初中数学动态几何问题解题障碍与措施分析

罗胡春

重庆市第三十七中学校 400084

摘要: 初中数学动态几何问题是教学与考试中的重点和难点,学生在解决此类问题时存在诸多障碍。本文通过对教学实践的观察与分析,聚焦知识储备、思维能力、心理与习惯三个层面的具体障碍,如几何定理应用不熟练、空间想象能力不足、畏难情绪等。针对这些问题,提出加强基础知识
  • DOI:

    10.13738/j.cnki.acc.qklw60536

  • 专辑:

    科学Ⅰ辑;信息科技

  • 专题:

    信息、科学;综合科技

  • 分类号:

    G90;N92

摘要:初中数学动态几何问题是教学与考试中的重点和难点,学生在解决此类问题时存在诸多障碍。本文通过对教学实践的观察与分析,聚焦知识储备、思维能力、心理与习惯三个层面的具体障碍,如几何定理应用不熟练、空间想象能力不足、畏难情绪等。针对这些问题,提出加强基础知识教学、运用多媒体辅助教学、设计阶梯式练习题以及引导学生总结解题模型等切实可行的措施,旨在帮助学生突破解题障碍,提升动态几何问题的解题能力。

关键词:初中数学;动态几何;解题障碍;教学措施

在初中数学课程体系中,动态几何问题以其独特的动态性、综合性和开放性,成为培养学生空间观念、逻辑推理能力和创新思维的重要载体。然而,从实际教学情况来看,动态几何问题却是学生失分的 “重灾区”。例如,在一次关于图形旋转的单元测试中,全班 45 名学生,能完整正确解答动态旋转综合题的仅 8 人,正确率不足 20%。深入分析学生的解题过程与反馈,发现学生在面对动态几何问题时,存在知识运用不灵活、思维难以跟上图形变化节奏、心理上畏惧等问题。因此,深入剖析初中数学动态几何问题的解题障碍,并针对性地提出有效解决措施,对提升学生数学学习质量和教师教学效果具有重要的现实意义。

一、初中数学动态几何问题解题障碍分析

(一)知识储备障碍

初中阶段涉及众多几何概念和定理,部分学生对基础概念理解模糊,定理的适用条件和推导过程一知半解。例如,在学习 “三角形全等判定定理” 后,学生在解决动态几何中涉及三角形全等的问题时,常出现错误使用判定定理的情况。在一道图形平移后判断三角形全等的题目中,学生因未明确 “边边边(SSS)”“边角边(SAS)” 等判定定理的使用条件,错误地将仅知道两边相等的两个三角形判定为全等。这种对定理机械记忆而缺乏深入理解的现象,导致学生在动态几何问题中无法准确提取和运用相关知识。

(二)思维能力障碍

动态几何问题中图形的运动变化需要学生在脑海中构建清晰的动态过程,但部分学生空间想象能力不足,难以跟上图形的变化节奏。以图形旋转问题为例,当要求学生分析一个三角形绕某一点旋转一定角度后,各边与原图形的位置关系及角度变化时,部分学生无法准确想象出旋转后的图形状态,导致无法找出旋转过程中的不变量和变量,进而无法解决后续问题。动态几何问题的解决需要严谨的逻辑推理,但学生在推理过程中常出现逻辑混乱、步骤跳跃等问题。在一道关于动点形成的等腰三角形的分类讨论问题中,学生需要根据等腰三角形的性质,分三种情况(即两腰分别为不同的线段)进行讨论。

(三)心理与习惯障碍

动态几何问题因其抽象性和复杂性,使许多学生产生畏难情绪。在课堂教学中,当教师展示一道动态几何难题时,部分学生还未开始思考,就表现出退缩、放弃的态度。这种畏难情绪不仅影响学生的学习积极性,还会形成恶性循环。动态几何问题往往包含较多的条件和信息,且部分条件可能隐藏在图形或问题表述中。但学生在审题时,常常粗心大意,遗漏关键信息。学生在解决动态几何问题时,存在解题过程书写不规范的现象。有的学生步骤跳跃,没有详细说明推理依据;有的学生图形绘制不标准,影响对问题的分析。

二、突破初中数学动态几何问题解题障碍的措施

(一)加强基础知识教学,夯实几何知识体系

1深化概念与定理教学

在几何概念和定理教学中,教师应避免简单的灌输式教学,采用多样化的教学方法帮助学生深入理解。例如,在讲解 “平行四边形的判定定理” 时,可以通过让学生动手操作,用小木棒制作平行四边形模型,通过改变边和角的关系,直观感受平行四边形的判定条件。同时,结合具体的例题和反例,引导学生分析定理的适用条件和易错点。在学习 “相似三角形” 的判定定理后,教师可以给出一些形状相似但不满足判定条件的三角形图形,让学生判断并说明理由,加深对定理的理解。

2构建知识网络

教师在教学过程中,要注重引导学生梳理知识之间的内在联系,构建完整的几何知识网络。例如,在复习阶段,可以以某一知识点为核心,将相关的概念、定理、公式等进行串联。以 “三角形” 为核心,引导学生从三角形的分类、性质(内角和、三边关系等)、全等与相似的判定及应用等方面进行系统梳理,让学生清晰地认识到知识之间的逻辑关系。同时,通过设计综合性的练习题,让学生在解题过程中运用多个知识点,强化知识的整合与运用能力。

(二)运用多媒体技术,直观展示动态几何变化过程

1动态演示图形运动

利用几何画板、PPT 动画等多媒体软件,将动态几何问题中图形的平移、旋转、翻折等运动过程直观地展示出来。例如,在讲解 “图形的旋转” 时,教师可以通过几何画板制作一个三角形绕某一点旋转的动画,让学生清晰地观察到旋转中心、旋转方向、旋转角度以及旋转过程中图形各部分的变化情况。通过动态演示,帮助学生在脑海中建立起图形运动的清晰表象,降低空间想象的难度,使学生更好地理解动态几何问题的本质。

2呈现解题思路动态过程

除了展示图形的运动,多媒体技术还可以用于呈现解题思路的动态过程。在讲解一道动态几何综合题时,教师可以通过 PPT 逐步展示解题步骤,利用动画效果突出关键的条件分析、辅助线的添加过程以及推理的逻辑顺序。例如,在解决一道关于动点形成的等腰三角形问题时,通过动画依次展示三种分类讨论的情况,以及每种情况下如何根据等腰三角形的性质列出方程求解。这样的动态呈现方式,有助于学生跟上教师的解题思路,理解解题的关键所在,提高学生的逻辑推理能力。

(三)设计阶梯式练习题,逐步提升学生解题能力

1基础题巩固知识

在学习完一个动态几何知识点后,首先设计一些基础练习题,帮助学生巩固所学知识。这些基础题的图形变化相对简单,条件明确,主要考查学生对基本概念和定理的直接应用。例如,在学习完 “图形的平移” 后,让学生解答一些已知平移方向和距离,求平移后图形顶点坐标或线段长度的题目,确保学生掌握平移的基本性质和计算方法。

2变式题拓展思维

在学生掌握基础知识的基础上,设计变式练习题,对题目条件或问题进行适当改变,引导学生从不同角度思考问题。例如,在 “三角形全等判定” 的练习中,先给出常规的直接判断两个三角形全等的题目,然后将其中一个三角形进行旋转或翻折,改变图形的呈现形式,让学生依然能准确判断三角形全等,并找出对应的边和角。通过变式练习,培养学生的思维灵活性和知识迁移能力,使其能够应对动态几何问题中图形的各种变化。

3综合题提升能力

最后,设计综合性较强的动态几何题目,将多个知识点融合在一起,模拟考试中的难题。这些综合题的图形复杂,条件隐藏,需要学生综合运用所学知识和多种解题方法进行解答。例如,设计一道结合动点、函数和三角形相似的综合题,让学生分析动点运动过程中函数解析式的变化,以及利用三角形相似的性质求解相关线段长度或角度。通过做综合题,提升学生分析问题和解决问题的能力,培养学生应对复杂动态几何问题的信心。

结论

初中数学动态几何问题的解题障碍涉及知识储备、思维能力、心理与习惯等多个方面。通过对这些障碍的深入分析,我们提出了加强基础知识教学、运用多媒体技术、设计阶梯式练习题以及引导学生总结解题方法与模型等针对性措施。在实际教学中,教师应根据学生的具体情况,灵活运用这些措施,帮助学生克服解题障碍,提升动态几何问题的解题能力。同时,动态几何问题的教学研究是一个持续的过程,未来还需要进一步探索更有效的教学方法和策略,以适应不断变化的教学需求和学生的学习特点,促进初中数学教学质量的全面提升。

参考文献

[1]刘丽丽. 初中数学动态几何问题常用解题方法探究 [J]. 数理天地(初中版), 2023, (19): 28-29.

[2]王涵. 初中数学动态几何问题的解题方法 [J]. 数理化解题研究, 2022, (26): 2-4.

[3]张哲. 初中数学动态几何问题的解题障碍分析及对策[D]. 苏州大学, 2016.



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