高紅尉
【摘 要】初中數(shù)學幾何教學的關鍵是幾何語言的教學,本文結合自己的教學實際,從文字語言、圖形語言、符號語言三個不同的方面闡述了幾何語言教學的一些方法。
【關鍵詞】幾何語言;文字語言;圖形語言;符號語言
數(shù)學家斯托利亞爾說過:數(shù)學教學是數(shù)學語言的教學。數(shù)學語言是表達數(shù)學關系和形式的符號系統(tǒng),是學生理解數(shù)學概念,掌握數(shù)學方法的基礎,尤其在幾何學習中,由于幾何語言概念性和邏輯性強,一些學生在幾何入門時,感到無法掌握,很多時候意思理解,但是難以用幾何語言來表示,從而產(chǎn)生畏懼心理,加上其它一些非心理因素,導致學習幾何后,兩極分化加重。為了避免這種現(xiàn)象出現(xiàn),在平面幾何的入門教學中,一定要注重幾何語言的表達的訓練,幫助學生建立幾何語言系統(tǒng),突破幾何入門學習的瓶頸。
一、幾何語言的分類和訓練方法
幾何語言,一般可以分為文字語言,圖形語言和符號語言三種類型,三者在幾何學習中有著各自獨特的地位和作用,在訓練中也有著不同的方法。
(一)抓關鍵詞,加強文字語言的理解
數(shù)學中幾何的定義、性質的敘述就是文字語言,例如,角的定義是“有公共端點的兩條射線組成的圖形叫做角”,平行線的定義是“在同一平面內,不相交的兩條直線叫做平行線”;線段的性質“兩點之間線段最短”,平行線的性質“兩直線平行,同位角相等”等,這些語言準確、嚴密,嚴謹?shù)孛枋隽藥缀螆D形的特征和性質,不能輕易增減一個字。在教學這些文字語言時,一定要在理解上下功夫,不能死記硬背,教師要引導學生在動手操作體驗中感受這些文字語言,同時像學習語文一樣咬文嚼字,著重理解關鍵字。例如,教學“直線外一點到這條直線的垂線段的長度叫做點到直線的距離”時,可以這樣開展活動,先讓學生聯(lián)系生活,如何測量跳遠成績,如何通過人行橫道線過馬路最近等,然后小組活動,給定圖形:直線l以及直線外一點P,在直線l上任取一點O,連接OP,測量并比較小組中誰的OP最短,還有沒有更短的畫法。在學生的操作討論在操作中,學生聯(lián)系生活經(jīng)驗,能夠得出當OP⊥l時,OP最短,這時教師順理成章的就可以得出結論:直線外一點與直線上各點連接的所有線段中,垂線段最短。然后類比兩點之間的距離的定義,給出點到直線的距離為直線外一點到這條直線的垂線段的長度,并進一步強調垂線段≠垂線,垂線是直線,垂線段是線段,垂線段≠距離,垂線段是圖形,距離是長度,是“數(shù)”,長度是橋梁,連接了垂線段和距離,使得數(shù)形結合,得到有機統(tǒng)一。
(二)辨析圖形,加強圖形語言的識別
幾何研究的對象是幾何圖形,圖形中記錄著很多的圖形知識,這些圖形知識更加直觀、形象,例如,圖(1)OP平分∠AOB,圖(2)OP⊥AB.圖(3)∠AOB與∠COD是對頂角等。這些圖形語言比文字語言更具直觀性,讀懂這些語言,是學生分析解決幾何問題的前提。在教學中,識圖訓練要循序漸進,從簡單到復雜.在蘇科版教材《平面圖形的認識一》中,學生認識了各種角以及角之間的數(shù)量關系和位置關系后,會涉及一些線條縱橫交錯,局部圖形重疊遮蓋的復雜圖形。例如,教學《探索平行的條件》時,出現(xiàn)的圖形就比較復雜,如圖(4):已知∠1=∠2,∠B+∠BDE=180°,在尋找平行線時,就需要對圖形進行剖析、分離,構造出簡單有用的基本圖形。把∠1、∠2的邊組成的圖形分離出來,就得到圖(5),在這樣的基本圖形中學生就很容易找出AD∥EF,把∠B、∠BDE對應的圖形分離出來得到圖(6),從而得到DE∥BF。從復雜圖形中分離基本圖形,對學生通過識圖解決問題有著重要的作用。同時,在教學中,還要注意變式圖形的訓練,在基本圖形的基礎上進一步改變圖形的方向、位置或結構,加強學生對變式圖形的認識,提高學生思維的靈活性和發(fā)散性。
在涉及平移、旋轉、翻折問題時,學生在圖中往往難以找到解決問題需要的條件,究其原因就是學生對圖中隱含條件的運用能力不足。在教學和練習時,教師要引導學生挖掘圖中的隱含條件,如對應邊相等,對應角相等,旋轉角相等,然后選擇需要的條件進行運用,經(jīng)常這樣訓練,學生就形成思維定勢,再遇到這樣的問題,就比較容易從圖中找到所需的隱含條件,進而正確解決問題。
除了識圖訓練,作圖訓練也很重要,解決數(shù)學問題時,經(jīng)常需要學生自己作圖,或在原有圖形上添加一些重要的線段,如添加垂線段,平行線等,尤其是動態(tài)問題中,隨著點的移動,線段和圖形都在變化中,這就對學生作圖能力有很高的要求。在作圖訓練中,要讓學生進一步熟悉幾何語言,形成感性認識,如連接AB,過點A作AP⊥BC,在學生自己作圖時,要提醒學生畫圖要注意一般性,不能畫特殊位置。如畫直線AB與直線CD相交,不能畫成垂直的位置,畫等腰三角形,不能畫等邊三角形等,否則會影響對問題的分析。
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(三)靈活變通,加強符號語言的運用
符號語言是用符號不是幾何關系,把文字語言和圖形語言結合起來,更加簡潔、直觀,如“⊥”表示垂直,“∥”表示平行,“Δ”表示三角形等。符號語言是學習幾何知識,解決幾何問題的工具,要學好幾何,一定要學好符號語言。在教學中,要結合圖形,加強文字語言向符號語言的轉化。
例如文字語言OP平分∠AOB,結合圖形,可以轉化為符號語言∠AOP=∠BOP,或∠AOP=∠AOB(∠BOP=∠AOB),或∠AOB=2∠AOP(∠AOB=2∠BOP)。
在平面幾何的教學中,符號語言的變通性也尤為重要,就角平分線的三種表示,在不同的問題中,需要的關系不一樣,用錯了解題過程就會受到影響,所以,教師要重視數(shù)學語言的轉化教學,每講一個概念或性質,要分析透徹,讓學生掌握它的三種語言表示形式,并能根據(jù)需要進行互譯,靈活轉換,這樣學生在解題書寫幾何語言時就可以靈活運用。
二、循序漸進,提高推理論證的能力
推理論證是不同于代數(shù)方法的一種新的解題方式,是幾何求解的獨特的思維方法,是對文字語言、圖形語言和符號語青三者的綜合運用,是學生分析問題、解決問題能力的重要手段,更是發(fā)展學生邏輯思維能力的核心環(huán)節(jié).因此,推理訓練是幾何入門教學的重點和難點。在推理論證的起步階段,教師的示范性十分重要,必須十分重視幾何語言的簡明和嚴謹性,對學生不規(guī)范不清晰的口語要一一糾正.幾何論證一般需要多個推理,每一個推理都是一個因果關系,有的是一因一果,有的是一因多果,由于學生年齡小,剛開始接觸推理論證時,往往會憑自己的需要創(chuàng)造出條件中沒有的“因”和條件無法推導出得“果”,這時,教師要耐心剖析其錯誤的原因,強調推理論證一定要“言必有據(jù)”,同時可以類比語文中的因果句型,加深學生的理解,幫助他們更好掌握。
學習幾何離不開幾何語言這個“東風”,通過反復練習,在幾何入門時把好幾何語言關,使學生順利邁過幾何的“門檻”,能夠正確思考、表達,寫出正確的推理過程,對學生后期的幾何學習有著不可低估的作用。
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