黄华

[摘  要] 分类讨论常用于较复杂的数学概念、运算、动点或图形不确定等情况的分析,它能有效简化问题,降低难度,文章以“相交线”概念教学为例,阐述分类讨论思想在概念教学中的应用策略:创设情境,初步感知分类思想;合作交流,切实体会分类过程;适当练习,形成分类讨论思想.

[关键词] 分类讨论;概念教学;合作交流

分类讨论是指将复杂的问题分割成几个基础性的小问题,再逐个突破的思想策略,常用于较复杂的数学概念、运算、动点或图形不确定等情况的分析. 它需有确定的分类对象,按照统一的标准进行分类,做到不重复、不遗漏. 将分类讨论思想应用于数学概念教学中,能有效地简化概念的难度.

“相交线”章节涉及较多关于角的位置关系的概念,因位置关系多而导致了概念数量也很多,学生一不小心就会出现概念的混淆. 为了帮助学生在学习初始阶段就能厘清各个概念之间的关系,避免后期因概念不清而在几何证明中漏洞百出,笔者特将教学内容与分类讨论相结合.

创设情境,初步感知分类思想

教学应关注学生对知识的理解程度,让学生感知知识与知识间存在的内在联系. 概念作为每个知识点的起点与基础,在教学中具有无可替代的重要作用. 在概念教学的初始阶段,创设丰富的情境可让学生在心理上对概念产生共鸣,让学生在知识与生活的交互中感知概念的形成与发展过程.

对于一些复杂的概念,我们可在情境中设置相应的分类点,让学生在探索中自主发现分类的标准,并将自身的生活经验、记忆与思维凝聚到一起,增进对概念的理解. 如“相交线”涉及的概念教学,可创设以下情境进行课堂导入.

教师结合剪刀、钟表指针、夹钳等常见的生活物品创设情境,让学生从中抽象出两根直线相交的基本模型.

师:观察图1,你们看到什幺?

生1:看到公路、高架桥等呈交叉的关系.

师:现在我们一起将图中标注了AB与CD的两根直线画出来. 根据图1抽象而来的图像见图2.

师:观察图2,你们能看到几个角?

生2:4个角.

师:若两两分组,一共可组成几组?

生3:六组.

师:如果将这六组角分类,可用什幺标准分?(小组合作讨论)

生4:有相邻的和相对的两种分类方式.

师:不错. 分类后角与角之间的度数是否有什幺特别的地方?

生5:处于相对位置上的两个角的边在一条直线上,互为反向延长线,同时它们的顶点与角度大小都一样;处于相邻位置上的两个角有一条公共边,还有一条边是互为反向延长线的关系. 它们拥有共同的顶点,且两角度数相加为180°.

师:非常好!这就是我们今天所要认识的邻补角和对顶角. 如表1,是两直线相交的分类讨论情况及角与角之间的位置关系.

师:根据表1可知,对顶角是相等的关系. 那幺,我们怎幺能确定它们相等呢?有没有办法加以证明?

生6:如图2,已知∠AOC+∠COB=180°,∠COB+∠BOD=180°,所以∠AOC=∠BOD,同理可证得∠AOD=∠COB.

师生有效互动,激发了学生对“相交线”的学习兴趣. 学生在教师逐层递进的引导下通过自主讨论,获得六组角的分类标准分别有相邻的与相对的两种. 在这两类角的观察中,逐渐获得相应的概念. 由此可见,分类讨论思想在概念形成的初始阶段就具有开拓学生思维的作用,教师可多加引导,帮助学生快速获得概念的内涵与相应的数学思想.

合作交流,切实体会分类过程

为了强化学生对概念的认识,可选择小组合作的方式鼓励学生在交流中共同完成学习任务. 当相交线为三根时,会出现更多的角,这些角之间具有怎样的关系,该如何分类进行讨论是合作交流的主题. 为此,课堂呈现出以下教学片段.

首先向学生介绍截线和被截线的定义,为接下来的教学做好铺垫.

师:大家对两根线组成的四个角的关系已经有了一定的认识,现在我们在两条线的基础上再添加一条直线,大家来数一数有几根线、几个角.

生7:如图3,有a,b,c三根直线,这些直线相交后得到8个角.

师:刚刚我们已经探究过有公共顶点的两个角的关系(对角与邻角),现在将没有共同顶点的角进行两两分配,可组成多少组?(学生合作交流,得到有16组的结论)

师:那我们来逐组进行分析,先看看∠1和∠5,这两个角之间的位置关系是怎样的?

生8:∠1和∠5都在截线的同一侧,且在被截线的同一个方向.

师:很好!那现在请大家将不同组别的角与截线的关系填到一个表格内.

(学生设计并填写表格,结论见表2.)

师:现在请各小组讨论,分别描述每组角(两个角为一组)之间的位置关系,并分类.

(学生合作学习,教师引导.)

结论:根据角与角之间的位置关系,分别获得同内角、同同角、同外角、异内角、异同角和异外角六种.

师:本节课我们学习其中的三种,即同内角、异内角和同同角. 我们分别给它们起一个新的名字为:同旁内角、内错角与同位角. 现在请大家仔细观察这三种角,说说它们有没有什幺能让人一眼就看出来的特征.

生9:同旁内角呈现一个U字形,内错角则呈现出Z字形,而同位角在同一个方向,差不多是一个F形.

学生在合作交流过程中对角的位置关系逐个进行分类,并针对教师所提出的三类角进行研究,获得了一定的成效. 尤其是用大写的英文字母表示不同类型角之间的位置关系,这种方式简洁而又深入人心. 合作过程中,组内每个成员都切实体会到了数学分类的方法与过程,这为培养学生的数学思想奠定了一定的基础.

适当练习,形成分类讨论思想

课堂练习可促进知识的形成与巩固,概念学习也离不开练习的辅助. 为了帮助学生形成良好的数学思想,练习设计时需有针对性地添加相应的元素,让学生在独立思考中实施分类讨论,以灵活思维深化对概念的理解,达到学以致用的目的.

课堂小练:

1. 如图4,已知直线AB,CD,EF相交于点O,则∠AOC的对顶角是______,邻补角是______.

2. 观察图5,其中∠1,∠2互为对顶角的有哪些?

3. 观察图6,∠2,∠3称为_____角;∠2,∠4称为_____角;∠2,∠5称为_____角;∠2,∠6称为_____角;∠2,∠8称为_____角.

4.如图7,直线AB,CD,EF相交于点O,已知∠1=30°,∠2=65°,则∠3为多少度?

学生在完成练习的过程中再一次感知直线相交所形成角的位置关系,1、2两题着重考查学生对对顶角与邻补角的理解程度,其中第1题中的第2问∠AOC的邻补角有哪些,不少学生只写了一个答案,而根据邻补角的概念,符合条件的角应有两个. 学生只有在深刻理解了邻补角内涵的基础上,才不会漏解.

3、4两题主要考查学生对同旁内角、同位角与内错角的认识程度. 第3题看似题量大,其实只要掌握每种角相应的位置关系,答题并不困难. 笔者要求学生根据自己探究、总结出来的用英文字母表示的相交线形状进行判断,准确率较高. 第4题则考查学生对知识的掌握与应用程度,练习赋予角明确的度数,学生根据角与角之间的位置关系与度数关系可求出答案.

这一组试题的设计,从学生的认知经验与授课内容出发,学生在练习过程中深化了对各个概念的理解,并实现了举一反三、灵活应用所学知识. 解题中,学生需将每一种角的位置关系进行观察、梳理、分类讨论,从而有效地促进了学生分类讨论思想的形成.

总之,数学思想方法的培养并非一朝一夕就能完成的,它需要教师紧跟新课改的步伐,不断更新教育理念,充分发挥学生的主体作用,让课堂成为学生思维成长的阶梯. 当然,更重要的是让学生深度参与课堂教学的全过程,感悟用分类讨论的方法学习的过程,为数学核心素养的提升奠定基础.