☉江蘇省蘇州高新區實驗初級中學 丁 香
黃金分割是一個非常重要的知識點,各種版本的教材都在不同章節通過例、習題或數學活動進行滲透,作為中考復習,有必要將黃金分割作為一個專題復習.本文是筆者設計的一節“黃金分割”專題復習課,整理出來,供研討.
問題1:如圖1,點C在AB上,AC∶AB=BC∶AC.若AB=1,求AC的長.

圖1
預設:學生利用一元二次方程解出AC的長為之后,給出黃金分割比值,指出它的近似值通常用0.618表示,進一步給出定義.
定義:黃金分割是指將整體一分為二,較大部分與整體部分的比值等于較小部分與較大部分的比值,其比值
運用定義解釋以下尺規作圖:
如圖2,以AB為直角邊作直角三角形ABC,使∠ABC=90°,BC=AB,在斜邊AC上取CP=CB,再在AB上取AG=AP.則點G為線段AB的黃金分割點.

圖2
問題2:如圖3,在等腰△ABC中,頂角∠A=36°,BD為∠ABC的平分線.
(1)求證:AD=BD;
(2)圖中有三角形相似嗎?
(3)若AC=2,求底邊BC的長.
教學組織:在學生練習之后,引導他們根據黃金分割的定義,確認點D為邊AC的黃金分割點,這種三角形常常稱為“黃金三角形”(頂角為36°的等腰三角形),它的底邊與腰長的比值為

圖3
問題3:以下構圖簡單、自然,卻能得出黃金分割點,你能說明理由嗎?
(1)如圖4,分別以BC為一邊向兩側作等邊三角形ABC和正方形BCDE.以點C為圓心、CE為半徑畫弧,與射線AB交于點F.則B是線段AF的黃金分割點.

圖4

圖5
(2)如圖5,先構造邊長分別為3、4、5的三角形ABC.作角B的平分線,與邊AC交于點D.以點D為圓心、DA為半徑作圓,與角平分線分別交于點E、F.則E是線段BF的黃金分割點.
(3)如圖6,畫一個含30°角的直角三角形ABC,∠ABC=30°,∠C=90°.取AB的中點E,以點E為圓心、AB的長為半徑畫圓,與CB的延長線交于點D,則B為線段CD的黃金分割點.
教學組織:通過幾個好懂的作圖得出黃金分割點,安排學生“回到定義”去判斷,加深對黃金分割比值的理解.

圖6
問題4:如圖7,菱形ABCD中,點E是對角線AC上一點,且EA=AB,EB=EC=ED=1,求菱形的邊長.(至少兩種方法求解)

圖7
解法預設:

圖8
解法1:如圖8,連接BD交AC于點O,設菱形的邊長為x,則在直角三角形AOD、直角三角形DOE中,利用公共邊DO,可得關于x的方程,解得x=
解法2:可證△CDE∽△CAD,可得CD2=CE·AC.設菱形的邊長CD為x,可得x2=1·(x+1),解得
解法3:設∠CDE=α,容易導出∠DCE=α,∠DAE=α,∠ADE=∠DEA=2α.在△ADE中,利用三角形內角和可求出α=36°,于是△ADE是黃金三角形,底邊DE=1,則腰長為,即菱形的邊長為
教學組織:先安排學生獨立練習,然后組內展示不同解法,最后由小組派出代表上臺講解,教師點評時注意引導學生識別黃金三角形.
教材編寫者對一些經典問題或奇異性質往往采取分批呈現、螺旋上升的安排方式,像本文關注的黃金分割的經典圖形,在八年級上學期學習等腰三角形時就出現過“黃金三角形”,但是由于當時還沒有相似的知識,也沒有一元二次方程的知識儲備,所以對“黃金三角形”的研究并不深入,所以這個圖形在本專題復習中得到全面關注和研究.此外,有些教材在圖形認識初步學習時,讓學生通過畫四邊形,并取四邊中點得到“中點四邊形”,學生通過度量、猜想發現中點四邊形的性質,但由于沒有學到平行四邊形、中位線的性質,所以在七年級時沒有進行證明,這也是不同分冊的教材對經典問題、奇異性質的分批呈現與螺旋上升,我們在中考備考復習時就要注意抓取這些素材,引導學生“再認識”.
研究中考試題是很多同行的興趣,特別是針對一些較難的綜合題進行解析更是不少教研群(QQ群、微信群)的主要內容,然而針對經典問題(如黃金分割)這樣的專題研究不是很多,似乎研究考題一定有要“獵奇”的追求.我們通過檢索各地考卷發現,在不少地區(如上海、安徽等地)關鍵考題的位置上都隱含考查了黃金分割的考點.需要注意的是,這種檢索并不是按關鍵字、關鍵詞來檢索,而是需要認真解題,在演算過程中發現試題中存在黃金分割的結構特征,這類習題就需要被抓取出來,作為歸類收集的重要素材,為日后研發黃金分割習題課積累資料.
黃金分割的相關作圖、構圖方法很多,如何帶領學生解讀、理解這些方法也是備課階段重點考慮的.在上面的課例中,我們提供了4種較為典型的構圖方法,為了節約課堂時間,沒有安排學生模仿作圖,而是安排學生對這些構圖方法進行解讀、演算,通過運算確認構圖方法的正確性,也感受到黃金分割的奇異之美.另外,對一些典型問題還預設了不同思路,要求學生運用不同方法解答,體現思維的發散性,同時不同的解法也對應著不同知識模型,體現黃金分割與多個不同知識模型的廣泛聯系.
我們注意到高考備考階段特別重視微專題的復習研討活動,在中考復習階段也有不少教師積極嘗試,開展了中考微專題復習課型的建構與推介,這些都給我們積極啟示.從教學實踐來看,微專題復習課能讓學生更有參與的熱情,充滿探索新知的興奮與樂趣,是值得我們積極參與的一類課型.相比傳統的中考復習分一輪、二輪,微專題復習這種“八股化”做法,以某一個知識點或主題推進復習進程,所選習題跨不同年級,形散神聚,讓學生有“一線串珠”的感覺.
微專題復習課的備課選題需要教師長期積累,特別是針對本地區中考試題、課本例題和習題有深入的對比研究,能敏銳地抓取出一些典型問題,挑選出一些有價值的研究主題,然后將這些典型例、習題或考題在某一個主題下由易到難“串題成課”,使得一節課下來,學生訓練不同章節的習題,但都是聚焦某一條主線,漸次展開.上文關注的黃金分割,其實還可以主題關注“圍長方形問題”,從七年級的字母表示數、一元一次方程,到八年級的整式乘除、因式分解、分式運算,再到九年級的一元二次方程、二次函數等,都可以聚焦“圍長方形問題”;再比如,聚焦“三個一次”,關注一元一次方程、一元一次不等式、一次函數之間的聯系,等等.這些都是值得研究的微專題復習課.