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初中几何折叠问题探究教学的实践与研究

2019-09-01江苏省清江中学张绍俊

中学数学杂志 2019年14期
关键词:折痕矩形探究性

☉江苏省清江中学 张绍俊

折叠问题是中考常考题型,主要考查考生的空间想象能力、动手操作能力、说理计算能力等综合素养.从近几年中考命题看,这类问题着眼点日趋灵活,能力立意逐年加强.因而成为学生应试的痛点与难点.在数学中考复习阶段,探究课应该成为数学复习的常态课.那么,初中几何折叠问题的复习探究课如何上呢?笔者结合教学实践谈谈自己的看法,供大家参考,并提出宝贵意见.

一、几何折叠问题复习探究课的设计

1.引出问题

问题是数学的心脏,复习探究课也不例外.那么,问题来源于何处?笔者认为,问题应来源于课本或最新中考题,应具有典型性.通过典型问题的解决让学生感悟这种题型的特点,感悟这类问题的基本解法.例如:

引题1:(选自新课标人教版数学八年级下学期P126)折纸做30°、60°、15°的角,对折矩形纸片ABCD,使AD与BC重合,得到折痕EF,把纸片展平,再次折叠纸片,使点A落在折痕EF上的点N处,并使折痕经过点B得到折痕BM,同时得到线段BN,观察所得到的∠ABM、∠MBN和∠NBC,这三个角有什么关系?

图1

引题2:(2018·四川凉州)如图1,将矩形ABCD沿对角线BD折叠,使点C落在点C′处,BC′交AD于点E,则下列结论不一定成立的是( ).

A.AD=BC′

B.∠EBD=∠EDB

通过以上两个问题,引导学生感悟折叠问题的实质就是轴对称的实际应用,对称轴就是折痕所在的直线,折叠前后的图形是重合的,因而它们全等,于是出现了对应边、对应角分别相等.

2.发现问题

上述两个问题,是本节探究课的导火索,后续问题又从哪里来?我认为应来自学生.当然,不是让他们自己编题,而是根据这类问题的特点找题,为了避免他们找题的盲目性,增强合作探究的意识,可以分学习小组合作完成.可以让学生上网查询,也可以让学生查阅资料,进行开放式教学,真正做到开卷有益.

例如,有一组学生经过上网查询,翻阅资料,找到了如下问题:

问题1:如图2,将矩形ABCD(纸片)折叠,使点B与AD边上的点K重合,EG为折痕;点C与AD边上的点K重合,FH为折痕.已知,则BC的长为_____.

图2

图3

问题2:如图3,将矩形ABCD沿EF折叠,使点B落在AD边上的点G处,点C落在点H处,已知∠DGH=30°,连接BG,则∠AGB=___________.

问题3:在矩形ABCD中,AB=12,P是边AB上一点,把△PBC沿直线PC折叠,顶点B的对应点是点G,过点B作BE⊥CG,垂足为点E且在AD上,BE交PC于点F.

(2)如图5,①求证:BP=BF;

②当AD=25,且AE<DE时,求cos∠PCB的值;

③当BP=9时,求BE·EF的值.

图4

图5

3.解决问题

学生发现问题,是探究性复习的第一步,而解决问题才是根本,既然问题是学生提出的,教师应让学生自主完成,让每一个学生小组展示风采,合作完成问题的解决过程.在展示过程中,实现资源共享、共同提高的教学目的.

例如,对于上述三个问题中的问题1,学生在合作探究后,又分工合作如下讲评:

生1:(分析)由题意知∠3=180°-2∠1=45°,∠4=180°-2∠2=30°,BE=KE,KF=FC,作KM⊥BC.设KM=x,可知EM=x,MF=x.根据EF的长求得x=1,再进一步求解可得.

生2:(解答)根据题图与已知条件,∠3=180°-2∠1=45°,∠4=180°-2∠2=30°,BE=KE,KF=FC.如图6,过点K作KM⊥BC于点M,设KM=x,则EM=x,,所以,解得x=1,所以,KF=2,BC=BE+EF+FC=EK+EF+KF=.所以BC的长为

图6

生3:(感悟)解答本题的关键是利用折叠变换的性质,即折叠前后图形的形状和大小不变,位置变化,对应边和对应角相等.同时注意数形结合思想和方程思想的应用,这类几何计算题,往往可以借助列方程来解决,也就是说几何问题代数化.

师:刚才这组同学回答得十分精彩!大家鼓掌!(学生热情鼓掌)他们提供的题目都是以长方形为背景,都是些经典的好题!同学们在解题时请注意以下几点:

第一,折叠问题是一类常见的几何探究性开放题,在三角形、四边形和圆中都可能出现,解决这类问题的根本方法是利用对称轴的性质.我们要根据轴对称的性质去图形中找出折叠前后哪些量发生了变化,哪些量没有发生任何改变,再利用几何知识(如三角形的全等、相似)和代数知识(如函数、方程)建立有关线段、角之间的联系.

第二,折叠图形一定会产生轴对称,就会出现相等的线段和角,为了解题方便,我们通常把它们集中在一起.当题目中含有直角时,我们可将条件集中到较小的直角三角形中,再利用勾股定理求解.

第三,矩形中的折叠问题,往往可依据折叠性质与平行线性质,求出有关角的度数,也可以依据折叠性质和勾股定理,求出线段长度.

第四,当几何图形中出现“折叠”二字时,我们应该马上想到图中一定存在一组全等图形,从而快速找出与题目有关的相等的量.

师:今天的探究课同学们配合得十分默契,体现了互相帮助、共同提高的合作精神.希望大家一如既往地坚持下去!今天的作业,就是请大家选择课上没有交流的3~4个继续探究完成!

(铃声响起,教师宣布下课)

二、关于探究性复习课的几点感想

感想1:探究性复习课的教学模式怎样实施?

中国式教学往往限制在课堂上,而要想让学生真正尝到探究的甜头,必须让他们走出课堂,走向学校的图书馆和电子阅览室,在脱离教师监控后,如何实施?笔者认为,完全可以让学生自己管自己,因为这样做更能体现探究性复习的自主性.当学生查到相关题目后,由学习小组选派代表进行交流,其步骤如下:

第一步:公布本组找到的折叠问题的实例,一般3~4例即可;

第二步:择其中1例进行剖析并解答;

第三步:归纳解题方法和解后反思,允许同组成员适当补充;

第四步:教师加以适当点评,并鼓励学生,让学生获得成就感;

最后,教师要求学生在大家提供的题目中选择3~4个作为本节课的作业.

感想2:探究性复习课中,教师应扮演什么样的角色?

探究性复习课更能体现学生的主体性,教师把探究权完全交给学生,让学生顿生“我的地盘我做主”的感觉,从而激发他们探究的热情,感受探究的成果与乐趣.在这当中,教师不是放任不管,教师不仅要善于放,更要善于收,这就给教师提出了更高的要求,同时更能体现出教师的主导地位.探究内容是由教师定的,教师是组织者,而当学生遇到问题时,教师就是指导者,尤其是对问题认识的高度,离不开教师的悉心指教.教师应信任学生,但不可放任学生.

感想3:中考探究性复习课的适用范围有哪些?

虽然探究性复习课能让学生自由发展,展示个性与才能,但并不是每一节复习课都适宜搞探究性复习,如基础知识的回顾;从另一个角度讲,如果天天如此,学生也会乏味.笔者认为,探究性复习课型以习题课为主,以中考探究性问题为切入点,教师必须精心安排与组织,不可走过场,否则会起到负作用.因为任何事物都有两面性,只有把握恰当,才能让探究性复习课发挥效益.

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