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问题驱动探究,拓展发展素养
——“三角形小结复习”教学实录与评析

2019-08-31湖北省武汉大学附属外语学校周一敏

中学数学杂志 2019年14期
关键词:外角平分线内角

☉湖北省武汉大学附属外语学校 周一敏

☉湖北省武汉市武昌区教育局教研培训中心 刘 欣

问题驱动是探究式教学的重要手段,而探究式教学是基于核心素养的一种重要教学方式.以培养学生核心素养为依据的教学设计,要合理创设情境,精心设计问题,启发学生探究,发展学生思维,让学生在探究的过程中既掌握知识与技能,又感悟知识的本质,积累思维和实践的经验,形成和发展核心素养.章节复习课是课堂教学中的一种常见课型,在教学中如何将数学学科核心素养落实到课堂,重视和加强数学思想方法的提炼和渗透,有效提升学生的思维水平和数学素养.执教者在2018年9月28日“国培计划”枣阳市送教活动中主讲“三角形小结复习”一课,尝试以问题为主线,以线串珠,驱动学生自主探究,构建知识网络,并通过变式拓展,打破思维定式,逐级推进深度思考,起到了较好的复习效果,获得了同行的一致好评.现将这节课的课堂教学实录整理如下,与同行交流探讨.

一、教学实录与点评

1.巧妙设问,梳理知识

师:本章中我们学习了与三角形有关的线段、角及多边形的内角和等内容.同学们,你能运用所学知识解决下面几个问题吗?

(教师画图,提出问题,学生思考,然后回答)

师:画一个△ABC,若AB=5,AC=3,则BC的取值范围是多少?

生1:2<BC<8.

师追问:你是怎么得到的呢?

生1:由三角形的三边关系可得.三角形两边之和大于第三边,两边之差小于第三边,所以AB+AC>BC>AB-AC.

师:很好!那么,哪个同学能说说得出“三角形两边之和大于第三边”的依据?

生2:可以把B、C两点看成定点,由“两点之间,线段最短”得到AB+AC>BC.

师:很好.同理,我们可以得出另外两个不等式.通过移项,不难得出AB-AC<BC.

(教师在△ABC中继续作图,提出新问题)

师:过点A作AD⊥BC于点D,作AE交BC于点E,使得∠BAE=∠CAE,取BC的中点F,连接AF.你们能在图中分别找出△ABC的高、角平分线和中线吗?

生3:AD是高,AE是角平分线,AF是中线.

师:很好,在研究与三角形有关的线段时,除了三边之间的关系,我们还要能根据已知条件熟练找出三角形的高、角平分线、中线.

师:在△ABC中,若∠A=80°,∠C=60°,则∠B等于多少度?

生4:∠B等于40°.

师追问:你是怎么求出的呢?

生4:根据三角形内角和等于180°,∠B=180°-80°-60°=40°.

师:这名同学说三角形的内角和等于180°,这个结论是怎么证明的呢?

(生5上台演板,作辅助线并说明证明思路,生6补充不同的证法)

师:这两名同学在证明“三角形的内角和为180°”的过程中,都利用了平行线的性质与平角的定义.大家看,我过点A作AH⊥BC,那么∠BAH又是多少度呢?由此可以得出什么结论?

生7:∠BAH等于50°,可以得到直角三角形两个锐角互余.

师:如果把边CB延长,得到△ABC的一个外角∠ABD,则∠ABD的度数是多少?

生8:∠ABD等于140°.

师追问:你是怎么求出的?

生8:根据邻补角的定义可以求出,也可以根据“三角形的外角等于与它不相邻的两个内角的和”求得.

师:你可以由三角形的内角和定理来推出这个结论吗?

(生8叙述证明过程,教师补充并加以评价)

师:∠1、∠2、∠3是△ABC的三个外角,(图略)这三个角的和是多少度?

生9:分别求出三个角,可以得到三个角的和为360°.

师:我们是不是也可以看作三个平角分别减去三角形的三个内角求得呢?

师:三角形是最简单的多边形,也是认识其他图形的基础,我们可以利用三角形的内角和来研究多边形的内角和.在边BC外取一点D,连接DA、DC,构成一个四边形,那么这个四边形ABDC的内角和是多少?外角和是多少呢?

生10:这个四边形的内角和为360°,外角和也为360°.

师追问:能由三角形的有关知识推出吗?

生10:四边形ABDC是由两个三角形△ABC、△BCD组成的,根据三角形的内角和定理可以推出四边形ABDC的内角和是360°,从而得到外角和也为360°.

师:五边形的内角和是多少?外角和是多少?n边形呢?

(学生思考、回答,教师追问并关注学生能否运用自己的语言解释得到答案的过程)

师:我们发现,可以由三角形的内角、外角类比研究多边形,得到多边形的内角和、外角和.

点评:教师画一个△ABC,提出问题,引导学生运用三角形内角和定理解决实际问题,在学生交流三角形内角和定理的不同证明方法的过程中,归纳获取知识的途径、方法、思想,调动学生深度思考.接着在△ABC的基础上,继续画图,提出新的问题,设计一个个问题串,带领学生解决问题,具体、直观,较好地复习了本单元的核心内容、主干知识和重要的思想方法.虽是复习旧知,但不是旧知识的简单再现.这样驱动学生自主探究,促进学生深入思考,激起了学生的学习兴趣.

2.激发思维,构建体系

师:同学们,根据刚才的知识梳理,你能发现本章主要知识之间的联系吗?你能画出本章知识结构图吗?大家动笔试试,然后小组交流.

(学生画知识结构图,教师巡视并关注不同层次的学生,适当进行提示和指导.学生完成后,小组之间相互交流完善,教师利用“希沃授课助手”展示部分学生的结构图)

师:我们来看看这名同学画的结构图.本章主要知识点有哪些?你发现它们之间有什么联系呢?

生11:我觉得本章主要知识点可以分为与三角形有关的线段和角,其中线段有边、高、中线、角平分线,角有内角和、外角和.

师追问:多边形的内角和、外角和与三角形有什么联系呢?

生11:可以通过连接多边形的对角线,转化为三角形问题,进而求解.

师追问:你为什么想到这样列框架图呢?有什么作用呢?

生11:我觉得简洁、明了,可以帮助我熟练运用本章知识解决问题.

师:有没有同学和刚才这名同学思路不一样呢?可以给大家展示一下.

生12:我画了一棵树的形状,以三角形为主干进行发散,在枝干上有线段和角,然后在小分枝上把所有的概念和定义都写了出来.

师追问:你觉得这样画有什么好处呢?

生12:我把所有的概念、定理都画出来了,很全面,可以加深印象,不容易忘记.

师:很好!还有同学有不一样的想法,想要展示或者补充的吗?

生13:因为我觉得图形和符号比文字更简洁,所以我的框架图都是用图形或者符号,便于记忆和理解.

师:大家的想法都很好,画出的框架图也非常棒!在每一章学习结束后,我们要善于对本章知识进行归纳和整理,归纳的方式不唯一,可以用文字,也可以用图形、符号等,重要的是要形成自己的知识体系,进而灵活运用所学知识解决问题.

(学生回答,简要说明自己列框架图的意图,教师给予肯定,学生相互补充完善,师生在黑板上共同完成如下知识结构图)

图1

点评:留给学生充足的时间,让学生自主思考、分类归纳,绘制单元知识树或知识框架图,并让学生交流自己绘制的意图,解释绘图依据,这样的交流活动,梳理基础知识,构建整体知识网络,引发学生深层思维,发展了数学抽象、直观想象、逻辑推理的数学学科核心素养.

3.综合运用,能力提升

师:下面,我们利用本章知识解决一些综合问题.已知等腰三角形的两边长分别为4和8,则这个三角形的周长是多少?

生14:它的周长是20.

师追问:你是怎么得到的?

生14:因为等腰三角形的两腰相等,题中已知两边长分别为4和8,可以分为两种情况:4、4、8和4、8、8,但是4+4=8,即4、4、8不符合三角形三边关系,所以这个三角形三边长分别为4、8、8,周长为4+8+8=20.

师追问:很好.这个问题用到了什么知识?需要注意什么问题?

生14:用到了三角形三边之间的关系,要注意分情况讨论.

师:很好.反之,若等腰三角形的周长为20,一边长为4,则其他两边长是多少?

生15:分情况考虑:若4是腰长,另两边分别是4和12,4+4<12,不符合三角形三边关系,故应该舍去;若4是底,另两边分别是8和8,4+8>8,符合三角形三边关系.所以其他两边长均是8.

师:很好,仍然用到了三角形三边关系的知识和分类讨论的思想.现在把这个问题放到实际情境中:小明用一条长20cm的细绳围成了一个等腰三角形,他想使这个三角形的一边长是另一边长的2倍,那么这个三角形各边的长分别是多少?请同学们写出解答过程.

(学生先独立思考,教师巡视,关注不同层次的学生并予以指导.接下来,教师利用“希沃授课助手”展示学生范例,明确所用知识点,强调解题格式,规范书写过程)

师:我们再来看看与三角形的角有关的问题:如图2,在△ABC中,∠ABC、∠ACB的平分线BD、CE相交于点O.若∠ABC=40°,∠ACB=60°,则∠BOC是多少度?说一说你的思路.

生16:∠BOC=130°.因为BD平分∠ABC,所以∠DBC=∠DBA=20°.因为CE平分∠ACB,所以∠BCE=∠ACE=30°.在△OBC中,∠BOC=180°-∠OBC-∠BCO=130°.

师追问:你在解决这个问题的时候,用到了哪些知识?

生16:用到了三角形的内角和、角平分线的定义.

师:现在把条件变一下,若∠A=80°,则∠BOC是多少度呢?谁能解决这个问题?

(生17回答,叙述解题思路)

师追问:你又用到了哪些知识?

生17:用到了三角形内角和定理、角平分线的知识.

师:这里其实还用到了整体的数学思想.当∠A为任意角度时,∠BOC和∠A之间有怎样的数量关系呢?

(学生独立思考,然后回答)

图2

师:其实,用三角形内角和定理和角平分线的知识可以解决这样一类问题,例如:若∠ABC的外角平分线与∠ACB的外角平分线相交于点O,则∠BOC与∠A又有怎样的数量关系?若∠ABC的平分线与∠ACB的外角平分线相交于点O,则∠BOC与∠A又有怎样的数量关系?同学们可以进一步探究.

点评:在原有问题的基础上,进行变式化的问题设计,既激发了学生对问题的探究兴趣,又打破了学生的思维定式,增强应变能力.两个例题的变式拓展,层层推进,引导学生在不同背景、不同层次的问题中逐步把握问题的本质,达到举一反三、触类旁通的效果,培养了学生的逻辑推理能力.

二、评析

《义务教育数学课程标准(2011年版)》指出:“动手实践、自主探究与合作交流是学生学习数学的重要方式,数学学习活动应当是一个生动活波的、主动的和富有个性的过程.”本节课设计严谨,过程流畅,问题的提出与解决环环相扣,数学活动的开展井然有序,较好地体现了新课程的教学特点.课堂中充分体现了学生的主体地位,教师只是学习的组织者、引导者、合作者,学生在解决问题的过程中,体验了构建知识体系的过程,探寻了解决问题的方法,经历了展示交流的成功喜悦.

1.以“问题驱动”为主线

本节课教学中,从一个基本图形三角形出发,添加线段构成新的图形,精心设计一系列问题,将要复习的核心知识隐含于问题中,然后引导学生一个个逐步解决,在解决问题的过程中,让学生脑子里形成知识网络,从而自主构建知识框架图,并在此基础上将问题拓展延伸,让学生在解决综合问题中,发展思维,提升能力.教学活动围绕“问题驱动—构建体系—应用探究—归纳总结”几个环节展开,把教学内容转化为问题,并以问题为线索,引导学生发现问题、分析问题、解决问题,为学生创设了和谐的、自主探究的课堂学习环境,问题层层推进,满足了不同发展潜能学生的学习需求.

2.以“展示生成”为方法

在进行知识梳理和构建知识网络图的过程中,组织学生交流展示,教师留给学生充足的时间,给学生提供了更多的合作与交流的机会,让每个学生都积极参与到学习中来,都有自由表达的机会.课堂中教师的很多追问是根据学生的回答即时生成的,学生的回答也展示了每个学生思维的敏捷和智慧.这样的课堂教学组织让学生的学习从“被动式、接收式”变成“自主式、合作式、探究式”,培养了学生“在探究知识发生、发展过程中学习知识”的学习习惯,让学生学会学习、学会思考、学会探究、学会建构,让学生在交流、表达、展示中获得了成功体验,激发了学生的深度思考,在具体的数学活动情境中,学生的数学素养自然生成.

3.以“发展素养”为核心

数学学科核心素养是学生在学习数学的过程中逐步形成的综合能力,它基于知识和技能,但高于数学知识和技能.要使学生在真实的情境里,通过自主学习、合作学习和研究性学习,主动进行知识建构,逐步建立认识、理解、解决问题的思想方法和策略,形成核心素养.教学中教师从学生现实生活的经历和体验出发,让学生经历“发现问题—解决问题—提出问题—解决新问题”的学习过程,整理本章知识,思考知识之间的联系,形成知识体系,体会研究几何问题的一般思路和方法,从而能够有条理地思考、解决问题,能够在较复杂的问题情境中运用所学图形的性质解决问题,发展了逻辑推理能力.课中基于数学学科核心素养的问题设计,课堂教学中充分体现学生主体地位的展示平台,实现了师生互动、生生互动,在一系列具体的数学活动中,体现了以“发展素养”为核心的宗旨,学生的数学学科核心素养在学习中得以充分发展.

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