摘 要:動點是初中數學的重點與難點,在中考中出現頻率較高,占有較高分值。為使學生攻克這一難點,在各類測試中獲得理想分值,應做好動點問題的教學研究,并結合具體習題講解,使其掌握解題技巧,不斷提高動點問題解題能力。在動點問題的教學中,教師要重視學生解題思維的培養,使學生能夠更好地建構知識體系。文章結合自身教學實際,就如何開展動點問題教學談談自己的看法。
關鍵詞:初中數學;動點問題;教學
動點問題難在正確尋找未知與已知參數的聯系,其涉及的知識點較多,包括幾何圖形的判定、分類討論、函數思想等,不少學生望而生畏。授課中應選擇代表性習題,幫助其尋找突破口。通過抓住關鍵點引導學生展開思考,認真剖析解題過程,發現解題中存在的困難,并在困難解決中感受探究的樂趣,使其樹立解題自信。教師在引導學生解決動點問題時,要利用學生已有的知識基礎,巧妙通過相應的題目去深化學生的認知,以實現學生對動點問題的掌握,最終實現知識的建構。
一、 四邊形中的動點問題教學
初中數學涉及的四邊形有:平行四邊形、矩形、菱形等。所學內容包括四邊形性質以及對應的判定定理,是解答動點問題的重要依據。教師在教學之前,要先認真了解這些圖形有什么特點,他們所涉及的知識原理是什么,并能夠根據動點問題與各圖形之間的關系,使學生能夠深入研究四邊形關于動點問題內容。教師只有先系統地掌握四邊形中所涉及的動點問題知識,才能夠在課堂上更好地引領學生進行研究,以幫助學生系統掌握知識。教師在授課中可從兩方面入手,進行動點問題教學:一方面,使學生打牢四邊形知識基礎。端正學習態度,不僅要牢固記憶四邊形性質、判定定理,掌握邊、對角線之間的關系,而且要求其深入理解,做到以不變應萬變。另一方面,創設訓練問題情境。積極創設動點問題情境,對學生加強訓練,促進其從知識掌握到能力提升的轉變。動點問題情境的創設,可以根據學生的認知水平,巧妙地將知識與圖形無痕對接起來,以幫助學生更感性地認知學習內容,并在解題過程中逐漸上升到理性認知,最終促進學生更好地掌握知識,提升能力。
【例1】 如圖1所示矩形ABCD中,AB、AD分別長4、12。按照圖示將其折起,C剛好和AD上的M點重合,且PD=3。AB邊上存在不與端點重合的兩個動點G、Q,GQ=2。四邊形MEGQ周長的最小值為:??? 。
該題目難度較大,為增強解題信心,應做好訓練引導。解題時,如圖2,找到M關于AB的對稱點M′,在EN截取ER=2,連接M′R和AB交于點G,而后過點E,作EQ∥RG,和AB交于點Q。
∵ER=GQ,且ER∥GQ易知四邊形ERGQ為平行四邊形,則QE=GR。
由對稱性可知GM=GM′,即,MG+QE=GM′+GR=M′R,此時MG+QE最小,即,四邊形MEQG的周長最小,在直角三角形M′RN中,NR=4-2=2,M′R=112+22=55。
又∵ME=5,GQ=2,因此,四邊形MEQG的最小周長值為7+55。
二、 圓中的動點問題教學
圓是初中數學的重點內容,涉及的知識點多而零碎,相關動點問題難度較大。面對知識點多的問題,教師要系統地將各個知識點聯系起來,通過靈活的知識呈現,巧妙將多而零碎的知識變成系統的內容,以幫助學生突破難點。為使其掌握圓中動點問題解題方法,一方面,提高圓知識應用的靈活性,即,課堂上多講解新穎的試題,使其牢固掌握,靈活運用圓的特點,為解答有關圓動點問題奠定堅實基礎。在引入試題時,教師要精心選擇,通過設計與圓中動點問題相關的知識,以促進學生更好地掌握圓的性質。另一方面,注重結合學生實際情況,特別是學生知識結構中關于圓的基礎性知識,實現新知識與舊知識的對接,優選與講解經典的有關圓動點問題的例題,使其感受解題過程,積極總結解答動點問題的思路,給以后解答類似問題帶來啟示。
【例2】 如圖3,△ABC為直角三角形,∠BAC為直角,AB=AC,BC=42,AC上存在一動點D,連接BD,以AD為直徑的圓和BD相較于E,線段CE的長度的最小值為??? 。
解答圓的動點問題時應注重應用直徑所對的圓周角為直角這一性質。該題解題時關鍵在于確定點E的位置。先連接AE,由已知條件不難求出AB=AC=4,由AD為直徑,可知∠AED=∠AEB=90°,由此可見點E在以AB為直徑的圓O上。由圖4可知,當O、E、C三點共線時CE的值最小。在直角三角形AOC中,由已知條件可求得OC=OA2+AC2=25,∴CE的最小值=OC-OE=25-2。
三、 拋物線中的動點問題教學
拋物線中的動點問題常為壓軸題,對學生綜合素質要求較高,難度較大。拋物線中蘊含的動點問題要通過循序漸進的學習,才能夠讓學生逐步清晰地建立知識體系,并在多樣化的問題解決中提升學習認知,最終掌握拋物線中的動點問題的解決方法。教師在授課中為使學生掌握該題型解題方法,一方面,要做好二次函數知識講解,使其熟練掌握二次函數圖像知識,尤其掌握點的縱、橫坐標與對稱軸的關系,即,如果x1,x2關于對稱軸x=a對稱,則其縱坐標相等,x1+x2=2a。另一方面,選擇合適例題進行針對性訓練,從簡單例題入手,使其逐漸掌握與積累相關解題技巧,樹立解答拋物線動點問題的自信,并在不斷的問題解決中提升對拋物線的認知與理解。
【例3】 如圖5,拋物線y=ax2+bx,過A(4,0),B(1,3)兩點,B和C關于對稱軸對稱。過點B的直線垂直于x軸與點H。①求出拋物線的表達式;②直接寫出C點坐標,求△ABC的面積;③P是拋物線位于第四象限的動點,當△ABP的面積為6時,求點P的坐標。
該題目的前兩問較為簡單,第三問難度稍大。要想求出P點坐標,由圖6可知,需要根據三角形面積知識進行巧妙轉化,即,S△ABP=S△ABH+S四邊形HAPD-S△BPD。
由已知條件不難求出拋物線的解析式為y=-x2+4x,點C的坐標為(3,3)S△ABC=12×2×3=3。解答第三問時,過P點作PD⊥BH交BH于點D。設點P(m,-m2+4m),則根據已知條件不難求出BH=AH=3,HD=m2-4m,PD=m-1。由S△ABP=S△ABH+S四邊形HAPD-S△BPD可得:
12×3×3+12(3+m-1)(m2-4m)-12(m-1)(3+m2-4m)=6,
整理得到3m2-15m=0,解得m1=0(舍去)或m2=5,
∴點P的坐標為(5,-5)。
總之,初中數學中動點問題難度普遍較大,它所涉及的知識又比較多。這就要求教師不能以孤立的方法引導學生學習動點問題,而應該將與動點問題相關的知識整合成知識脈絡,通過知識脈絡幫助學生理清各個知識之間的關系,并在問題解決中提升解題思維能力。教師在教學中一方面要總結常見動點問題題型以及考查的知識點,為學生深入細致地學習基礎知識,解答動點問題做好鋪墊,另一方面,通過創設問題情境、講解例題,加強訓練等,不斷提高學生動點問題解題技巧與能力。只有不斷地優化教學方法,巧妙地將動點問題與學過的知識相聯系,并借助圖形輔助,使學生能夠系統地掌握知識,最終達到數學思維能力的全面發展。
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作者簡介:
林志琴,福建省泉州市,泉州第十一中學。