【摘要】本文以近年安徽省中考中相似三角形的考點為例,從結構分析,研究意義和教學思考三個方面進行解讀,提出幾何教學要注重對學生幾何直觀素養的培養,要關注思維的合理性,注重解題的通性通法.
【關鍵詞】核心素養;幾何直觀;解題技巧
“相似形”是滬科版數學教材九年級上冊第22章的教學內容,涉及大量的知識點,是對三角形全等知識的延伸.相似在圖形變化中是最常見的類型之一,更是度量長度的常用方法之一,也是為以后銳角三角函數和投影的學習打下基礎.在中考中,除了對相似三角形基礎知識點的常規考查,還會衍生出動點問題,更有結合二次函數、三角函數等知識點的綜合運用考查,是中考的重難點.故而,要基于學生學情讓學生在教學過程中注重數學思想方法的滲透,發展學生的思維能力,了解題目的通性和解題的通法,提升數學核心素養.
1" 中考相似三角形結構分析
通過對比近幾年中考中相似三角形的應用,現列舉幾個具有代表性的題目進行分析.
例1" (2024年中考第22題)如圖1,ABCD的對角線AC與BD相交于點O,點M,N分別在邊AD,BC上,且AM=CN,點E,F分別是BD與AN,CM的交點.
圖1
圖2
(1)求證:OE=OF.
(2)連接BM交AC于點H,連接HE,HF.
①如圖2,若HE∥AB,求證:HF∥AD.
②如圖3,若ABCD為菱形,且MD=2AM,∠EHF=60°,求ACBD的值.
圖3
解析" 本題第(2)-①問可用圖4中的“平行A字型相似”模型,得到△OHF∽△OAD.
本題第(2)-②問可用圖5和圖6中的兩個“平行8字相似”模型,得到△AHM∽△CHB,△BEN∽△DEA,利用相似三角形的性質求解.
圖4
圖5
圖6
圖7
例2" (2023年中考第22題)在 Rt△ABC中,點M是斜邊 AB 的中點,將線段 MA繞點M旋轉至 MD 位置,點D在直線AB 外,連接AD,BD.
(1)如圖7,求∠ADB 的大小.
(2)如圖8,已知點D和邊AC上的點E滿足ME⊥AD,DE∥AB.
①如圖9,連接CD,求證:BD=CD.
②如圖10,連接BE,若AC=8,BC=6,求 tan∠ABE的值.
圖8
圖9
圖10
解析" 本題第(2)-②問應用的是圖10中的“反A型相似”模型.過點E作EG⊥AB交AB于點G,將∠ABE放入直角三角形中,利用△AGE∽△ACB,得到相似比求出線段長度.
例3" (2021年中考第23題)如圖11,在四邊形 ABCD中,∠ABC=∠BCD,點E在邊BC上,且 AE∥CD,DE∥ AB,作 CF∥AD 交線段AE于點F,連接 BF.
圖12
圖13
(1)求證:△ABF≌△EAD;
(2)如圖12,若AB=9,CD=5,∠ECF=∠AED,求BE的長;
(3)如圖13,若 BF 的延長線經過 AD 的中點 M,求BEEC的值.
解析" 本題是底邊共線的雙等腰三角形模型.
第(2)問分析數據后,已知線段集中于△ABE,求其中某條線段長度,符合圖14“母子相似”模型.
第(3)問中,因為△ABE∽△DEC,所以求BEEC即求ABDEABDC.
圖15
圖17
方法1" 構造中位線得平行,由圖15中的“平行8字相似”模型求解.因為AB∥DE∥MN,所以△ABF∽△NMF.
方法2" 中線倍長構造全等三角形(△ABM≌△DGM),由圖16和圖17中的“平行8字相似”模型求解.因為AB∥DE,所以△ABF∽△EGF.
方法3" 不轉換比例,亦可直接求解.延長CD、BM相交于點N (△AFM ≌△DNM),構造圖18的“平行A字相似”模型.因為AE∥DC,所以△BEF∽△BCN.
方法4" 取EC的中點N,連接MN,則AE∥DC∥MN,構造圖19的“平行A字相似”模型.因為AE∥MN,所以△BEF∽△BNM.
圖19
方法5" 本題構圖中還隱藏了圖20的“母子相似”模型.由△ABF≌△EAD,知∠ABF=∠EAD,因為∠AMB=∠FMA,所以△ABM∽△FAM.
圖20
2" 研究意義
中考作為地區評估初中階段學生學業成果的有效手段,其考核內容反映了地區課程實施的成果,且對一線教師的日常教學工作具有極其重要的指導意義.通過以上中考題的分析,可得到相似形常規的解題思路:通過已知條件及圖形相對位置關系,由平行、構造平行得出線段之間的比例關系以及找到相等角,得到相似.因解法難度較大,需要較高思維水平.在日常教學中,如何培養學生解決問題的策略是教師們需要考慮的重要內容.
3" 教學思考
3.1" 關注基本圖形結構,注重幾何直觀素養的培養
《義務教育數學課程標準(2022年版)》提出了“幾何直觀”,一種通過圖形直觀解決問題的重要思想和有效方法.在教學中要重視培養“幾何直觀”素養.(1)學會拆解圖形結構.從復雜的幾何圖形中拆解出基本圖形結構,根據基本圖形結構的概念和性質去求解.因此,通過對基本圖形結構的歸納總結,解題后的及時總結和反思,培養在復雜幾何圖形中一眼看出基本圖形結構的能力,方可在解題時快速搭建思維橋梁.(2)掌握圖形變換.平移、旋轉、對稱以及相似是初中數學涉及的幾種主要的圖形變換.通過這些變換,讓圖形的性質、特點更加直觀,揭示圖形的本質,提升幾何直觀素養.
3.2" 注重思維的合理性、邏輯性和解題的通性通法
習題課作為教學重點,教師往往缺少對數學原理的挖掘與對學生的反思指導,解題過程更應關注解題思路的形成路徑.因此,如何引導學生從基本性質和概念出發,通過基本研究路徑去思考和解決問題是習題課教學的重中之重.在課堂中應注重“一題一課”“一課一題”,向學生慢慢滲透題型來源,以求達到“解一題、會一類、通一片”的解題目標,獲得解題的通性通法.
3.3" 可視化技術輔助教學,促進與數學課程融合
隨著信息技術的不斷發展和廣泛應用,加強信息技術與學科的融合是信息時代教育工作的重要探究方向.可視化技術的使用可以為數學教學和實踐提供更多的可能性,讓數學課程更加生動,提升學生的探究熱情,激發學生的想象力.
3.4" 心懷課標,尊重教材,關注學生
中考試題全面考查學生數學核心素養的養成情況,這就要求一線教師在教學中要時刻心懷課標,悟透課標精神,吃透教材內容,多角度、多方位提升教學水平和研究能力.研究學生思維特點,做好學生學情分析,讓數學核心素養落地生根.
4" 結語
通過對中考題的深入探究,做課程教學的開發者.我區數學教研氛圍濃厚,教研效果顯著,在區教研員瞿中平老師和馬鳳才老師的帶領下,我區教師踐行中考試題的深度研究,積極探究區域性數學教學實踐,成長迅速、收獲豐富.
參考文獻:
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