小议初中数学开放题的解题技巧

2022-05-30 10:48陈美娟
数理天地(初中版) 2022年10期
关键词:解题技巧初中数学

陈美娟

【摘要】为了进一步提升学生运用认知的能力,促进他们的素养生长.教师通常会设置一些开放题给学生思维以锻炼的机会,让他们获得更多的成长.开放题往往因为问题本身的设置不是固定的,题目的结论、解法也不是固定的,通常会给学生的解题带来一定的麻烦.教师要指导学生摸索开放题的解题规律,进而更好地促进数学学科素养的成长.

【关键词】初中数学;开放题型、解题技巧

开放题改变了传统的题目设置的方式,给学生更多思维的空间,也给他们更多提升的可能,进而更能激发学生的潜能.教师在指导学生如何求解开放题型时,首先要引导学生分析开放题型,将它们分为不同的类别,进而提取一般的解题方式.

1 条件开放题的求解

条件开放题就是教师在给学生设置解题任务时,给他们设置的题目在条件上是不唯一的.对着预先设置的结论,学生需要逆向思维去找寻一些关联的条件,让条件与结论能对接起来.

例如 以人教版初中数学八年级上册《全等三角形》为例,教师设置这样的题目,如图1,AB∥DE,AC∥DF,AC=DF,下列条件“ AB=DE;∠B=∠E; EF=BC;EF∥BC”中,哪一个是不能判定△ABC≌△DEF?

就结论而言,本题其实需要学生掌握三角形全等的判定定理.因此教师可以先引导学生叙述普通的两个三角形全等的四个定理,即AAS、ASA、SAS、SSS,以及直角三角形中的HL定理.接着教师问,题目中出现的AAA、SSA,能证明三角形全等吗.显然是不能得的,他们需要假想一个条件,教师给学生四个选项,他们可以采取排除法进行分析,进而解题,也就是说他们在这样的开放题型中逐步地理解、掌握三角形全等的判定方法.

学生先是假设增加AB=DE这一条件.他们从AB∥DE,AC∥DF这两个条件出发,得出∠A+∠AGD=180°,∠AGD+∠D=180°,∠A=∠D.同时又因为∠A=∠D,AC=DF,AB=DE,他们运用SAS判定得出△ABC≌△DEF.接着他们增加∠B=∠E这一条件,因为∠A=∠D,AC=DF,∠B=∠E,他们运用AAS定理,判定出△ABC≌△DEF.他们在增设EF=BC时,发现要证明全等比较困难.因此他们想到增设EF∥BC这一条件,如图2所示,学生延长ED交BC于点O,因为EF∥BC,所以∠E=∠EOC;又因为AB∥DE,所以∠B=∠EOC,∠E=∠B;他们再结合∠A=∠D,AC=DF,再运用AAS定理之后,他们推出△ABC≌△DEF.最后他们发现第三个条件用不起来.可见基于条件的开放题涉及的知识点较多,需要学生能够运用结论,找寻可以添加的条件.教师需要引导学生展开深层次的剖析,让他们体会知识点的内在关联性.显而易见,对条件开放题的求解学生需要具有一定的开放逆向推理能力,进而优化他们的解题方法.

2 结论开放题的求解

结论开放性问题其实是符合学生的认知规律的,有学生可能会由条件得到一些显性的结论,有学生会在不同条件组合与叠加下得出深刻一点的结论.显然地,这种结论开放题需要学生运用发散性思维能力,注重问题思考问题的维度,将给出的条件与所学知识点充分地糅合,进而促成问题的解决.

例如 以人教初中数学为例,在复习矩形的性质、全等三角形的判定与性质、菱形的判定,三角形中位线定理等方面认知时,教师先是设置这样的题目,如图3所示:

在矩形ABCD中,M、N分别是边AD、BC的中点,E、F分别是线段BM、CM的中点.能不能从图中证明出一组全等的三角形;能不能判断四边形MENF是什么特殊四边形,同时证明你的结论.

显然地这是结论性开放题.学生先要将题目中的明显的条件利用起来,他们从矩形的条件出发,想到了相关的直角三角形;他们再从M是边AD的中点,他们想到了对应的相等的线段;进而他们猜想ABM≌△DCM.也就是说,他们由矩形的性质得出AB=DC,∠A=∠D,再由M是AD的中点,根据SAS定理证明出,△ABM≌△DCM.对于第二个需要猜想的结论,他们先是想特殊的四边形有哪些,他们将平行四边形、长方形、正方形、菱形、梯形等列出来.接着他们决定将第一问得出的结论利用起来,他们从这个结论得出BM=CM.他们想到了这样的性质,四边都相等的四边形是菱形,因此他们推断这个特殊的四边形是菱形.学生是这样证明的,由1得:△ABM≌△DCM,进而得出,BM=CM;再由E、F分别是线段BM、CM的中点,得出ME=BE=12BM,MF=CF=12CM,ME=MF.同时又因为

N是BC的中点,所以EN、FN是△BCM的中位线,EN=12CM,FN=12BM,进而推断出,EN=FN=ME=MF.最终,学生得出四边形MENF是菱形.

3 解法开放题的求解

当学生按照通常可行的解题思路,结合可以挖掘的条件有条不紊地推算,他们会发现参照结论与所提供的条件之间存在着不同的解题思路.

例如 以人教版初中数学初二年级上册《三角形内角和》这一章节为例,教师设置这样的题目,如图4,已知AB∥CD.求证: ∠D+∠E+∠B=360°

有学生先是由360°想到以E为顶点的周角恰好是360.他们想到寻找以E为顶点的两个角,使它们分别等于∠B和∠D.于是他们又想到根据平行线的性质定理,过E点作一條直线EF,使EF∥AB,进而推的∠BEF=∠B.再有已知条件AB∥CD,他们推得EF∥CD,进而推出∠FED=∠D.教师问学生能不能围绕∠D+∠E+∠B=360°.沿着教师的提问,学生将这三个角分成两组,使每组角的和为180°,他们作EF∥AB,使图中出现两组同旁内角如图5所示,他们过点E作EF∥AB,两直线平行,同旁内角互补所以 ∠B+∠FEB=180°.又因为AB∥CD,如果两条直线都和第三条直线平行,那么这两条直线也互相平行,所以EF∥CD,所以∠D+∠FED=180°,再由等式性质推出∠B+∠BEF+∠D+∠DEF=360°,即,∠D+∠DEB+∠B=360°.

学生在思考中又想到这样的维度,连接DB,如图6所示,将结论直接分为△DBE的内角和两直线平行下两个同旁内角∠CDB与∠ABD的和.三角形的内角和定理与同旁内角互补定理相组合,他们得出最后的结论.教师追问能不能再想一个方法来.学生想到能不能作一个平行线将同旁内角互补定理如图6一样利用起来,他们想到过点B作BC∥DE,如图7所示,所以∠1+∠E=180°, ∠3+∠D=180°,所以∠1+∠E+∠3+∠D=360°.他们又想到AB∥CD这一条件,进而推出

∠2=∠3,∠1+∠E+∠2+∠D=360°,所以结论成立.

4 结语

在教学中,教师应当改变题目设置的方式,尽量给学生设置开放性题目;教师不但要注重他们的基础理论知识,更要注重他们的思维能力以及运用知识的能力.一言以蔽之,教师要引导学生建构起开放题型的思路,形成解题思维,进而为他们的后续的数学学习奠定扎实的基础.

参考文献:

[1] 张芳.新课改下初中数学开放式教学策略研究[J].家长.2020,(17).

[2]李同天.初中数学开放探究题的类型及解题策略[J].教学管理与教育研究. 2020,5(17).

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