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【關鍵詞】幾何 教學 方法
隨著學習階段的深入,進入初中,幾何學習成為學生重要的學習內容之一。初中平面幾何的學習,是以后學習立體幾何、解析幾何的基礎,因此,培養學生的學習能力,激發學生的學習興趣,讓學生學好初中幾何,顯得非常重要。初中幾何的學習,從內容上講,是由小學學習的以數為主轉變為以圖形為主,從感性認識上升到理性認識;從培養能力上來說,是由以前計算為主轉變為以推理為主,培養學生的邏輯推理能力和分析解決問題的能力;從語言上來講,是由以前代數語言為主轉變為幾何推理語言為主,培養學生的語言縝密能力。因此,幾何是數學教學上的一大轉折點。如何在這一轉折點上進行有效地教學,讓學生能更好地接受幾何,提高幾何學習的能力?本人有以下幾點與大家共勉。
一、拋磚引玉,上好第一節幾何課
初中第一節幾何課,是引領學生進入學習幾何課大門的一把鑰匙,是決定學生能否對以后幾何課感興趣的重要一課。因此,課前教師應充分準備,在課堂上充分調動學生學幾何的求知欲望,激發學生的學習興趣是十分必要的。
第一節幾何課的印象往往是學生最深刻的,教師應從教具入手,準備好本節課。如在七年級上冊教材中(人教版2012年5月第一版),初中幾何是從第四章《幾何圖形初步》開始教學的。本章學習內容是從幾何圖形的認識開始,讓學生逐步認識立體圖形與平面圖形,并能讓學生認識平面圖形與立體圖形之間的聯系,從不同角度看立體圖形,感受立體圖形中的平面圖形及今后要教學的立體圖形的展開圖等。為了上好這一節課的內容,我仔細研究了教學大綱,認真分析了教材,課前準備了直尺,尋找了些現實生活中看見到的立體圖形的模型,讓學生感受到學習幾何知識就與生活實際緊緊相連;在學具方面,我提前讓學生準備好生活中遇到的立體圖形,在課堂中選取有效的學具進行探究。在課堂上,我引導學生舉出生活中的幾何圖形,同學們暢所語言,討論激烈。這樣,我把課堂中的幾何與生活中的幾何緊緊聯系在了一起,更好地讓學生對幾何學感興趣,為以后學習幾何奠定了一定的基礎。
二、享受成功,培養學生的學習興趣
學生的學習興趣來源于對勞動成果的肯定,有成功就會有動力,有動力就會有樂趣,有樂趣就會有激情,有激情就會有夢想,夢想會激勵學生不斷進行學習。在教學的過程中,要讓學生感受成功,享受成功的喜悅顯得非常重要。例如在學習《軸對稱圖形》時,課前我讓學生觀察我們美好生活中的例子,在課堂上展示出來,例如桂林山水的倒影、汽車車牌號的倒影,尤其是數字在鏡子中的成像。學生通過自己的觀察,紛紛舉手發言,氣氛熱烈,對于他們的認真觀察和精彩表現,我都進行了表揚鼓勵,對個別錯誤的例子,我也肯定了他們的勞動,力求讓每個學生都有信心學習幾何課。在課堂教學中,我采取不同的練習方法,讓后進生做一些較為簡單的題,而讓學習較好的學生做一些較難的題。例如我在教學《余角和補角》的時候,讓后進生做“同角的補角相等,同角的余角相等”的練習,讓較好的學生做“等角的補角相等,等角的余角相等”的練習。這樣,不同層次的學生在教師的引導和啟發下,做適合他們自己能力的題,在學習的過程中都享受到了成功的樂趣,各自獲得提高和發展,激發了他們的學習興趣。
三、“授之以漁”,培養學生的學習能力
一、憑主觀感覺畫圖
有些幾何問題沒有給出一定的圖形,很多學生在做這類習題時,往往憑自己的感覺去畫圖進行求解,學生們一般都會視問題討論,從而得出不完整的結果.
例1 在O中弦AC和AB的夾角為60°,P和Q分別是和的中點,請你求出∠POQ的度數.
錯誤解法 如圖1, P和Q分別是和的中點,由垂徑定理的推論可知,OPAB,OQAC . ∠POQ = 180° - ∠A = 180° - 60° = 120°.
錯解分析 以上過程看上去好像沒有什么錯誤,由于本題沒有給出特定的圖,同時題中也沒有說明圓心O與∠BAC的位置關系,所以要分類討論圓心O與∠BAC的位置.
圖2表示圓心O在∠BAC的一個邊上,則∠POQ = 120°或60°;
圖3表示圓心O在∠BAC的外部,則∠POQ = 60°.
所以,從圖1、圖2、圖3可知,∠POQ = 120°或60°.
二、沒有考慮到對應關系
有些幾何習題中隱含著一定的對應關系,如果學生不能細致地分析問題,就會作出答案不全的結果.
例2 已知ABC和ABD相似,∠ABD = ∠ACB = 90°,邊AC = a,BC = b,求ABD的斜邊AD上的高.
錯誤解法 如圖4,過B作BEAD于E,則∠BEA = ∠BCA = 90°.
ABC和ABD相似,
∠CAB = ∠BAD,
又 AB是ABC和ABE的公共邊,
AEB≌ACB,
BE = BC = b,即ABD的斜邊AD上的高為b.
錯解分析 本題給出的“ABC與ABD相似”,但沒有指明這兩個三角形的對應關系(“ABC與ABD相似”不等于“ABC∽ABD”),以上解法錯誤地認為“ABC與ABD相似”已把兩個三角形的對應邊確定了. 實際上,題意中還存在著另外一種情況,如圖5,這種情況下,可以求出BE = AC = a,所以ABD的斜邊AD上的高應為a或者b.
三、用一種特例代替結論
在初中幾何學習中,有些同學為了方便省事,有時就利用特殊情況或極端假設下得出的結論去代替問題的結論,這樣就犯了以偏概全的毛病.
例3 證明:直徑是圓中最長的弦.
錯誤證法 如圖6,作圓O,作圓0的一個直徑AB和一個弦BC,然后將OC連接.
AB = OA + OB = OC + OB > BC,
直徑是圓中最長的弦.
錯解分析 證明圓中直徑是最長的弦,應該是證明在圓中直徑比任意一條弦都長. 不是直徑的弦不一定就是與該直徑有一個重合的端點,以上證明只能說明直徑AB比弦BC長,而不能說明在這個圓中直徑AB比所有的弦都長,它是用一種特例代替了結論,這樣就犯了以偏概全的錯誤. 正確的證法應該是這樣:如圖7,作圓O,作O的直徑AB和弦CD,且弦CD是O中任意一個非直徑的弦,將OC,OD連接,由于OC,OD,OA都是圓O的半徑,所OA = OC = OD,而在DOC中,OC + OD > CD,而AB = 2OA = OC + OD > CD,所以直徑是圓中最長的弦. 一定要強調“CD是任意一條弦”.
四、把證明的結論當條件用
有些同學在做幾何證明題時,有時會把要證明的結論拿來當條件使用,這樣通過循環使用論證,再得出所要證明的結論.
例4 在圖8中,已知AB是O的直徑,AC是一條弦,∠A = 30°,D是AB延長線上一點,且DB = OA,連接CD. 證明:CD是O的一條切線.
錯誤證法 連接CO,CB, AO = CO,∠A = 30°,
∠COB = 60°,又 BO = CO,
COB是等邊三角形,因此∠OCB = ∠CBO = 60°.
DB = AO = BO, BC是RtDCO斜邊上的中線,
BC = DB,∠BCD = 30°,∠DCO = 60° + 30° = 90°,即CD是O的一條切線.
錯解分析 以上證法表面看上去,好像沒有什么錯誤,如果仔細檢查,就會發現“BC是RtDCO斜邊上的中線”這一句有問題,RtDCO是怎么知道的呢?假如DCO是直角三角形,不就說明了CD是圓O的切線了嗎?以上證法就是不知不覺地把要證明的結論“CD是O的切線”當作已知條件進行使用. 所以上述解答是錯誤的. 應該這樣證明:
連接CO,CB,AO = CO,∠A = 30°,∠COB = 60°,
又 BO = CO,
COB是等邊三角形,因此∠OCB = ∠CBO = 60°.
DB = AO = BO,
又 COB是等邊三角形,
摘要:研究性教學策略的目的在于使學生開展研究性學習活動,進入運用研究性學習方式進行學習的狀態。研究性教學策略的實施主體是老師,實施客體是學生,而學生又是研究性學習方式的實施主體。在教師成功實施研究性教學策略的情境中,學生既是研究性學習活動的主動者,同時又是教育研究性教學策略的被動者。
關鍵詞:教學策略 研究性學習
學生初學幾何要比初學代數困難得多。因為初中代數雖然比小學算術要抽象一些,但仍舊是對數和式進行運算,學生初學時困難略小些。而初學幾何不同,在幾何中主要不是對數和式進行運算,而是運用幾何語言、作圖等進行演繹推理,對幾何圖形的性質進行證明,這對初學幾何的學生來說感到抽象,很不習慣。為了減少學生初學幾何時困難,本人在七年級數學的教學活動,嘗試著用研究性學習的方法進行教學,充分地體會到了研究性學習的優越性。
當前,“研究性學習”有三種不同的概念。一是指一種學習方式,二是指一種教學策略,三是指一門專設的課程。第一種理解:“研究性學習”是指學生在教師指導下,以類似科學研究的方法獲取知識和應用知識的學習方式。第二種理解:“研究性學習”是指導教師通過引發、促進、支持、指導學生的研究性學習活動,來完成日常教學任務的一種教學思想、教學模式和教學方法。第三種理解:“研究性學生”課程是通過知識與經驗并重的主體性探究來實現學生的發展,培養他們創新精神的生成性課程。“研究性學習”盡管有三種不同的理解,但其根本點是學習方式,而教學策略和課程是學習方式對課程、教學提出的必然要求。具體地說,教師的研究性策略與學生的研究性活動是相互依存的關系,教師實施研究性教學策略的目的在于使學生開展研究性學習活動,進入運用研究性學習方式進行學習的狀態。研究性教學策略的實施主體是老師,實施客體是學生,而學生又是研究性學習方式的實施主體。在教師成功實施研究性教學策略的情境中,學生既是研究性學習活動的主動者,同時又是教育研究性教學策略的被動者。
當然中小學大力提倡研究性學習,主要是針對我國中小學教育中暴露的一些問題與不足,為實施以創新精神和實踐能力的培養為重點的素質教育而提出來的,它的根本目的是讓學生通過對研究過程的親歷,獲得對客觀世界的體驗和正確認識,通過自由、自主的探索過程,綜合性地提高整體素質和能力。因此,研究性學習的重點是在“學習”,而不是在“研究”,“研究知識”是手段,是途徑,而不是目的。研究性學習正以其獨特的類似科學研究的方式,讓學生去探索、獲取和應用知識,成為新一輪數學教學改革的一種內在推動力。初中幾何是歷次數學改革的“排頭兵”,現行的實驗教材,打破了歐氏幾何體系,代之以大量的實驗幾何,突出了基礎性、普及性和發展性,為我們進行幾何教學研究性學習夯實了基礎。
1 重視學習體驗的教學策略
研究性學習不僅要重視學習過程中的理性認識,如方法的掌握、能力的提高等,還要十分重視感性認識,即學習的體驗,一個人的創造性思維離不開一定的知識基礎,而這個基礎應該是間接經驗與直接經驗的結合。間接經驗是前人直接經驗的精華,直接經驗是學習者通過親身實踐獲得的感悟與體驗。間接經驗只有通過直接體驗才能更好地被學習者所掌握,并內化為個人經驗體系的一部分。學習體驗可以充分地彌補知識轉化為能力的缺口。更重要的是,“創造不僅是一種行為、能力方法,而是一種意識、態度和觀念,有創造的意識,才會有創造的實踐。因此只有讓學生親身參與創造實踐活動,在體驗、內化的基礎上,才能逐步形成自覺指導創造行為的個人觀念體系。
幾何的概念、法則、定理具有概括性、抽象性和精確性,因此,概念定理形成的方式,需要以學生腦海中已經存在的一些概念定理為依托。對于初中幾何的每一個幾何模型,一般都能在日常生活中找到具體的背景。把學生帶出班級小課堂,帶進社會大課堂,感受現實生活的幾何情景,便是一種非常有效的教學策略。
七年級下冊教材要求學生畫出學生的上學路線,這是一個宏觀上要的要求。教學中我進一步做出微觀上的要求,讓學生畫出學校的平面圖,這樣做就把全班學生放在一個統一的情景之中,使他們得到相似的體驗,也利于比較。事實上,讓學生動手畫是“幾何體驗教學”的首選切入點。畫圖是學生的一種天性,學生喜歡;另一方面,讓實物進入大腦,學生在動手畫圖中,描繪了他們的空間想象,展示了他們的理性。
2 重視幾何應用的教學策略
學以致用是研究性學習的一個基本特征。研究性學習重在知識技能的應用,而不在于掌握知識的量,研究性學習的目的是在發展運用科學知識解決實際問題的能力,這是它與一般的知識、技能的根本區別。在學習內容上,研究性學習側重點在于問題解決,所要解決的問題一般是具體的,有社會意義的。“問題是數學的心臟”,問題也是研究性學習的心臟。著名的老教育家陶行知先生說:“發明千千萬,起點在一問。”但設置問題大有講究,在上海一重點中學高一年級一知名特級教師上了一節公開課,國內同行認為非常成功,但聽課的美國教育專家卻不解地問:“這堂課老師問問題,學生回答問題,既然老師的問題學生都能回答,這堂課還上它干什么?”學生帶著問題走進教室,然后帶著更多地問題走出教室,這才是問題教育的真諦。假如我們在簡單地畫畫與學習幾何之間劃上等號,那么就不是進行數學教學了。
幾何研究性學習的問題主要是將學生置于幾何問題情景中,激發他們對幾何問題的興趣。因此,研究性學習的問題一般是發現性問題和創造性問題。
如:試用六根火柴擺出盡量多的圖形(要求每一根火柴棒的一端或兩端和另一根火柴棒的一端相接觸)。這道題只給出條件六根火柴,結論要求擺出盡量多的圖形是開放的,可引導同學從一維、二維、三維空間上廣泛地去探索,發展學生的空間觀念,培養學生的發散思維品質。
3 重視學習過程的教學策略
初中幾何內容豐富、涉及面廣,有關證明題也是變化無窮。因此,一般學生在剛開始學習幾何時都會感到有困難。在解幾何題時,每一步、每一環都要有嚴格的理由,這些理由可以是問題所給的條件,也可以是定義、公理、定理、推論等等,記住公理、定理等是學好幾何的第一步積累。在開始學幾何之時,要找一些基本、簡單的題來做,切忌好高騖遠。對于典型、好記的題型要能熟記于心,這對于基礎比較薄弱的同學來說尤為重要,這是積累的第二步。那么,怎樣才能學好平面幾何呢?
對概念、基礎知識掌握得準確、牢固,審題的思路清晰,這樣才能解決如何學好的問題。例如,我們在證明圖形相似的時候,如果利用兩邊對應成比例及其夾角相等的方法,就必須注意所找的角是兩邊的夾角,而不能是其他角;在回答圓的對稱軸時不能說是它的直徑,而必須說是直徑所在的直線。像這樣的細節我們必須在平時就要有足夠的重視并且牢固掌握,只有這樣才能學好幾何。
認真學習,善于總結,歸納分類,查找原因。例如,“圓”這一章的知識點多,課時量大。初學時,部分學生常因對概念、性質理解不透而出現錯誤。如,圓是軸對稱圖形,因此有的學生誤認為每條直徑都是它的對稱軸,出錯的原因是對對稱軸的概念不理解;有的學生誤認為圓中兩條平行弦所對的弧相等,原因是圓中兩條平行弦相等,但是平行弦所對的弧不一定相等;有的學生誤認為長度相等的弧是等弧,原因是對等弧的概念不清,只有弧的長度相等不能說明弧能互相重合,如果加上“在同圓或等圓中”這個條件的話就正確了。學生只有經常思考、歸納、總結,方能不斷提高。
巧妙添加輔助線,變難為易,把大問題轉化為小問題。在我們對一個問題一籌莫展時,我們就要尋找可能會幫助解決問題的著眼點——添加輔助線。例如,在圓中連接過切點的半徑,則有直角的產生,進而可進行計算和證明;如圓中出現了直徑,應該迅速想到直徑所對的圓周角是90°;遇到梯形的計算和證明時,要很快想到平移腰,變梯形為三角形和平行四邊形,或過梯形上底一端向下底引垂線,變梯形為長方形和直角三角形。再如,如果題設中談到梯形腰的中點,那么我們首先要想到梯形的中位線性質定理;其次,還須想到分割整體圖形為所熟悉的三角形和平行四邊形。采用割補創設全等圖形,必須想到可以連接一個頂點和腰的中點并延長去構造全等三角形。這幾種添加輔助線的方法常常用得到,我們應該見圖想線,滾瓜爛熟。在“圓”章節和“三角形”章節這樣的例子太多太多,不勝枚舉,我們只有找準落筆點,添加輔助線,問題才會迎刃而解。
認真分析問題,全面考慮問題,是學好平面幾何必不可少的。在學習的過程中,不管是三角形的全等還是相似,在一個命題中新編課程規定最多不超過三次。無論是證明角相等還是線段相等,或者是線段成比例、面積相等的問題時,常常遇到一些問題需要分兩種或多種情況來解,怎樣解決這部分問題呢?這主要靠平時的點滴積累。假如說到等腰三角形,我們的腦海中就要立刻蹦出等腰三角形的頂角和底角的關系,面積計算,底角相等,兩腰相等,也就是一切性質熟記于腦中。談到過一點做直線與圓相交或相切,立馬就要考慮點和圓、直線與圓、圓與圓的關系,以及切(割)線定理、切線長定理,并簡單明了地畫出圖形。說到垂徑定理,就要很快地把定理的文字表達出來,結合圖形轉化為符號和推理的語言。即垂徑定理的五個性質,并能知二推三,其間要特別注意“平分弦(非直徑)的直徑垂直于弦,并且平分弦所對的兩條弧”。這樣的情形在學習的過程中常常遇見,在這里我就不再贅述了。但學生在做題時一定要注意考慮是否要分情況考慮,只要平時積累了,心中有桿秤,那么學生在證明或計算時就會水到渠成,游刃有余。
一、要求學生課內重視聽講,課后及時復習,多做練習,養成良好的解題習慣
數學能力的培養主要在課堂上進行,所以要特別要求學生重視課內的學習效率,尋求正確的學習方法。上課時要求學生緊跟老師的思路,積極展開思維,預測下面的步驟,比較自己的解題思路與教師所講有哪些不同。要求學生要特別要抓住基礎知識和基本技能的學習,課后要及時復習不留疑點。在每個階段的學習中要進行整理和歸納總結,把知識的點、線、面結合起來交織成知識網絡,納入自己的知識體系。要想學好數學,要求學生多做題目是難免的,熟悉掌握各種題型的解題思路。剛開始要求學生從基礎題入手,以課本上的習題為準,反復練習打好基礎,再找一些課外的習題,以幫助開拓思路,提高學生的分析、解決能力,掌握一般的解題規律。對于一些易錯題,可要求他們備有錯題集,寫出自己的解題思路和正確的解題過程,兩者一起比較找出自己的錯誤所在,以便及時更正。
二、教學中注意教學生如何學概念和定理
幾何概念往往是很抽象的,因此引入概念或定理教學時,盡可能從實際事例、模型或學生已有的知識引入,結合分析圖形的特征得出幾何概念和圖形性質,并用文字定義把概念表述出來,這樣,使學生對幾何圖形的認識有實際模型作基礎,對概念的理解有幾何圖形作依據,也就是使學生能夠真正理解幾何概念所反映的幾何圖形的本質屬性,在他們使用定義時,即運用概念進行思維或者在口頭上或書面中表述的時候,在頭腦中能呈現出相應的圖形,以及這個圖形的基本特征,而不是機械模仿,硬背概念的字句。幾何定理是解答和論證幾何問題的重要依據之一,一個定理掌握得好壞,對提高學生解決問題的能力起著重要的作用,在教學中,除了重視定理的引入和證明外,還特別著重講清怎么樣應用定理。一個定理研究完畢之后,除正面給學生舉一些滿足定理的例子外,同時也給出那些因不具備條件而有適合定理的反例,使學生懂得定理在各方面的應用信息,使其心中有數才能對定理運用自如。在講課時按邏輯程序,層層深入,不斷地提出問題,使學生不斷產生“是什么”“為什么”的定向反射,注意精心創設思維情境和加強對學生的思維訓練。
三、要培養學生將文字語言轉化為符號語言
幾何教學中存在著不同形式的語言,大致有圖形語言、文字語言和符號語言三種。教師在教學過程中,首先要讓學生理解掌握這三種不同的語言,繼而還需培養學生將這三種語言相互間進行轉化的能力。不同語言在幾何內容的學習中發揮著不同的作用。圖形語言一般較為直觀,能夠形象地向學生展示問題;而文字語言則是概括和抽象的,重點是對于圖形或圖形本身中蘊含的深層關系予以準確的描述,對幾何的定義、定理、題目等予以精確的表述;符號語言則是對于語言文字的再次抽象,它具有簡化作用,有更深的抽象性,也是最難掌握的一種,是邏輯推理必備的能力基礎所在。初中階段的學習需要循序漸進,由簡單推理再到符號表示進行推理。教師在教學過程中應有意識地引導學生將文字語言轉化為符號語言,培養學生將文字語言轉化為特定符號的意識,訓練學生轉化的能力,從而為論證幾何的學習打下良好的基礎。
四、要求學生全方面地去考慮一些幾何問題
在幾何的學習中,學生經常會遇到分兩種或多種情況來解的問題,那么我們怎么更好地解決這部分問題呢?這要靠平時的點滴積累,對比較常見的分情況考慮的問題要熟悉。例如說到等腰三角形的角要考慮是頂角還是底角,說到等腰三角形的邊要考慮是底還是腰,說到過一點作直線和圓相交,要考慮點和圓有三種位置關系,所以要畫出三種圖形。這樣的情況在幾何的學習中是非常常見的,在這里不一一列舉,但大家在做題時一定要注意是否要分情況考慮。很多時候是你平常注意積累了,心里有了這個問題,你作題時才會自然而然地想到。
五、必須培養學生具備推理證明的能力
幾何的推理證明同代數相比,思維方式有明顯區別,幾何借助圖形思考,言必有據。因此,學習幾何推理證明,要注意以下幾點:(1)要求學生扎實認真地學好幾何基礎知識,是學好幾何推理證明的前提條件,定義、公理、定理、推論是幾何推導的理論依據。所以要深刻理解其含義,徹底弄清其題設和結論。只有這樣,才能靈活、正確運用它們來推導證明,解決問題。(2)要求學生練好三項基本功:正確地識圖與作圖;會使用三種幾何語言的互相“翻譯”,具有準確熟練地進行口頭、書面的語言表達。(3)加強學生在學習中對證明推導的基本結構和格式的訓練。(4)要求學生在老師的指導下,注意對證明方法的訓練。幾何證明方法一般有兩種:分析法和綜合法,這兩種方法結合起來,稱為“逆推順證”,即用分析法尋找證題思路,用綜合法書寫證題過程。