数学反思:学生有效学习的应然追求

2018-04-25 09:36钱惠峰
创新时代 2018年4期
关键词:讲题垂线勾股定理

钱惠峰

在初三数学中考专题复习中,教师普遍会让学生进行大容量训练,学生深深陷入题海,但中考成绩提升却不明显。究其原因,很大程度上是因为教师用自己的思维代替了学生的思维,学生缺乏个性化的理解,没有真正内化为自己的认知。

撰写数学小反思,能有效地调动学生学习的兴趣,最大程度地激发学生的思维,以学生思维代替教师思维,变教师习题教学为学生“讲题活动”,变教师单向传授为学生相互倾听、学生间多向“思维碰撞”。如此,学生的解题思路变得更为开阔,便于寻找最优化的解题方法,同时解题能力大大提高,教师也从学生的交流中获得启发,受益匪浅。

一、什么是数学小反思

这里说的小反思是特指师生在讲题活动中,学生记录对某个解题方法的思考轨迹;或在别人解题思路的基础上获得灵感,找到更好的解题方法,并加以归纳总结,提出一般意义的通性通法,给别人以某种程度上的指点和借鉴;或陈述自己解题的心路历程,以及所走的弯路,让别人引以为戒。这样的数学小反思形式多样,内容具体真实,目的明确,针对性强,有话则长,无话则短,以文字短小、观点鲜明、展示思维亮点见长。

二、数学小反思的意义

写数学小反思有利于提高学生解题能力,优化学生的思维品质。学生解题能力的提高是教师追求的重要目标,但这一目标在某种程度上说并不是教师“教”出来的,而是学生通过自己的习得—体悟—内化逐步形成的。小反思正是学生吐露解题心声的平台,学生把自己的想法真实地记录下来,并从他人的解法中得到启发,进行思路优化组合,在比较中逐渐找到最优化的解法,这是一个正确、全面认识事物的认知过程,任何人都不能替代。

同时,它还有利于锻炼学生的文字表达能力,提高写作素养与探究问题的能力;有利于学生准确表达自己的观点,捋顺思路,为讲题作充分的准备;有利于培养学生善于思考、大胆探索的好习惯,增强智力。

以下是一位学生写的数学小反思:

【案例1】已知直角ΔOAB三条边分别为3、4、5(图1),点P是ΔOAB内一动点,它到三边的最小距离为1,那么点P运动的轨迹是什么图形?它的周长为多少?

由题意可知,满足要求的点围成的封闭图形是ΔDEF,即求它的周长,可先找出各个“关键点”,此点到ΔAOB各边的距离为1,可先考虑一边,若此点到OA的距离为1,则临界点在与OB、AB距离为1的地方,可知在∠AOB和∠OAB的平分线上。同理,∠OBA的平分线也有一点,如此便化无形为有形,又显而易见它与ΔAOB相似,故只需求得任意一边长便能算出其余的长,可谓“万事俱备,只欠东风”。先将DE双向延长,出其不意,将DE牢牢地与已知三角形绑定,明眼人一下就能看出EH还未知底细,可作EI⊥AB,对其行“十面埋伏”之计,由于ΔEIH∽ΔBOA,求得GH,鉴于GH、GD、EH皆已求出,DE便不攻自破,继而DF、EF也可求出,周长也不在话下。

【点评】小作者的文笔优美,引经据典,表达简洁扼要,解题路清晰有条理,是一段不错的数学美文。

三、怎样撰写数学小反思

1.师生间对话(含生生对话)中记录精彩,师生共享

【案例2】如图2,把一个矩形纸片OABC放入平面直角坐标系中,使OA、OC分别落在x轴、y轴上,连接OB,将纸片OABC沿OB折叠,使点A落在A'点处,若OB=,tan∠BOC=0.5,求点A'坐标。

求点的坐标,是中考常考的题型,本题求法具有典型性,体现一般的数学思想和方法,请学生讲题是很好的尝试。

师:如何求点A'坐标?

生:求点的坐标,通常的方法是作垂线,过A'作HI⊥x轴。

师:作垂线是关键的一步!

生:接下来就是转化为求线段HO、A'H的长度,一般可以考虑用勾股定理,求出三角形A'HO三边的长度。

师:这三边中有没有已知线段?

生:A'O=1,OH可设为x,下面的问题就是如何用x表示A'H。

师:说得好,如何表示A'H是解决问题的关键!

生:ΔBIA'∽ΔA'HO,A'I=2x,A'H可以用x表示出来!

师:这位学生的思路很开阔,一下子抓住了问题的要害!

生:下面使用勾股定理,建立方程即可,即 。

学生们都会心地点头。

师:有无其他解法或其他思路?

生:ΔABO翻折至ΔA'OB处,联想到翻折中全等三角形,A'Q=CQ,设A'Q=x,在三角形A'OQ中,可先求出x,作A'H'⊥OQ,于是A'H'是三角形A'OQ的高,这是一张经典图(图3),求A'H'自然手到擒来。

大多数学生都点头认同。

生:由翻折的特征,AJ=A'J,OA=1,且tan∠BOC=tan∠OAJ

=0.5,可求出OJ、AJ,再利用ΔOAJ与ΔAA'H相似,即可求出A'H、OH。(图4)

師:太精彩了!(大家热烈鼓掌)该同学抓住翻折的特征,巧妙地把tan∠BOC转化为,再次用相似知识叩开求线段长度之大门,这种解法具有一般指导意义。

【点评】本题求线段长度单纯使用一次相似知识无法完成,单纯使用一次勾股定理也无法完成,需要综合使用相似和勾股定理或使用两次相似知识,同学们根据自己的理解,从不同角度很好地解读了它!请有志于探索研究的同学,把这部分精彩对白记录下来,并附上自己的反思。

以上是上课时的实录片段,在这种“对话教学”情景下,师生间、生生间思维火花碰撞连连,产生共鸣,教师与学生陶醉于其中,教学效果令人震撼!虽然比较费时,在复习阶段只讲一题,但它以一当十,学生可以触类旁通,实践证明,复习效率大大提高。

2.问题研究,学生记录自己思考的心路历程与同伴分享

在批阅完学生的作业后,每天留20分钟的问题研究时间,这段时间是有针对性地指导学生的好机会。所谓问题研究,就是学生对当天所学内容进行消化、反思、吸纳,甚至是与教师进行争辨的学习形式。它不是集体上课,教师要着重倾听学生的真实想法,并为学生提供个性化的指点,师生一对一的对话、学生间的双向交流应是它的最大特征。

【案例3】如图5,四边形ABCD是正方形,△ABE是等边三角形,M为对角线BD(不含B点)上任意一点,将BM绕点B逆时针旋转60°得到BN,连接EN、AM、CM。那么,当AM+BM+CM的最小值为 +1时,求正方形的边长。

学生求正方形的边长时,普遍作EF⊥CF(图6),在三角形CEF中解决问题,设EF=x,方程为 。

生:以上方程比较烦琐,我的想法是:连AC,作AI⊥EC(图7),注意到∠AEC=45。,∠EAC=105。,故∠ACE=30。,且EC=+1,在三角形AEC中,求得AI=1,所以正方形边长=AE=。

师:作垂线AI还真不容易想到,你是怎么想到的呢?

生:通过观察,能说明∠BEN=15。,即∠AEC=45。,且∠EAC=105。,所以∠ACE=30。,这样三角形AEC就不是普通三角形了,并注意到EC=AM+BM+CM=+1,所以作垂线AI。

师:你说得很好!观察到三角形AEC不是普通三角形是关键,这样作垂线才有意义,分成两个特殊的直角三角形!你的观察能力很强,方法简单,思考得很到位。

笔者及时把她的做法介绍给其他爱动脑的学生,并鼓励他们结合自己的思路与之作比较,把此解法写下来,看看解题方法孰优孰劣?

3.展示解题中“宝贵”的错误资源,不断修正优化,以警示同伴

在中考复习阶段,批阅学生的作业时,大多数教师只是单纯地进行批阅。有些错误确实是学生个体的问题,不一定具有代表性,但有些错误却具有典型性,把它拿出来,展示给学生,有警示作用,可以让学生少走弯路。

【案例4】如图8,在直角坐标系xoy中,点A的坐标为(12, 8),点B、C在x轴上,tan∠ABC= ,AB=AC,AH⊥BC于H,D为AC边上一点,BD交AH于点M,且△ADM与△BHM的面积相等。

(1)求点D坐标;(2)求过B、C、D三点的抛物线的解析式,并求出抛物线顶点E的坐标;(3)过点E且平行于AB的直线l交y轴于点G,若将(2)中的抛物线沿直线l平移,平移后的抛物线交y轴于点F,顶点为E'(点E'在y轴右侧)。是否存在这样的抛物线,使△E'FG为等腰三角形?若存在,请求出此时顶点E'的坐标;若不存在,请说明理由。

(1)(2)解答省略。

笔者把该作业展示给全班学生评判,学生认为容易想到勾股定理并列出方程,但方程复杂,不易解答,学生普遍有这样的深刻体会!

师:究其原因,学生普遍愿意使用勾股定理,使用简单,好理解,但列出方程后却发现,解起来并不简单!这也是中考复习中学生经常碰到的“难题”。

师:在利用GF=GE'时,GF可以直接用F纵坐标减G的纵坐标(用含t的表达式),若GE'直接用t的代数式表示,就相对简单些,可通过三角形HE'G与三角形GOK相似(ΔGOK三边比为3:4:5)来解。(图9)

生:哦!(豁然开朗)

以下是学生写的此小题小反思:

反思:勾股定理好想,好用,但由于出现平方,得到的方程比较复杂,当边是用二次代数式表示时,有时会出现高次方程,要慎用!

【点评】思考深刻,出现二次再平方时,要慎重,可换个角度试試!

四、关于数学小反思的两点思考

数学小反思的真实性是它的价值所在。数学小反思应是学生根据自己的真实意愿记录的,可以记录解题的精彩瞬间,也可以描述探索问题的点滴心路历程和轨迹,甚至可以阐述自己的错误主张,只要有思考和研讨的成分即可,这样的小反思就有强大的生命力!

教师指导下的数学小反思才是活而有用的教学素材。教师针对学生的小反思,取其精华,弃其糟粕,对于具有典型性的解题方法、触及到重要数学思想、具有独特的个性化的理解应给予点评,展示给全体学生,让师生互相学习,真正实现共同成长。

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