●甘 霖 (中峰鎮(zhèn)中心學(xué)校 湖北竹溪 442300) ●魏祖成 (竹溪縣教研室 湖北竹溪 442300)
數(shù)學(xué)例題、習(xí)題課教學(xué)是數(shù)學(xué)教學(xué)的重要組成部分,是學(xué)生理解、掌握和應(yīng)用數(shù)學(xué)概念、法則、性質(zhì)、定理的必要過程,是學(xué)生感悟數(shù)學(xué)思想方法、發(fā)展數(shù)學(xué)思維、培養(yǎng)創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力的必要過程.在初中數(shù)學(xué)例題、習(xí)題教學(xué)中,教師要根據(jù)學(xué)生需要,對教材中的“例題、習(xí)題資源”進(jìn)行有效處理和二度開發(fā),這好似大廚將“家常小炒”加工成“滿漢全席”,色、香、味俱全才能讓人吃得輕松、愉快.如何將“家常小炒”做成新鮮、可口、讓學(xué)生愛不釋手、垂涎欲滴的“滿漢全席”?這就需要教師在鉆研教材上下足功夫,充分理解教材例題、習(xí)題的設(shè)計意圖,加以組合、整理、補(bǔ)充、延伸、拓展和變式,設(shè)計出學(xué)生喜歡的數(shù)學(xué)習(xí)題,培養(yǎng)學(xué)生內(nèi)在的數(shù)學(xué)情感和智慧.
人本主義教育家羅杰斯說過,真實(shí)的問題情境和活動是最能引起態(tài)度和個性情緒的學(xué)習(xí)方式.結(jié)合教材例題、習(xí)題的基本內(nèi)容,配上一些符合學(xué)生特征的教學(xué)情景,使學(xué)生的情緒受到感染,利用情感對認(rèn)知學(xué)習(xí)的引導(dǎo)作用,驅(qū)動、誘導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī).
案例1 人教版數(shù)學(xué)七年級下冊第26頁第6題第(2)小題:如圖1所示,AB∥CD∥EF,那么∠BAC+ACE+∠CEF = ______度.
在教學(xué)時可創(chuàng)設(shè)情境,巧加“誘餌”——會跳舞的平行線,即將一根橡皮筋系在AB,EF同側(cè)的2個端點(diǎn)上,手拿橡皮筋,改變手勢和步伐,可得如下變式:
(1)勇往直前,勢不可擋.如圖2所示,AB∥EF,求證:∠ACE=∠A+∠E.
(2)平移一步,靈動跳躍.如圖3所示,AB∥EF,求證:∠CAB=∠C+∠E.
(3)進(jìn)而則移,婀娜多姿.如圖4所示,AB∥EF,求證:∠E=∠A+∠C.
(4)前進(jìn)兩步,姿勢優(yōu)美.如圖5所示,AB∥EF,求證:∠1+∠2=∠BCF-∠BDF.
(5)連續(xù)跳動,夢幻變化.
①如圖6所示,AB∥EF,求證:∠1+∠2+……+∠n=(n-1)×180°;
②如圖7所示,AB∥EF,求證:∠1+∠3=∠2+∠4;
③如圖8所示,AB∥EF,根據(jù)②的證明猜想你發(fā)現(xiàn)了什么結(jié)論?
圖1
圖2
圖3
圖4
圖5
圖6
圖7
圖8
以上5個變式,通過創(chuàng)設(shè)問題情境,對課本習(xí)題進(jìn)行創(chuàng)新再探,在保留原題設(shè)的前提下,重新創(chuàng)設(shè)問題情景,添加情景“誘餌”,將問題逐步引申、挖掘,深化題目的豐富內(nèi)涵,對培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣大有裨益.
蛋糕有香草、抹茶、紅豆等多種口味,讓人意猶味盡、回味無窮.同樣地,在學(xué)習(xí)中學(xué)生喜歡多種不同“口味”的習(xí)題.教師在教學(xué)中要創(chuàng)造性地改編、引申教材中的例題、習(xí)題,給例題、習(xí)題換新顏,改口味,讓學(xué)生在解題過程中體驗(yàn)挑戰(zhàn)思維帶來的喜悅,培養(yǎng)數(shù)學(xué)情感.
案例2 人教版數(shù)學(xué)九年級下冊第32頁第6題:如圖9所示,用一段長30 m的籬笆圍成一個一邊靠墻的矩形菜園,墻長為18 m,求矩形的長、寬各為多少時,菜園的面積最大,最大面積是多少?
這是一道二次函數(shù)綜合應(yīng)用題,蘊(yùn)涵了方程、函數(shù)及數(shù)學(xué)建模思想.從題目所給的條件、求解的結(jié)論、實(shí)際的情景、不同的方案等方面去歸納總結(jié),可改編和設(shè)計出不同的問題,做到一題多變,既培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用各種思想方法解題的能力,又建立了知識之間的聯(lián)系,有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和勇于探索的個性品質(zhì).對于該題可作如下“口味”的改變,編制出讓學(xué)生“愛吃”的好題.
圖9
圖10
(1)墻長有無限制.
例1 如圖10所示,有長為24 m的籬笆,一面利用墻(墻的最大可利用長度a為10 m),圍成中間隔有一道籬笆的長方形花圃.設(shè)花圃的寬AB為x m,面積為S m2.
①求S與x的函數(shù)關(guān)系式.
②如果要圍成面積為45 m2的花圃,AB的長是多少.
③能圍成面積比45 m2更大的花圃嗎?如果能,請求出最大面積,并說明圍法;如果不能,請說明理由.
例2 利用一面墻(墻的長度不超過45 m),用80 m長的籬笆圍一個矩形場地.①怎樣圍才能使矩形場地的面積為750 m2;
②能否使所圍矩形場地的面積為810 m2,為什么?
(2)中間有無隔欄.
例3 要建一個長方形的養(yǎng)雞場,雞場的一邊靠墻(墻長足夠長),如果用50 m長的籬笆圍成中間有一道籬笆(長度為x m)的養(yǎng)雞場.
①要使雞場的面積最大,雞場的長應(yīng)為多少;
②如果中間有n(n>1)道籬笆隔墻,要使雞場的面積最大,雞場的長應(yīng)為多少;
③比較①②的結(jié)果,你能得到什么結(jié)論?
(3)面數(shù)是否變化.
例4 如圖11所示,用長為18 m的籬笆(虛線部分),2面靠墻圍成矩形苗圃.
① 設(shè)矩形的一邊長為x m,面積為y m2,求y關(guān)于x的函數(shù)關(guān)系式,并寫出自變量x的取值范圍;
②當(dāng)x為何值時,所圍苗圃的面積最大,最大面積是多少?
(4)形狀發(fā)生改變.
例5 如圖12所示,某學(xué)校在綠化校園時計劃利用矩形場地的一角,怎么利用邊緣2邊(不考慮第三邊AB)才能使所建花圃的面積最大,并求出最大面積(精確到1 m2).
(5)設(shè)計最佳方案.
例6 某校數(shù)學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組準(zhǔn)備設(shè)計一種高為60 cm的簡易廢紙箱,廢紙箱的一面利用墻,放置在地面上,利用地面作底,其他的面用一張邊長為60 cm的正方形硬紙板圍成.經(jīng)研究發(fā)現(xiàn):由于廢紙箱的高是確定的,所以廢紙箱的橫截面圖形面積越大,則它的容積越大.
圖11
圖12
①該小組通過多次嘗試,最終選定3個簡便且易操作的截面圖形(見表1),根據(jù)這截面圖形面積y cm2與x cm(見表1截面圖形所示)的函數(shù)關(guān)系式繪制出圖像,請你根據(jù)有關(guān)信息,在表1中空白處填上適當(dāng)?shù)臄?shù)(式),并完成y取最大值時的設(shè)計示意圖.
②在研究性學(xué)習(xí)小組展示研究成果時,小華同學(xué)指出:圖中“底角為60°的等腰梯形”的圖像與其他2個圖像比較,還缺少一部分,應(yīng)該補(bǔ)畫.你認(rèn)為他的說法正確嗎?請簡要說明理由.
表1 橫截面圖形與函數(shù)關(guān)系式
(6)容積能否最大.
例7 某農(nóng)戶計劃用現(xiàn)有的一面墻修4面墻,建造如圖13所示的長方形水池,培育不同品種的魚苗,他已備足可以修高為1.5 m、長為18 m的墻的材料準(zhǔn)備施工,設(shè)圖中與現(xiàn)有一面墻垂直的3面墻的長度都為x m,即AD=EF=BC=x m(不考慮墻的厚度).
①若想水池的總?cè)莘e為36 m3,x應(yīng)等于多少;
②求水池的總?cè)莘eV與x的函數(shù)關(guān)系式,并直接寫出x的取值范圍;
③若想使水池的總?cè)莘eV最大,x應(yīng)為多少,最大容積是多少?
圖13
教學(xué)中,靈活多變的習(xí)題設(shè)計,能使學(xué)生在思維過程中不斷接受智慧的挑戰(zhàn),思維的深度和廣度得到提高.學(xué)生享受智慧帶來的成功和愉悅的同時,思維的靈活性和敏捷性得到發(fā)展,思維品質(zhì)得以提升和飛躍,變一點(diǎn)“花樣”,設(shè)計出學(xué)生“跳一跳”就能摘得到的“桃子”.
案例3 人教版數(shù)學(xué)八年級下冊第110頁第7題:已知四邊形ABCD中,AD∥BC,點(diǎn)M是AD的中點(diǎn)且MB=MC.求證:四邊形ABCD是等腰梯形.
此題是一道“條件不充分”的習(xí)題,可引導(dǎo)學(xué)生尋找“充分條件”的同時,變一點(diǎn)“花樣”,作以下思維拓展:
思維拓展1將原題的條件改變,把“點(diǎn)M是上底的中點(diǎn)”變?yōu)椤跋碌椎闹悬c(diǎn)”,挖掘內(nèi)在聯(lián)系.
思維拓展2將特殊條件一般化,把“點(diǎn)M是梯形底邊上的中點(diǎn)”變?yōu)椤疤菪瓮獠康狞c(diǎn)”,探究上述結(jié)論是否成立.
思維拓展3將特殊條件一般化,把“點(diǎn)M是梯形底邊上的中點(diǎn)”變?yōu)椤疤菪蝺?nèi)部的點(diǎn)”,探究上述結(jié)論是否成立.
思維拓展4將結(jié)論和條件互換位置,把要證明的結(jié)論“等腰梯形”作為條件,探究新的結(jié)論,從而提高學(xué)生的應(yīng)變能力.
思維拓展5變換條件和結(jié)論,把“底邊上的中點(diǎn)”變?yōu)椤?個點(diǎn)”,2腰由“已知相等”變?yōu)椤敖Y(jié)論求證”,提高探索能力.
思維拓展6適當(dāng)改變已知條件,探索新的結(jié)論,從而培養(yǎng)思維的發(fā)散性.
例8 已知梯形ABCD中,AD∥BC,點(diǎn)M是AD的中點(diǎn),且MB=MC,點(diǎn)E是MB的中點(diǎn),點(diǎn)F是MC的中點(diǎn),點(diǎn)N是BC的中點(diǎn).
(1)求證:四邊形MENF是菱形;
(2)當(dāng)△MBC是什么三角形時,四邊形MENF是正方形,并猜想梯形的高與下底之間的數(shù)量關(guān)系.
思維拓展7變換題型,將證明題改為探索題,探索新的結(jié)論是否成立,從而培養(yǎng)思維的發(fā)散性.
例9 已知梯形ABCD中,AD∥BC,M是底邊AB上的點(diǎn),給出下面3個論斷:①AB=CD;②AM=DM;③BM=CM.請你以其中的2個論斷作為條件,填入“已知”欄中,以一個論斷作為結(jié)論,填入“求證”欄中,使之成為一個正確的命題,并證明之.
已知在梯形ABCD中,AD∥BC,M是底邊BC上的點(diǎn),_______________,求證:________________.
簡析 該題從所給的論斷入手,不斷變換題目的條件與結(jié)論,由淺入深,循序漸進(jìn),層層深化,既溝通了知識之間的聯(lián)系又訓(xùn)練了發(fā)散思維.
符合題意的情形有3種情況,即①,②→③;①,③→②;②,③→①.
在教學(xué)時,如能在例題、習(xí)題的解答后做進(jìn)一步深入研究,便能發(fā)現(xiàn)一些很有趣的新知識或好方法,使解答數(shù)學(xué)問題的過程變成探究、發(fā)現(xiàn)的過程,將思維變成流動、活躍的過程,可使學(xué)生時時處在一種愉快的探索知識的狀態(tài)中,從而充分調(diào)動學(xué)生的積極性,啟發(fā)學(xué)生的思維,提高學(xué)生的解題能力和探索能力.
在例題、習(xí)題教學(xué)中,要對學(xué)生解題過程中可能出現(xiàn)的困難做充分估計.對于較難理解的知識點(diǎn),要有針對性地做好鋪墊,使解題過程水到渠成.
案例4 人教版數(shù)學(xué)九年級上冊“證明三角形的中位線定理”的教學(xué).
師:如圖14所示,在△ABC中,D,E分別是AB,AC的中點(diǎn),則DE是△ABC的中位線.你能發(fā)現(xiàn)哪些結(jié)論?
師:如果要證明“三角形的中位線平行于第三邊,且等于第三邊的一半”這個命題,能把文字語言轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)語言嗎?
師:很好,能證明嗎?
(一學(xué)生板演.)
師:還有不同的證法嗎?
生3:利用△ADE∽△ABC可證.
師:誰能簡述一下證明過程?
圖14
師:很不錯,還有不同的想法嗎?
師:很精彩,連老師也沒有想到用這種方法.
在以上的課堂教學(xué)中,教師不失時機(jī)地問了一下“還有不同的想法嗎”,增加了解題的“配料”,學(xué)生的精彩發(fā)言為整個課堂增加了亮色,這種證明三角形中位線定理的方法連教師都沒有想到!