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本想情理之中,却是意料之外

2016-03-12苏晓辉

考试周刊 2016年9期
关键词:圆周角转化

苏晓辉

摘 要: 《2011版数学课程标准》要求:了解并证明圆内接四边形的对角互补.这是新课标的新增内容,在刚刚过去的2015年南京市中考试卷上,我们看到了这一圆周角定理推论的考察.作者今年仍然从事毕业班教学工作,在教学这一定理时较去年有了更深的体会.

关键词: 圆内接四边形 圆周角 转化 学生已有知识经验

一、课前预设

笔者在备课时,先从特殊情况出发,已知四边形ABCD是⊙O的内接四边形,当BD是直径时,你能发现∠A与∠C、∠ABC与∠ADC有怎样的数量关系?为什么?

每个学生先独立思考,然后请同学展示交流.

学生很容易发现:∠A=∠C=90°,再根据四边形内角和等于180°,得到∠ABC+∠ADC=360°.

设计思路:让学生自己思考,巩固了前面所学的圆周角相关知识,同时也告诉学生是用圆周角的知识解决问题,向学生渗透化归的数学思想.

再推广到一般情况,已知四边形ABCD是⊙O的内接四边形,当BD不是直径时,你上面发现的∠A与∠C、∠ABC与∠ADC的数量关系是否依然成立?为什么?请同学们验证自己的猜想.

学生先独立思考,然后小组讨论交流,最后全班交流展示.

第一步:可以先量一量、想一想,提出猜想:对角互补.

第二步:能否转化成上面的特殊情况解决.

设计思路:将第2种情况转化为第1种情况,体现了从特殊到一般的转化的数学思想.

最后请你归纳总结上面的发现,你能否将结论表述出来?

让学生自己说圆的内接四边形的对角互补.

呈现三种语言.

设计思路:培养学生的归纳总结能力.

但是在实际教学过程中,第一环节进行得非常顺利,但是在第二环节上却出乎意料.

二、课堂生成

每个学生先独立思考,然后小组讨论,最后请同学们展示交流.

学生1:连接OA、OB、OC、OD,因为∠1=∠2,∠3=∠4,∠5=∠6,∠7=∠8,又因为∠1+∠2+∠3+∠4+∠5+∠6+∠7+∠8=360°,所以∠1+∠4+∠5+∠8=360°÷2=180°,即∠BAD+∠BCD=180°,∠ABC+∠ADC=360°-180°=180°.

此种证法将四边形分割成四个等腰三角形,利用角的相等关系和四边形内角和证明.

学生2:连接AC、BD,因为∠1=∠6,∠2=∠5,∠3=∠8,∠4=∠7,又因为∠1+∠2+∠3+∠4+∠5+∠6+∠7+∠8=360°,所以∠1+∠4+∠5+∠8=360°÷2=180°,即∠BAD+∠BCD=180°,∠ABC+∠ADC=360°-180°=180°.

此种证法利用同弧所对圆周角相等得出角的相等关系.

学生3:因为∠A是劣弧BD所对的圆周角,∠C是优弧BAD所对的圆周角,两段弧合起来是一个整圆,度数是360°.所以∠A和∠C的度数和应该是弧的度数的一半,即∠A+∠C=360°÷2=180°,∠ABC+∠ADC=360°-180°=180°.

此种证法利用圆周角的度数与它所对的弧的度数关系进行证明.

随后,班上没有学生想出教师预设的证法.我只好进行了补充,将一般情况转化为特殊情况:延长DO,交⊙O于点E,连接AE和CE.

三、课后反思

课后,笔者对本节课的课堂预设和生成进行了整理和反思,又发现了一些新的东西.

1.简化证法

学生2的证明方法也可进一步简化:因为∠1+∠2+∠7+∠8=180°,而∠2=∠5,∠4=∠7,所以∠1+∠4+∠5+∠8=180°.

此种证法将对角互补转化为三角形的内角和.

2.分类讨论

在证明圆内接四边形对角互补时,教材、教师预设和课堂生成上是有瑕疵的.在一般情况下,圆内接四边形在圆内的位置应该分为三种情况:圆心在四边形内部、圆心在四边形一边上、圆心在四边形外部.而前面我们只考虑第一种情况,而后两种情况这四种证法是否同样适用?带着这个疑惑,我进行了思考.

通过研究发现,圆心在四边形一边上时,这四种证法都可行,并且比第一种情况的证明过程更简单.但是圆心在四边形外部时,有些复杂.我列出了四种证法的图形.

后三种图形的证法与前面所讲述的是一样的,但是第一种证法与前有点不太一样.

连接OA、OB、OC、OD,因为∠1=∠5,∠2=∠4+∠5,∠3=∠6,∠7=∠8+∠1,又因为∠2+∠3+∠4+∠6+∠7+∠8=360°,所以∠4+∠5+∠6+∠4+∠6+∠7+∠7-∠1=360°,所以∠4+∠1+∠6+∠4+∠6+∠7+∠7-∠1=360°,所以2∠4+2∠6+2∠7=360°,所以∠4+∠6+∠7=360°即∠BAD+∠BCD=180°,∠ABC+∠ADC=360°-180°=180°.

四、感悟升华

布鲁姆曾说:“人们无法预料教学所产生的成果的全部范围,没有预料不到的成果,教学就不成为一种艺术.”

在本节课的证明圆内接四边形对角互补这一教学环节中,教师本想通过特殊情况过渡到一般情况,希望学生通过作辅助线的方法将一般情况转化为特殊情况处理,把复杂图形转化为简单图形,但是本想情理之中,却是意料之外.学生并没有这样想,同样是从已有的知识经验出发,利用四边形的内角和、等腰三角形、圆周角等性质证明这个定理,不但活跃了课堂气氛,还启迪了老师的思路.这种教学效果肯定要比多讲几个例题要好很多.

除此之外,我也在想:学生为什么会先想到这三种证明方法呢?这可能与他们前面学习、练习有很大的关系.四边形的内角和、等腰三角形的相关性质是学生常用的解题依据,而圆周角定理、连接半径这种辅助线刚刚学过,最近一直在进行这方面的练习,这些学生都非常熟悉,所以在思考一个新的问题时,首先想到这些方法,也是顺其自然的.而教材上出示的证明方法(也就是教师的预设)是作出直径,然后转化为特殊情况.这种方法在前一节课(圆周角定理的推论)中出现过,但是对于刚刚接触圆的学生来讲,这种方法还是比较陌生的,所以没有想到.

数学教师在教学中知道要依据学情开展教学行为.但是学情并不简单地认为是学生已有的知识经验,还要考虑你所教的学生在已有的知识经验中哪些是非常熟悉的,哪些是不熟悉的、陌生的,而这正是学生思考新问题的起点,只有把握好这一点,活用教材,做出适合学情的教学设计,才能激发学生的求知欲望,强化学生的学习效果.

参考文献:

[1]邱云.掌好课堂引导之舵.中学数学教学参考,2015年第5期(中旬).

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