由.
1.3 空间视角
第一比例式注重的是两个相似三角形边的对应关系和度量关系,数学视角易固着于静态的对应型结构,但能演绎与相似比系数k有关的诸多几何意义.不足在于:“视野”狭隘,盯住的仅是两个三角形,也易忽视自身三角形条件特性.遇复杂图形时,数学视角灵活性较弱.只是发展到位似变换时,才显出平面空间具有运动、动态生成的变化;第二比例式显示具相似关系的三角形,因它们的三边比固定,看成同类,特性化后优点在于:能利用三角形自身条件参与到具体问题分析中.尤其遇复杂图形时,若有很多同类相似三角形存在,则数学视角可灵活将特性“携带”其中,利于发现隐含其中的数量关系.弱点是不易觉识与相似比系数k有关几何量,但采用变式形式:△ABC∽△A′B′C′若AB=λBC,则A′B′=λB′C′,为三角形自身边的互换提供方便,也有它的独到之处.
可见两种比例式虽都立足于相似,但不同的数式形式对平面空间数学化的立意有别,在解具体问题时,各有特色.
1.4 价值提升
两种比例式对发展学生空间数学意识,培养数学观点与视角多元化,以及优化数形结合能力很有教益.在教学中,应给予以下方面拓展与发挥:
(1)活用相似比系数k几何意义,感悟它能使得解决问题要建立数量的关系变得紧凑、简洁;(2)感悟巧用位似变换,能优化图形结构,发现解题关键;(3)补缺第二比例式教学,展示其独到数学视角与解题功用;(4)展示两种比例式用法各有其妙,体验“数”随形“意”、“形”优“数”精的数形结合思想,能引领我们解题求新创优,观点活才能方法优.2 举例:“教”的点拨与“学”的感悟
问题3 如图3所示,以正方形的顶点A为圆心,边长为半径作弧BD,又以CD边为直径作半圆,两弧交正方形内点I,BI交CD于点P,求证︰PD=1︰2.
教师:两个圆弧操控点I位置,决定︰PD比值,盯着两个圆弧,我们发现不了什么.能否发现有意义的角?
生1:连接两圆弧的圆心AO和两弧公共弦ID.应有AO⊥DI;再连接IC,因DC是⊙O的直径,∠DIC=90°.
教师:直角△AOD有什么特性?
生1:AD=2DO,两直角边是1︰2的关系.
教师:作IS⊥DC,S为垂足.能发现与△AOD相似的三角形吗?
生2:由∠DIC=90°和AO⊥DI,可推△AOD∽△DCI∽△ICS,利用它们两直角边是1︰2的特性,可明确点S位置.
教师:为便于计算分析,不妨设正方形边长为5k……
生2:可得DS=2IS=4SC,得到SC=k,IS=2k,DS=2IS=4k.
教师:若点B看作位似中心,能否绕开点P位置的未知性?去探究……
生3:过点I作TQ⊥BC,TQ与BD交于点T,点Q为垂足.点B看作位似中心,则有CP︰PD=IQ︰TI,注意到TQ=BQ=3k,TI=3k-k=2k,很快得出CP︰PD=k︰2k=1︰2.
感悟 遇复杂图形,通过跟“线”盯“角”发现同类相似三角形.跟“线”:跟踪平行线、垂线和角平分线;盯“角”:发现直角、余角、补角、等角,以及30°、45°、60°特殊角.只要在“相似串”中,明确其中一个三角形边比特性,第二比例式可能将这一特性“传感”到解题的关键部位,问渠哪得清如许,自有源头活水来.
2.4 看得巧——答案脱口出
问题4 已知在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=2CA=6.在斜边AB上取一点N,
向两直角边作垂线段NP、NM,使得四边形PCMN为正方形.看图心算以下问题:
(1)求正方形PCMN边长;
(2)若将正方形PCMN绕顶点C作逆时针旋转成正方形P′CM′N′,当M′M=1时,求线段N′N长.
分析法和综合法是中学数学中常用的解题分析方法,是多少年教学实践证明行之有效的解题术.故在初中平几教学中,“分析法”一直以它独有的魅力折服着教师,倾倒着学生.老师碰到几何必讲“分析”,学生听到“分析”是既“喜爱”又“迷惑”.“喜爱”的是“分析法”确是好东西,应用得当,破关斩将、锐不可挡.“迷惑”的是,有些同学面对“分析法”这柄古老的利剑,看着老师用起来得心应手,自己用起来却往往是手忙脚乱,简单些的还好,稍为复杂一点的就不知如何下手,但别人略作提示,却又马到功成,对此可真谓“用之无策,弃之不甘”,用着乐着,用着烦着,痛苦并快乐着.笔者执教过多年初中,个中滋味体会尤深.那么,为什么经过两年多的学习,有的学生还是没有学会问题的分析呢?是学生学得不认真吗?是教师强调不够吗?显然这不是主要原因.笔者认为,主要原因是教师没有教给学生一个明确可行的分析途径,简单有序的思维方法.
试想:对初中教材或教参中的大部分平几习题,绝大多数老师是做了多遍,讲了多回,也就是说对“分析法”这套剑法,在讲解例题前老师不知操练了多少遍,对之是熟之又熟.可对学生来讲,大部分是第一次遇见,尽管老师讲得头头是道,他们听着却不一定津津有味.有的老师在分析问题时没有从学生的角度去想、去理解,而是根据自己对习题的认识去编织解题脉络,拔高了学生的思维,造成学生认知上的脱节,对平几学习失去信心.
平几中的分析,就是仔细审阅已知条件及结论,寻求条件与结论间的联系,联想学过的概念、公理、性质、判定方法等,找到从条件出发推得结论的途径的一个思维过程.
具体分析一个问题,各人有各人的思维方法.但不外从两个方面去考虑:一是从已知出发,看看由每个条件能推出哪些结果(必需有充足的理由),再看把所得结果作为条件又能推出什么,……,如此下去,逐步向结论逼近.这一思维过程称为“从条件联想”,可简记为“由已知,想可知,推末知”.二是由结论入手,考虑结论成立所需的条件,逐渐与已知或所学过的概念、公理、性质、判定方法靠拢.这一思维过程称为“由结论分析”,可简记为“由结论,找需知,达已知”.
“从条件联想”和“由结论分析”,便是分析的途径.
“由已知,想可知,推末知”;“由结论,找需知,达已知”.便是分析的具体方法.
笔者在后来的教学中,严格按以上的分析途径和方法训练学生,使学生分析问题的途径从无意变为有意,方法从无序变为有序,收到了较好的教学效果.若从初一开始便如此有意识地训练学生,效果将更为明显.
下面举例说明在解题中,如何按上述方法进行思维分析.本着从基础抓起,所举例题均为初一内容.
1.2 数学地位
第一比例式在教材中处于显赫地位.“主演”了相似三角形的定义、判定和性质总过程,“续演”了相似多边形的周长、面积以及对应线段之比与相似比系数k的关系,为学位似变换做了铺垫;第二比例式在教材中很少露面,只是在建立“锐角三角函数”概念时,有“客串”角色:相似直角三角形“相等锐角的对边与斜边”比是定值,阐明建立正弦函数概念合理性.高中阶段继深化为:AB︰BC︰CA=sinC︰sinA︰sinB(正弦定理).因而,从初中数学知识体系建构过程看,前者的地位高于后者.加之从初中所涉与相似有关问题,大多限于两个相似三角形之间展开,这也是第二比例式被淡化受冷落的缘由.
1.3 空间视角
第一比例式注重的是两个相似三角形边的对应关系和度量关系,数学视角易固着于静态的对应型结构,但能演绎与相似比系数k有关的诸多几何意义.不足在于:“视野”狭隘,盯住的仅是两个三角形,也易忽视自身三角形条件特性.遇复杂图形时,数学视角灵活性较弱.只是发展到位似变换时,才显出平面空间具有运动、动态生成的变化;第二比例式显示具相似关系的三角形,因它们的三边比固定,看成同类,特性化后优点在于:能利用三角形自身条件参与到具体问题分析中.尤其遇复杂图形时,若有很多同类相似三角形存在,则数学视角可灵活将特性“携带”其中,利于发现隐含其中的数量关系.弱点是不易觉识与相似比系数k有关几何量,但采用变式形式:△ABC∽△A′B′C′若AB=λBC,则A′B′=λB′C′,为三角形自身边的互换提供方便,也有它的独到之处.
可见两种比例式虽都立足于相似,但不同的数式形式对平面空间数学化的立意有别,在解具体问题时,各有特色.
1.4 价值提升
两种比例式对发展学生空间数学意识,培养数学观点与视角多元化,以及优化数形结合能力很有教益.在教学中,应给予以下方面拓展与发挥:
(1)活用相似比系数k几何意义,感悟它能使得解决问题要建立数量的关系变得紧凑、简洁;(2)感悟巧用位似变换,能优化图形结构,发现解题关键;(3)补缺第二比例式教学,展示其独到数学视角与解题功用;(4)展示两种比例式用法各有其妙,体验“数”随形“意”、“形”优“数”精的数形结合思想,能引领我们解题求新创优,观点活才能方法优.2 举例:“教”的点拨与“学”的感悟
问题3 如图3所示,以正方形的顶点A为圆心,边长为半径作弧BD,又以CD边为直径作半圆,两弧交正方形内点I,BI交CD于点P,求证︰PD=1︰2.
教师:两个圆弧操控点I位置,决定︰PD比值,盯着两个圆弧,我们发现不了什么.能否发现有意义的角?
生1:连接两圆弧的圆心AO和两弧公共弦ID.应有AO⊥DI;再连接IC,因DC是⊙O的直径,∠DIC=90°.
教师:直角△AOD有什么特性?
生1:AD=2DO,两直角边是1︰2的关系.
教师:作IS⊥DC,S为垂足.能发现与△AOD相似的三角形吗?
生2:由∠DIC=90°和AO⊥DI,可推△AOD∽△DCI∽△ICS,利用它们两直角边是1︰2的特性,可明确点S位置.
教师:为便于计算分析,不妨设正方形边长为5k……
生2:可得DS=2IS=4SC,得到SC=k,IS=2k,DS=2IS=4k.
教师:若点B看作位似中心,能否绕开点P位置的未知性?去探究……
生3:过点I作TQ⊥BC,TQ与BD交于点T,点Q为垂足.点B看作位似中心,则有CP︰PD=IQ︰TI,注意到TQ=BQ=3k,TI=3k-k=2k,很快得出CP︰PD=k︰2k=1︰2.
感悟 遇复杂图形,通过跟“线”盯“角”发现同类相似三角形.跟“线”:跟踪平行线、垂线和角平分线;盯“角”:发现直角、余角、补角、等角,以及30°、45°、60°特殊角.只要在“相似串”中,明确其中一个三角形边比特性,第二比例式可能将这一特性“传感”到解题的关键部位,问渠哪得清如许,自有源头活水来.
2.4 看得巧——答案脱口出
问题4 已知在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=2CA=6.在斜边AB上取一点N,
向两直角边作垂线段NP、NM,使得四边形PCMN为正方形.看图心算以下问题:
(1)求正方形PCMN边长;
(2)若将正方形PCMN绕顶点C作逆时针旋转成正方形P′CM′N′,当M′M=1时,求线段N′N长.
相关文章!