構(gòu)造圖形讓代數(shù)問題思維可視化芻議

1、    構(gòu)造圖形讓代數(shù)問題思維可視化芻議    林文亮摘 要 利用構(gòu)造圖形來解決代數(shù)問題，讓代數(shù)問題思維可視化，更有利于學(xué)生的創(chuàng)新思維和數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，成就學(xué)生的精彩。關(guān)鍵詞 代數(shù);問題;思維：g633.62，b01                            &#

2、160;            ：a                                      

3、;            ：1002-7661（2019）12-0175-01學(xué)生在解決代數(shù)式、方程、函數(shù)等代數(shù)問題時，往往只用考慮用代數(shù)公式運算等代數(shù)的解題方法，卻忽略了數(shù)與形的結(jié)合，而幾何與代數(shù)隔離，限制了學(xué)生思維的發(fā)展，有時還往往不得要領(lǐng)或者只是一知半解。著名數(shù)學(xué)家華羅庚教授說過：“數(shù)與形，本是相倚依，怎能分作兩邊飛，數(shù)缺形時少直覺，形少數(shù)時難入微，數(shù)形結(jié)合百般好，隔離分家萬事休?！苯處熢诮虒W(xué)時若能多引導(dǎo)學(xué)生利用構(gòu)造圖形來解決代數(shù)問題，以形表數(shù)，用圖形給學(xué)生建立思維的立腳點與腳手

4、架，讓代數(shù)問題思維可視化，更能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，更有利于落實數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。而學(xué)生若能熟練掌握用構(gòu)造圖形來解決代數(shù)問題也就相當(dāng)于打通了數(shù)學(xué)的“任督二脈”，學(xué)生在欣賞“數(shù)學(xué)之美”中學(xué)會探究數(shù)學(xué)，感覺數(shù)學(xué)更生活化、更美、更接地氣，也就會更喜歡上數(shù)學(xué)，為終身學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。一、追根溯源，探究規(guī)律課本例題：在新人教版八年級上15.3乘法公式一節(jié)中出現(xiàn)用面積說明平方差公式的思考題。分析：大正方形面積-小正方形面積=剩余面積。剩余部分可以拼湊為一個邊長為（a+b）、（a-b）的一個矩形。為了讓學(xué)生體會面積拼湊的過程，筆者利用flash軟件制作了可用鍵盤控制圖形旋轉(zhuǎn)與平移的課件，學(xué)生通過動態(tài)的操作，體會

5、通過代數(shù)式轉(zhuǎn)化為圖形的運動變化的過程，可以邊操作邊思維，還可以有糾錯改正的余地，真正地用圖形來實現(xiàn)思維的可視化。學(xué)生通過圖形的重新構(gòu)造不難證明以下結(jié)論：s剩余面積=s大-s小=a2-b2s剩余面積=（a+b）（a-b）因此，a2-b2=（a+b）（a-b）。運用構(gòu)圖法還可以證明完全平方公式：（a+b）2=a2+2ab+b2、（a-b）2=a2-2ab+b2。通過對公式的證明，讓學(xué)生體會構(gòu)圖法可以把代數(shù)與幾何完美地結(jié)合在一起，更深刻體會數(shù)形結(jié)合的思想。二、趣味試題，激發(fā)興趣例題：求代數(shù)式的最小值.若用常規(guī)代數(shù)方法學(xué)生則可能是一籌莫展，我引導(dǎo)學(xué)生可另辟捷徑采用構(gòu)造圖形法來解決問題。構(gòu)造方法：，先設(shè)

6、線段bd=12，再分別過點b、d作abbd，edbd，且讓ab=3，de=2，設(shè)c為線段bd上一動點，連接ac、ec，設(shè)cd=x.再設(shè)置以下兩個提示問題：（1）用含x的代數(shù)式表示ac+ce的長;（2）請問點c滿足什么條件時，ac+ce的值最??？學(xué)生就可由兩點間線段最短不難得出代數(shù)式的最小值其實就是線段ae的長了.本題巧用構(gòu)造圖形來顯示各個量的關(guān)系和變化，為學(xué)生探究解題思路提供“思維可視化”.而構(gòu)造圖形的關(guān)鍵在于敏銳的觀察和合理的聯(lián)想，通過研究其幾何特征，能使抽象的數(shù)量關(guān)系在圖形上直觀地呈現(xiàn)出來，使問題變得簡單.三、以形解數(shù)，柳暗花明在解決三角函數(shù)問題的學(xué)習(xí)中更是少不了圖形的構(gòu)造了。例：已知ta

7、n30°和tan45°的值，你能求出tan75°的值嗎？對初中學(xué)生而言因不能直接利用公式，因而很多學(xué)生都“無路可走”，而利用構(gòu)造圖形法卻能使問題“柳暗花明”。以下是解答思路：首先得先把45°角和30°角都要構(gòu)在一個直角三角形中，其次構(gòu)一線三直角，為了有75°角，想到平行角相等，所以構(gòu)造矩形.具體操作的時候可以按如下步驟：（1）作一個45°角（o）如圖;（2）在o終邊上取點a向角的外部作垂線，構(gòu)造aob=30°（也即以oa為公共邊向外構(gòu)造一個含30°角的直角三角形abo）;（3）過點a，b，o三點分別作坐標(biāo)

8、軸的垂線，框成一個矩形ocde，有此得到ebo=boc=75°（4）由一線三直角得到兩個陰影的三角形相似，相似比為ab和oa的比1：，不妨令bd為1，由45°則ad=bd=1，由相似比知oc=ac=，所以oe=cd=+1，eb=ed-bd=-1，順時針標(biāo)出矩形邊上各線段的值得出tanebo=tanboc=tan75°=.構(gòu)圖法是數(shù)形結(jié)合思想的一個重要形式，是一種創(chuàng)造性的解題方法，在數(shù)學(xué)解題教學(xué)中，若能啟發(fā)學(xué)生從“構(gòu)造圖形”渠道進行廣泛的聯(lián)想則能得到許多構(gòu)思巧妙、新穎獨特、簡捷有效的解題方法。總之，在解決代數(shù)問題時，若有了圖形的借助，能把學(xué)生從枯燥的數(shù)學(xué)語言、符號用圖形直觀呈現(xiàn)出來，若把一個個數(shù)字和符號組合轉(zhuǎn)化成一個個圖形，使其能“看得到、摸得著”，就如同“可視化”一般，則數(shù)學(xué)也就生動活潑了。圖形化也是體現(xiàn)出數(shù)學(xué)的和諧美，不僅對學(xué)生的多元思維培養(yǎng)、學(xué)習(xí)興趣的提高以及獨創(chuàng)鉆研精神的發(fā)揮無疑也是十分有利的，而且還對培養(yǎng)學(xué)生探究能力和建模能力有積極作用.毛作為教師應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生去體會、理解和運用這一數(shù)學(xué)思想方法，借圖發(fā)揮，讓思維可視化，成就學(xué)生的精彩。不僅可以提升學(xué)生數(shù)形互用解題的能力，參考文獻：1梅延峰.例談教材