问题解决策略:转化 教案 2026-2027学年鲁教版(五四制)七年级数学上册
第二章 轴对称
问题解决策略:转化
鲁教五四制版七上的问题解决策略:转化,以《义务教育数学课程标准》要求为依据,既是帮助学生“形成模型思想与初步应用意识”“掌握分析问题和解决问题基本方法”的重要路径,也是达成上述课程目标的关键载体.
本教材中的本节内容将学生零散的经验系统化、显性化和策略化,为其后续学习更复杂的数学知识(如方程、函数、几何证明)打下坚实的方法论基础;也是连接“数与代数”、“图形与几何”等各大知识板块的思维纽带.无论是代数领域的“化归”,还是几何领域的“等积变换”,其本质都是转化.
七年级上学期已经掌握了有理数的运算、整式的初步认识、一元一次方程的解法以及基本的几何图形(点、线、面、体)的认识和周长、面积的计算公式等,这为他们运用转化策略提供了必要的“知识武器库”;而“转化”的思想对学生来说并非完全陌生,他们已经在无意识中多次运用了这一策略:计算异分母分数加减法时,转化为同分母分数;学习平行四边形、三角形、梯形面积公式时,是通过剪切、拼补、转化为已知的长方形来推导的;解方程时,运用等式的性质,将复杂的方程转化为简单的形式 x = a.
七年级学生正处在从具体形象思维向抽象逻辑思维过渡的关键时期,他们能够理解一定的抽象概念和方法,但仍然需要具体实例和直观操作作为支撑,像是转化必须遵循“等价”或“保真”的原则(如几何中的等积变换),学生在操作中可能会忽略这一点,导致转化后的新问题与原问题不等价,从而得出错误答案.将内隐的思维过程外显化、条理化,对他们来说是一个需要训练的新能力.
1.理解转化策略在解决数学问题中的重要意义,明确转化策略是解决复杂问题的有效手段之一;
2.能识别数学问题中的可转化元素,掌握基本的转化技巧,如图形转换、面积变形等;
3.能熟练地将一般性的数学问题转化为特殊情形进行思考,学会在不同特殊情形之间建立联系和转化,培养举一反三的学习能力.
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重点:理解转化策略在解决数学问题中的重要意义.
难点:能识别数学问题中的可转化元素,掌握基本的转化技巧.
(一)情境导入
诗中隐含着一个有趣的数学问题,我们称之为“将军饮马”问题.
古希腊有一位久负盛名的学者,名叫海伦,他精通数学、物理,聪慧过人.有一天,一位将军向他请教一个问题:如图,将军从A地骑马出发,要到河边让马饮水,然后再回到B地的马棚,为使马走的路程最短,应该让马在什么地方饮水?
设计意图:通过引入古诗,增强趣味性,激发学生学习的积极性,为讲解新知作铺垫.
(二)探究新知
问题:如图,甲、乙两个居民楼在一条道路的同一侧,要在道路旁建一个快递自助取货柜.你认为自助取货柜应建在什么地方,才能使甲、乙两个居民楼到它的距离之和最短?
设计意图:提出问题,激发学生的思考热情,为后续的探究作铺垫.
理解问题:如果把两个居民楼和自助取货柜所在的位置都看作点,道路看作一条直
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线,那么上述问题可以抽象成“最短路径”问题.
拟定计划: (1)你以前遇到过类似的问题吗?关于“最短”,你有哪些认识?
预设:两点之间,线段最短;垂线段最短.
(2)相信你能解决以下问题:如图,直线l的两侧分别有A,B两点,在直线l上确定一个点C,使AC+BC最短.
(3)原问题与这个问题有什么区别和联系?你能将原问题转为如图这样的问题吗?说说你的想法.
追问:你能将问题(1)转化为问题(2)吗?
设计意图:学生通过动手操作、观察、思考,真切地感受到转化的魅力,并进一步明确要研究的问题及困难.
实施计划:写出你的解决方案,并说明道理.
小明是这样思考的:如图,作点B关于l的对称点B′.根据轴对称的性质,对于l上任意一点C,都有BC=B′C,因此AC+BC=AC+B'C,问题转化为:在直线l上确定一个点C,使AC+B'C最短.
根据“两点之间线段最短”,连接AB',与l交于点C,点C就是所要确定的点.
追问:直线l上的其他任意一点C是否都不满足条件呢?
任意取一点C′进行验证:AC+CB'<AC'+C'B'.
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