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几何是中學数学的一个重要组成部分,是培养学生思维能力、提高学生思维素质的重要学科。新课程中对几何证明的内容进行了调整,难度要求降低,证明技巧淡化,但对几何证明教学的最基本能力要求其实并没有降低。课标中已明确指出,在“图形与几何”的教学中,应帮助学生建立空间观念,注重培养学生的几何直观与推理能力。虽然新的课程理念要求推理过程不能过繁,一切从简,但证明的过程要求做到事实准确、道理严密。初中的几何证明不但是学习的重点,而且是学习的难点。很多同学对几何证明,不知从何着手,一部分学生虽然知道答案,但叙述不清楚,说不出理由,对逻辑推理的证明过程几乎不会写。为什么会有几何难学的问题?其症结很大程度上是由于学生不能适应几何语言的表述,不能很好地理解几何语言的含义,看不懂图形,不能用几何语言讲清道理,从而造成学习上的困难。初一是平面几何教学的起始阶段,重视对学生几何语言的培养,是学生学习几何关键的一步。本文以七年级数学“直线、射线、线段”和“角”为例,就如何进行几何语言教学谈谈自己的一些策略和做法。
一、重视课本基础,咬文嚼字地学几何语言
在中学阶段,平面几何以原始概念和公理为出发点,运用形式逻辑的基本规律进行判断和推理。用来描述概念的本质属性,表示几何元素和图形的性质或关系的符号就称为几何语言。几何教学有三种不同形式的语言,即图形语言、文字语言及符号语言。教学中不仅要让学生建立三种几何语言,还要培养学生对三种语言相互转化的能力。几何语言是学生进入几何学科大门的第一把门锁。
几何的学习,特别注重严谨与准确,学好几何的关键就是要熟练掌握语言之间的“互译”,对图形、文字、符号的使用要融汇贯通。数学语言具有确定性、简洁性及抽象性等特点,而几何语言更是独具特色,具有无可比拟的“万能性”。几何语言具有简洁明了,概念性强、逻辑性强的特点,所以操作起来,很多学生感到难以掌握。常有学生困惑:“意思懂,但不知如何说、如何落笔。”对此,我们在教学过程中应先让学生充分认识到学好几何语言的重要性,注意几何语言的严谨性。熟练掌握好几何语言,要重视阅读课本,要咬文嚼字地、深刻地、准确地理解几何语言。
首先,要正确理解几何概念。错误地理解或使用几何中的语言都会造成概念的模糊和思维的混乱。如“点在直线上”和“点在直线外”这两种情况学生理解有误,要通过熟读课本内容“一个点在一条直线上,也可以说这条直线经过这个点;一个点在直线外,也可以说直线不经过这个点”,多读几次,就能理解了。又如“有公共端点的两条射线叫做角”这个说法是错误的,因为角虽然是由公共端点的两条射线所形成,但角并不就是这两条射线,而是这两条射线组成的图形,在这个图形中不仅包括边和顶点,还有角的内部。用三个大写字母表示一个角时,一定要把顶点字母放在中间,用顶点字母表示一个角时不能表示其中一个分角。以上这些都要通过读加强理解,依靠咬文嚼字,深刻地、准确地理解几何语言,引导学生一字不差地掌握几何语言的表述。再如“直线外一点到这条直线的垂线段的长度叫做点到直线的距离”,要注意“垂线段”和“长度”,因连接点到直线的线段有许多条,但这里只能是垂线段,不能是其他的线段;而且是垂线段的长度,只就说明点到直线间的距离是一个数量,如果是连接点到直线的垂线段,那么它是一种图形,它们是不一样的。虽然“垂线段长度”只有五个字,却很重要,不能缺少。在讲解的过程中,我们可以从“字”到“词”再到“句”,逐步提高要求。
其次,要加强几何术语的教学。学生只有准确理解几何语言,才能按文字要求画出相应的几何图形,学懂了几何中的特定语言,才有可能按文字要求画出相应的图形并会使用符号表示。相反,当图形已知时,要能用几何中的文字语言、符号语言表达图形的形状、大小和位置关系,这是学几何应具备的双重能力。几何术语包括常用的几何术语、表示图形位置或大小关系的词语、表示作图动作的语言等。常用的几何术语有“每两点”“两两(相交)”“任意(取)画”“任何一个”“分别”“有且只有”等,表示图形位置或大小关系的词语有“相邻”“互相”“互为”“等角”“等边”等,要引导学生分清这些词语表述几个图形或几个量。如引导他们分清“互为余角”表示的是两个角(不是一个角,也不是多于两个角)的关系。表示画图、制图动作的语言,如“连接”“延长”“反向延长”“过点×作直线××,使它平行(垂直)于直线××”等,要求学生根据这类文字语言做出正确的画图动作;要求学生把画图过程表述为文字语言时,会使用规范的语句。
所以教师在几何教学中,讲课语言要求严谨,几何语言必须精炼、准确、严密,要相当准确、规范,板书条理化,符号书写规范化,以教师的规范、严密引导学生的规范、严密。教师不该带着病句讲课,不要把学生尚未学过的词语带到教学中来,以免产生不必要的教学困难。教师在备课时要备好自己的课堂教学用语,在批改作业和检查学生板演的习题时必须纠正学生错误的几何用语。当然,教师语言的规范化,并不排斥教师在不失科学性的前提下采用较为通俗、浅显的直观语言对学生进行启发、引导,进行较为抽象的几何对象的教学。
二、加强语言训练,循序渐进地提高说理能力
强化文字语言、符号语言、图形语言三者的互译是培养学生掌握几何语言的重要手段。加强学生几何语言的训练,努力提高学生的说理能力,要遵循循序渐进的原则。在教学中发现说理、推理的过程对学生来说确实是难点,而整套教材的编写是按“说点理”“说理”“简单说理”“用符号表示推理”等不同层次,分阶段逐步加深的,在实际的教学中如果让学生先去用文字进行说理,随着说理的难度增加,再将文字说明符号化更是难上加难了。所以一开始就要让学生“用符号表示推理”,熟悉“∵”(因为)、“∴”(所以)的书写格式,以及几何语言中“文字语言→图形语言→符号语言”的互译,最终要求用符号语言书写说理过程。教学时不是直接从题目入手,而是应先将定义、性质、定理符号化,使用推理的三段论形式: 通过上面的训练,熟悉一步推理的几何语言,再逐渐增加推理的步数,综合几步推理,训练几何语言的表述。对于已知、求证并附有图形的证明题,可先采用部分填空的方式,先“扶”学生走,等学生熟悉这部分知识和方法后,放手让学生自己写出已知、求证并自己画出图形来证明,每一步都得注明理由、依据,用综合的方法写出证明过程。具体做法如下面几例。
课堂教学要形式多样,有讲有练,给学生较多的语言训练机会。如要求学生复述定义、定理的意义;教师给出图形,要求学生“看图说话”讲述意义;教师写出论证,要求学生说出根据、理由等。拿到一道证明题目,要多帮助学生去分析,如这道题需要哪几步来完成,先证什么、再证什么、最后证什么,有了清晰的思路后,再针对每一步该如何书写过程,将难点分散。
三、加强分析法训练,逆思顺写地解决几何问题
初中学生的几何证明学习在内容上正在经历从“直观”到“论证”的转轨,在思维方式上需要解决从“形象思维”到“演绎思维”的过渡。学生学习几何证明从直观到论证之间存在着一个思维上的跳跃,要求学生能用规范的几何语言写下证明过程前,有一个前期的工作要做,那就是要教会学生能用自己的语言表达推理的过程,且思路清晰,有理有据。要求学生学会分析证明思路,理出一條线索来,通常可采用分析法。有的学生在书写证明过程时,往往想到哪里就写到哪里,像踩着西瓜皮,这是因为不会分析思路的原因造成的。所以要加强思路分析的训练,尤其是加强分析法训练,以培养学生逆思顺写的习惯。
分析法训练就是分析过程综合化,指分析问题时从已知出发、从结论入手,结合图形解决问题。在几何证明问题的分析过程中,通常使用两种逻辑思维方法,即综合法和分析法。所谓分析综合法,是指从命题的两头(题设和结论)向中间靠拢,使思维更集中,目标更明确,更容易发现问题的突破口,找到解决问题的简洁方法。一方面,从结论出发,一步步往上推;另一方面,从已知条件出发,一步步往下推,最后在中途汇合。
在分析问题时,采用分析过程综合化的策略,不仅可以使学生掌握数学基本的思维方法,同时培养了学生的思维能力,提高了学生解决问题的水平。要让学生明白证明是若干步推理组成的,要学会证明,就要弄清推理的“基本单位”及“层次关系”。过好这一关需做到四点:
1. 认真阅读课本上的例题、定理的证明,学会它的思维、推理及整个叙述过程。
2. 掌握命题证明的一般步骤:①分清命题的题设和结论;②找出命题的题设(条件);③按题意画出图形;④结合图形将题设中的条件译成几何“符号语言”,并逐一写在“已知”的后面,将结论也译成几何“符号语言”写在“求证”的后面;⑤证明结论。
3. 学会用精练的几何语言来表述论证过程,用规范的语言来表述充分的理由和正确的论证。
4. 证明要步步有据,书写要规范。
总之,使用几何语言是初学几何者都会遇到的问题,培养学生掌握几何语言,就能使学生的思维能力进一步得到发展,这是我们在几何教学中必须明确的一个目标。因此,只要我们从学生的实际出发,加强教师自身的语言修养,讲究教法,重视对学生的语言训练并持之以恒,就能逐步使学生准确理解几何语言,规范地使用几何语言,也有助于培养学生学习几何的兴趣。
参考文献:
[1]孙月光.初中几何教学研究[M].上海:上海教育出版社,2000.
[2]任志鸿.初中新课标优秀教案:七年级数学(上册)[M].海口:南方出版社,2014.
一、重视课本基础,咬文嚼字地学几何语言
在中学阶段,平面几何以原始概念和公理为出发点,运用形式逻辑的基本规律进行判断和推理。用来描述概念的本质属性,表示几何元素和图形的性质或关系的符号就称为几何语言。几何教学有三种不同形式的语言,即图形语言、文字语言及符号语言。教学中不仅要让学生建立三种几何语言,还要培养学生对三种语言相互转化的能力。几何语言是学生进入几何学科大门的第一把门锁。
几何的学习,特别注重严谨与准确,学好几何的关键就是要熟练掌握语言之间的“互译”,对图形、文字、符号的使用要融汇贯通。数学语言具有确定性、简洁性及抽象性等特点,而几何语言更是独具特色,具有无可比拟的“万能性”。几何语言具有简洁明了,概念性强、逻辑性强的特点,所以操作起来,很多学生感到难以掌握。常有学生困惑:“意思懂,但不知如何说、如何落笔。”对此,我们在教学过程中应先让学生充分认识到学好几何语言的重要性,注意几何语言的严谨性。熟练掌握好几何语言,要重视阅读课本,要咬文嚼字地、深刻地、准确地理解几何语言。
首先,要正确理解几何概念。错误地理解或使用几何中的语言都会造成概念的模糊和思维的混乱。如“点在直线上”和“点在直线外”这两种情况学生理解有误,要通过熟读课本内容“一个点在一条直线上,也可以说这条直线经过这个点;一个点在直线外,也可以说直线不经过这个点”,多读几次,就能理解了。又如“有公共端点的两条射线叫做角”这个说法是错误的,因为角虽然是由公共端点的两条射线所形成,但角并不就是这两条射线,而是这两条射线组成的图形,在这个图形中不仅包括边和顶点,还有角的内部。用三个大写字母表示一个角时,一定要把顶点字母放在中间,用顶点字母表示一个角时不能表示其中一个分角。以上这些都要通过读加强理解,依靠咬文嚼字,深刻地、准确地理解几何语言,引导学生一字不差地掌握几何语言的表述。再如“直线外一点到这条直线的垂线段的长度叫做点到直线的距离”,要注意“垂线段”和“长度”,因连接点到直线的线段有许多条,但这里只能是垂线段,不能是其他的线段;而且是垂线段的长度,只就说明点到直线间的距离是一个数量,如果是连接点到直线的垂线段,那么它是一种图形,它们是不一样的。虽然“垂线段长度”只有五个字,却很重要,不能缺少。在讲解的过程中,我们可以从“字”到“词”再到“句”,逐步提高要求。
其次,要加强几何术语的教学。学生只有准确理解几何语言,才能按文字要求画出相应的几何图形,学懂了几何中的特定语言,才有可能按文字要求画出相应的图形并会使用符号表示。相反,当图形已知时,要能用几何中的文字语言、符号语言表达图形的形状、大小和位置关系,这是学几何应具备的双重能力。几何术语包括常用的几何术语、表示图形位置或大小关系的词语、表示作图动作的语言等。常用的几何术语有“每两点”“两两(相交)”“任意(取)画”“任何一个”“分别”“有且只有”等,表示图形位置或大小关系的词语有“相邻”“互相”“互为”“等角”“等边”等,要引导学生分清这些词语表述几个图形或几个量。如引导他们分清“互为余角”表示的是两个角(不是一个角,也不是多于两个角)的关系。表示画图、制图动作的语言,如“连接”“延长”“反向延长”“过点×作直线××,使它平行(垂直)于直线××”等,要求学生根据这类文字语言做出正确的画图动作;要求学生把画图过程表述为文字语言时,会使用规范的语句。
所以教师在几何教学中,讲课语言要求严谨,几何语言必须精炼、准确、严密,要相当准确、规范,板书条理化,符号书写规范化,以教师的规范、严密引导学生的规范、严密。教师不该带着病句讲课,不要把学生尚未学过的词语带到教学中来,以免产生不必要的教学困难。教师在备课时要备好自己的课堂教学用语,在批改作业和检查学生板演的习题时必须纠正学生错误的几何用语。当然,教师语言的规范化,并不排斥教师在不失科学性的前提下采用较为通俗、浅显的直观语言对学生进行启发、引导,进行较为抽象的几何对象的教学。
二、加强语言训练,循序渐进地提高说理能力
强化文字语言、符号语言、图形语言三者的互译是培养学生掌握几何语言的重要手段。加强学生几何语言的训练,努力提高学生的说理能力,要遵循循序渐进的原则。在教学中发现说理、推理的过程对学生来说确实是难点,而整套教材的编写是按“说点理”“说理”“简单说理”“用符号表示推理”等不同层次,分阶段逐步加深的,在实际的教学中如果让学生先去用文字进行说理,随着说理的难度增加,再将文字说明符号化更是难上加难了。所以一开始就要让学生“用符号表示推理”,熟悉“∵”(因为)、“∴”(所以)的书写格式,以及几何语言中“文字语言→图形语言→符号语言”的互译,最终要求用符号语言书写说理过程。教学时不是直接从题目入手,而是应先将定义、性质、定理符号化,使用推理的三段论形式: 通过上面的训练,熟悉一步推理的几何语言,再逐渐增加推理的步数,综合几步推理,训练几何语言的表述。对于已知、求证并附有图形的证明题,可先采用部分填空的方式,先“扶”学生走,等学生熟悉这部分知识和方法后,放手让学生自己写出已知、求证并自己画出图形来证明,每一步都得注明理由、依据,用综合的方法写出证明过程。具体做法如下面几例。
课堂教学要形式多样,有讲有练,给学生较多的语言训练机会。如要求学生复述定义、定理的意义;教师给出图形,要求学生“看图说话”讲述意义;教师写出论证,要求学生说出根据、理由等。拿到一道证明题目,要多帮助学生去分析,如这道题需要哪几步来完成,先证什么、再证什么、最后证什么,有了清晰的思路后,再针对每一步该如何书写过程,将难点分散。
三、加强分析法训练,逆思顺写地解决几何问题
初中学生的几何证明学习在内容上正在经历从“直观”到“论证”的转轨,在思维方式上需要解决从“形象思维”到“演绎思维”的过渡。学生学习几何证明从直观到论证之间存在着一个思维上的跳跃,要求学生能用规范的几何语言写下证明过程前,有一个前期的工作要做,那就是要教会学生能用自己的语言表达推理的过程,且思路清晰,有理有据。要求学生学会分析证明思路,理出一條线索来,通常可采用分析法。有的学生在书写证明过程时,往往想到哪里就写到哪里,像踩着西瓜皮,这是因为不会分析思路的原因造成的。所以要加强思路分析的训练,尤其是加强分析法训练,以培养学生逆思顺写的习惯。
分析法训练就是分析过程综合化,指分析问题时从已知出发、从结论入手,结合图形解决问题。在几何证明问题的分析过程中,通常使用两种逻辑思维方法,即综合法和分析法。所谓分析综合法,是指从命题的两头(题设和结论)向中间靠拢,使思维更集中,目标更明确,更容易发现问题的突破口,找到解决问题的简洁方法。一方面,从结论出发,一步步往上推;另一方面,从已知条件出发,一步步往下推,最后在中途汇合。
在分析问题时,采用分析过程综合化的策略,不仅可以使学生掌握数学基本的思维方法,同时培养了学生的思维能力,提高了学生解决问题的水平。要让学生明白证明是若干步推理组成的,要学会证明,就要弄清推理的“基本单位”及“层次关系”。过好这一关需做到四点:
1. 认真阅读课本上的例题、定理的证明,学会它的思维、推理及整个叙述过程。
2. 掌握命题证明的一般步骤:①分清命题的题设和结论;②找出命题的题设(条件);③按题意画出图形;④结合图形将题设中的条件译成几何“符号语言”,并逐一写在“已知”的后面,将结论也译成几何“符号语言”写在“求证”的后面;⑤证明结论。
3. 学会用精练的几何语言来表述论证过程,用规范的语言来表述充分的理由和正确的论证。
4. 证明要步步有据,书写要规范。
总之,使用几何语言是初学几何者都会遇到的问题,培养学生掌握几何语言,就能使学生的思维能力进一步得到发展,这是我们在几何教学中必须明确的一个目标。因此,只要我们从学生的实际出发,加强教师自身的语言修养,讲究教法,重视对学生的语言训练并持之以恒,就能逐步使学生准确理解几何语言,规范地使用几何语言,也有助于培养学生学习几何的兴趣。
参考文献:
[1]孙月光.初中几何教学研究[M].上海:上海教育出版社,2000.
[2]任志鸿.初中新课标优秀教案:七年级数学(上册)[M].海口:南方出版社,2014.