費云標
[摘? 要] 文章以2020年南京中考數學第26題為基礎,設計“一題一課”的中考復習課,幫助學生形成解析幾何的思考路徑,積累解題經驗,提升解題能力.
[關鍵詞] 一題一課;中考;復習課
案例的背景
本節課源于筆者參加的區內的一次教學案例設計比賽,現基于“一題一課”模式設計成中考復習課,促進自身的專業成長. 本節課的教學關鍵是添加輔助線來構造相似三角形.
學生在“九下”已經學習了相似三角形的概念、性質、判定和簡單應用,以及圖形的平移、對稱、旋轉等變化. 本年級組的學生已經掌握了相關的基礎知識與基本圖形,但對相似三角形的綜合運用還相對薄弱,自主建構模型的能力不強. 因此,通過學生熟悉的教材習題作為前測喚醒其基本知識、基本技能、基本解題經驗,以2020年南京數學中考第26題為例引發學生再思考相似三角形的性質與判定,讓學生親歷解題過程,找到題眼與關鍵,暴露思維,及時反思,積累解題經驗,提升解題能力. 通過設計問題串促進學生深度學習,反思解題路徑,優化解題思維.
教學過程
環節1:回歸教材,先行組織
前測? 如圖1所示,在△ABC和△A′B′C′中,CD,C′D′分別是△ABC和△A′B′C′的角平分線,==,求證:△ABC∽△A′B′C′.
師生活動:學生課前獨立完成證明,教師利用投影儀投影糾錯,引領學生回顧相似三角形的性質與判定.
生1:由==可得△ADC∽△A′D′C′,則∠A=∠A′,∠ACD=∠A′C′D′. 由角平分線的定義可得∠ACB=∠A′C′B′,最后得到△ABC∽△A′B′C′.
設計意圖? 一是簡單回顧相似三角形的性質與判定,二是回顧利用“子三角形”相似推出“母三角形”相似的方法,為接下來的學習奠定基礎.
環節2:真題呈現,探尋路徑
問題1? 如圖2所示,在△ABC和△A′B′C′中,D,D′分別是AB,A′B′上一點,=.當==時,求證:△ABC∽△A′B′C′.
師生活動:教師借助多媒體展示問題1,學生先獨立解題,再展示解法. 教師利用框圖引導學生整理證明思路.
生2:我發現條件之間有聯系,先將=變形為=,再結合條件==,可得===,從而推出△ADC∽△A′D′C′,得到∠A=∠A′,最后根據“兩邊成比例且夾角相等的兩個三角形相似”得△ABC∽△A′B′C′.
設計意圖? 學生親歷解題過程,回顧比例的性質、相似三角形的性質與判定.
追問1? 請你利用框圖(見圖3)來梳理你的證明思路.
師生活動:學生閱讀框圖并填寫框圖,整理思路后由教師點評.
生3:我填寫的是“==”和“∠A=∠A′”. 我是利用逆向思維的方式從△ABC∽△A′B′C′去推導的,只要找到能夠串聯信息的“橋梁”就可以了.
設計意圖? 學生填寫框圖這一過程體現了分析與綜合思維方式,為下一題的解答思路提供了活動經驗.
追問2? 回顧解題過程,說一說如何分析本題.
師:分析問題可以從條件出發,也可以從結論出發,找到中間結論,再找到兩者間的橋梁. 我們發現本題中兩者間的橋梁就是“子三角形”相似.
設計意圖? 回顧此題的解答思路,即尋找“子三角形”相似,也為下一題的解答思路奠定了基礎.
環節3:變式探究,素養提升
問題2? 如圖4所示,在△ABC和△A′B′C′中,D,D′分別是AB,A′B′上一點,=. 若==,請判斷△ABC與△A′B′C′是否相似,并說明理由.
師生活動:教師借助多媒體展示題目,學生先自主探究,大膽猜想△ABC與△A′B′C′相似. 針對學生的猜想,教師提出問題:如何證明這兩個三角形相似?沿用問題1的解答經驗與方法,學生分析易證的結論(=,=,=,==),同時聯想須知的條件(∠ACB=∠A′C′B′或==). 但由于學生無法直接證明△ABC與△A′B′C′相似,因此教師繼續問道:能夠證明圖中的“子三角形”相似嗎?學生依然無法直接證明△ACD與△A′C′D′、△BCD與△B′C′D′相似,于是教師通過追問引導學生強化條件來解題.
設計意圖? 綜合分析已知、易證和須知的條件,大膽嘗試方案,再小心求證,明確解題方向.
追問1? 為聯通已知條件=與==,你打算怎么做?
師生活動:學生自主探索,先畫一畫,再進行小組交流,展示輔助線.? 教師引導學生思考畫輔助線的依據. 學生從線段成比例聯想作輔助線,或從相似的基本圖形聯想作輔助線,如有學生作平行線構造A型相似或X型相似,還有學生構造其他類型(如作高、角平分線或中線). 教師單獨指導,讓學生試一試證明;巡視指導,讓學生選擇一種有利于聯通已知條件=與==的方法,并展示相應的構造輔助線的方案,然后挑選其中一種進一步探究.
設計意圖? 學生先獨立作圖,然后小組討論其合理性. 從數與圖兩個角度出發,教師組織學生思考作圖依據,再選擇方案展示邏輯推理. 既聚焦生成,也貼合學情,更促進學生深度學習,有效突破難點.
生4(A組代表):如圖5所示,過D作DE∥BC交AC于E,過D′作D′E′∥B′C′交A′C′于E′.
追問2? 你還能得到什么結論?
師生活動:學生獨立思考,猜想△CDE與△C′D′E′相似. 教師追問:如何判定它們相似?如何證明==?通過追問,學生得到結論:====. 教師肯定結論后繼續問道:你還能得到什么?學生繼續探究得到=====. 教師又追問:你如何證明==?還有其他推導方法嗎?學生分享解法,投影展示. 教師指出:既可以用比例的性質(合比性質、分比性質、等比性質)來解決,還可以設線段的長度(比如設k)直接證明,,的值相等來解決.
設計意圖? 學生通過已知推可知的過程,就是優化方案的過程. 此題的價值在于不僅幫助學生找到了證明三角形相似的條件,還展示了線段成比例的證明方法,有效突破了本節課的難點.
追問3? 現在可以證明△ABC與△A′B′C相似嗎?請你完成證明過程.
師生活動:學生完成證明過程,并互助點評,明確幾何證明書寫規范.
設計意圖? 通過展示證明過程,提出證明規范要求,提高學生的解題規范意識.
追問4? 還有不同的解法嗎?簡要說明證明思路. 請你對這些解法作點評.
師生活動:小組交流,擴充解法. 學生講解,同伴點評,優化思考.
設計意圖? 通過相似的基本圖形來作輔助線,形式多樣,輔助線的作用相同. 說明證明思路,有利于學生了解此類題目的解法實質就是尋找“子三角形”相似,積累學生的解題經驗,提高學生的解題能力.
追問5? 回顧以上解決問題的過程,你能說一說解決較復雜的幾何證明題的思考路徑嗎?
思考路徑如圖6所示.
設計意圖? 教師整理學生的發言,引領學生總結梳理,形成幾何證明題一般的解決套路,幫助學生養成系統整理知識的習慣,提升學生的解題能力,發展學生的核心素養.
環節4:回顧小結,布置作業
回顧小結:請你回顧一下本節課的學習過程,談一談你的學習感想.
師生活動:教師帶領學生回顧學習過程,提煉總結. 學生回顧基礎知識:平行線分線段成比例,相似三角形的判定與性質,相似的基本圖形;回顧輔助線的作法:綜合分析已知、可知、須知、未知,結合基本圖形作輔助線;還回顧線段成比例的證明方法:比例的性質,設線段的長度(設k). 積累較復雜的幾何問題的解決經驗:從條件出發,從結論出發,從強化條件出發,從合情推理出發,等等.
設計意圖? 通過開放式問題,讓每一個學生能說出自己的收獲,引導學生從基本知識、基本技能、基本解題經驗、基本思想方法等不同方面對本節課進行反思、梳理,有助于學生積累相關數學問題的解決經驗.
布置作業:
題1:如圖7所示,在△ABC和△A′B′C′中,D,D′分別是AB,A′B′上一點,=.若==,求證:△ABC∽△A′B′C′.
設計意圖? 考查相似三角形的判定與性質,利用“子三角形”相似推出“母三角形”相似.
題2:如圖8所示,在△ABC和△A′B′C′中,D,D′分別是AB,A′B′上一點,=.當=,∠A=∠A′時,判斷△ABC與△A′B′C′是否相似. 若相似,請說明理由;若不相似,請畫出反例圖形.
設計意圖? 考查相似三角形的判定與性質,并結合作圖來舉反例.
對教學設計的反思
本節課以2020年南京中考數學第26題為基礎,設計成“一題一課”的課型;通過教材溯源,再變式探究,完成解題教學. 從而幫助學生形成解決相似證明題的思考路徑,積累解題經驗,提升解題能力.
1. 選取有價值的問題,讓教學更高效
選取有價值的問題是“一題一課”習題教學的關鍵. 教師應當基于課程標準,把握學情、教材與中考,選擇學生遇到的典型習題或測試題作為“一題一課”的主要問題素材,再設計一系列的問題生長為一節課. 本節課選擇的是2020年南京中考數學第26題. 首先從知識層面來看,本題考查的是比例的性質、相似三角形的性質與判定等知識. 其次從能力層面來看,本題考查學生的邏輯推理、代數推理、幾何直觀等綜合能力. 再次從數學思想方法來看,構造輔助線的方法,可以從“數”(比例)的角度來研究“形”(形狀、大小),聯想到作平行線,構造相似的基本圖形(A型或X型相似),體現了數形結合思想. 最后從解法策略來看,問題1以框圖的形式表達對證明路徑的思考,呈現方式簡潔明了,思維可見;問題2的輔助線的作法多樣,如A型相似、X型相似,同一作法不同角度求解(一題多解),以提升學生的幾何推理能力,發展學生的核心素養.
2. 關注教學生成,讓教學更時效
布魯納認為,學習知識的最佳方式是發現學習. 發現學習指學生利用教材或教學資源自己獨立思考,自主發現知識,掌握原理和規律的過程. 在本節課中,筆者始終關注學生的學習心理,比如,前測習題選自教材,讓學生先完成,互相糾錯,從而發現問題、鋪墊思路. 又如,在問題1的探究環節中,筆者給予學生足夠的時間去交流,讓學生的思維充分碰撞,使其獲得一般的證明方法. 再如,在問題2的探究過程中,筆者通過開放式問題的設計,讓學生優化思考,搭建中介條件,最后指向輔助線求解. 不僅給予學生再發現的機會,還激發學生挑戰自己的勇氣,在試錯的過程中加深學生對新知識的理解與內化.
3. 關注深度學習,讓教學更高效
深度學習不僅體現在思考的深度上,還體現在思考的廣度上. 筆者認為,淺層思考多個問題不如深度思考一個問題. 在本節課中,筆者踐行著深度學習的流程及標準,比如,在問題2的探究過程中,筆者提出了一連串問題:如何證明這兩個三角形相似?能夠證明圖中的“子三角形”相似嗎?如何聯通已知條件=與==?你打算如何作輔助線?層層追問指向運用輔助線構造“子三角形”相似,為學生歸納相似證明題的基本解決思路做準備. 當學生解決完此題后,又追問道:還有不同的解法嗎?簡要說明證明思路. 請你對這些解法作點評. 從而讓學生弄清運用“子相似”證明“母相似”的思路,有利于培養學生的遷移能力與思考廣度. 再如,作業題2是變式訓練,讓學生涉獵此類問題,有助于開拓學生的視野,發展學生的幾何想象能力.
結束語
在數學課堂上,教師應讓學生真正有效地經歷認知過程,讓他們感受到數學是有活力的,其充滿著有趣的問題和新的思考方式,以激發學生學習更多東西的欲望,更好地培養他們的數學學習能力,使他們慢慢養成一種積極的學習習慣. 一旦學生具備了這樣的主動性,他們的數學素養就能切實提高.
每一個學生都有獲得數學素養的需求與能力,開始時的表達效果可能還不是最終的素養體現,但是筆者相信,數學教學的主要目的是培養學生的數學思考能力,并幫助其轉換成數學核心素養,從教師靈巧的教學設計開始,讓數學素養落地生根.