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统揽全局整合图形,让学生的知识成片开发

2020-07-21管永梅

数学大世界·中旬刊 2020年6期
关键词:线段直观条件

管永梅

【设计背景】

在前几节课的基础上,学生学习了全等三角形的概念、性质,经历探索三角形全等条件的过程,掌握了判定三角形全等的基本方法(“边边边”“边角边”和“角邊角”“角角边”),能判定两个三角形全等,积累了一些几何研究的经验。本节课将进一步强化这些经验,学生知道全等三角形的判定是研究几何图形的一个重要方面。本节课通过统揽全局整合图形,将平移、翻折、旋转三种图形的变化与全等三角形联系起来,让学生通过观察和借助生活中的经验认识到一个三角形经过平移、翻折、旋转后得到的三角形与原来的三角形全等。让学生用运动的眼光看待全等问题,丰富学生认识全等的角度,培养学生直观想象能力,使学生跳出题海,做到“做一题,会一类,通一片”,提高学生解决问题的速度与技巧。

【教学目标】

1.掌握全等三角形的判定方法。

2.能选择合适的方法判定三角形全等。

3.能利用三角形全等证明一些结论(线段、角等),能统揽全局整合图形,用运动的眼光看待全等问题。

【教学重点】

能选择合适的方法判定三角形全等,教会学生整合图形,用运动的眼光看待全等问题。

【教学难点】

教会学生整合图形,用运动的眼光看待全等问题。

【教学过程】

一、知识回顾

1.判定方法

师:我们学习的两个三角形全等的判定方法有哪些?每一种判定方法的条件是什么?

教师提出问题,学生知识回顾,教师适时点拨,学生展示如下:

【设计意图】复习全等三角形的判定方法,分析条件与结论的关系, SAS、ASA、AAS、HL的条件的书写顺序是易错点,引起学生的注意。

2.适当选择

如图,在△ABC 中,AD⊥BC,要判定△ABD≌△ACD。

(1)根据“SAS”,还要添加一个条件:____;

(2)根据“ASA”,还要添加一个条件:____;

(3)根据“AAS”,还要添加一个条件:____;

(4)根据“HL”,还要添加一个条件:_____。

师生活动:师生共同分析解题思路,如(1)题,要证△ABD≌△ACD(SAS),已知AD⊥BC,∠BDA=∠CDA,题中有一个隐含条件—AD是两个三角形的公共边,即AD=AD,故只需找BD=CD。其他题目学生口述证明过程,教师板书。

【设计意图】运用五种判定方法证明两个三角形全等,感悟条件选择的适当性,体会证明过程的规范性。

二、整合图形

1.平移全等形

如图,AC = DF,BC = EF,AD = BE。

求证:△ABC≌△DEF。

学生独立完成。

师点拨:此题容易选定判定方法,利用“边边边”判定方法证得△ABC≌△DEF。另外,当△ABC≌△DEF时,得到∠A=∠EDF,从而AC∥DF,得到∠ABC=∠E,因此BC∥EF。故可以看成△DEF是由△ABC平移得到。常见的平移全等形如下:

【设计意图】平移前后,图形的形状、大小不改变,只是位置发生改变,平移前后两个图形是全等形,由此整合成平移全等形,此类图形的特点是可能产生公共线段,让学生学会归纳,培养学生直观想象能力。

2.翻折全等形

如图,AC平分∠BAD,AB=AD。请你判断AC是否也平分∠BCD,并说明理由。

学生在黑板板书,师生共同评价,规范解题过程。

师点拨:由已知AB=AD,AC平分∠BAD,得到∠BAC=∠DAC,AC是隐含条件公共边,根据判定方法“边角边”,△ABC≌△ADC(SAS),最后得到∠BCA=∠DCA,所以AC也平分∠BCD。不难发现,△ABC可以看成是由△ADC沿AC所在的直线翻折得到,给我们对称的感觉。本题选择的判定方法是“ASA”,下面是常见的翻折全等形:

【设计意图】经过翻折,图形的形状、大小均不会发生改变,由翻折看到对称,学生会想公共线段,公共角等,由对称变换整合成翻折全等形,让学生跳出题海,提高解题效率。

3.旋转全等形

如图,∠1=∠2=∠3,AC = AE。

求证:AD = AB。

找∠B=∠ADE是难点,教师引导,找角的条件时,学生有两种方法:其一,利用三角形的外角,∠ADC是△ABD的一个外角,即∠ADC=∠B+∠1,而∠ADC=∠ADE+∠3,∠1=∠3,故∠B=∠ADE。其二,由直观想象,利用“八字形”模型,在△AEF和△DCF中,∠2=∠3,∠AFE=∠DFC,由三角形内角和为180°,故∠B=∠ADE。经分析条件,找到两组角对应相等和其中一个角的对边对应相等,最后证得△BAC≌△DAE(AAS),从而AD = AB。

师点拨:这道题有一个隐含条件—∠DAC是公共角,点A是公共顶点,可以看作△BAC绕点A旋转一定角度得到△DAE,△BAC≌△DAE,判定方法选择的是“AAS”,做题时还会遇到下面的旋转全等形:

【设计意图】图形中有公共顶点,要想到公共角,想到对顶角等,想到旋转变换,旋转前后图形的形状、大小不发生改变,由旋转变换整合成旋转全等形,让学生“做一题,会一类,通一片”。

三、回顾反思

1.综合提升

如图,点A、F、C、D在同一直线上,AB∥ED,AF = DC,∠AFE =∠DCB。

求证:(1)△ABC≌△DEF;(2)BF∥CE。

2.谈感受

生1:做题前我们应先统揽全局观察图形,判断是属于哪种类型的图形,然后选择适当的判定方法解决问题。

生2:找到图形的特点,首先要有一种直观想象能力,分离图形,找到需要的部分图形解决问题。

生3:这三种类型的全等形,都有一些共性—隐含的条件,比如公共线段、公共角、对顶角等。

四、教后反思

1.培养学生的直观想象能力

直观想象是重要的数学核心素养,我国著名的数学家华罗庚说:“形缺数时难入微,数缺形时少直观。”几何直观是揭示现代数学本质的有力工具,利用图形描述几何或者其他数学问题、探索解决问题的思路、预测结果。几何直观能力可以较好地理解数学本质,使学生体验数学创造性工作历程,能够开发学生的创造激情,形成良好的思维品质。图形是几何的灵魂,识图是学习几何的最基本素养,引导学生看一看、折一折、转一转,然后说一说,说出对图形的感受,将图形语言转化成文字语言。还可以借助技术手段,用《几何画板》软件根据给定的边、角条件画三角形,学生可以自己设计动态过程,教师不断引导与点拨,提高学生直观想象能力。

2.引导学生学会统揽全局整合图形

题目千变万化,但万变不离其宗。图形复杂多样,但都是由简单与复杂之间相互切换的。每一道几何题目背后都有着一定的法则和规律,每一类图形都有着相似的结构特点,这种结构特点的集中体现便是“公共顶点、公共线段”。图形中充分融入了学生对线段相等和角相等的直观认识,也就是欧氏几何中提到的:等量加等量和相等,等量减等量差相等,彼此能重合的物体是全等的。图形中还渗透了研究几何图形的基本问题和方法,由图形结构特点引导学生将这些图形加以分类整合,便得到:平移全等形、翻折全等形和旋转全等形。帮助学生建立起平移、翻折、旋转三种图形的变化与全等形的关系。通过整合图形,使学生跳出题海,做到“做一题,会一类,通一片”,让学生的知识“成片开发”。

3.让学生学会思考

《数学课程标準》的“数学思考”目标中提出要使学生“在解决问题过程中,能进行有条理的思考,能对结论的合理性作出有说服性的说明”。学会思考是学好数学的关键所在。在教学设计过程中,在解决问题的经历中,让学生感受到判定方法的选择、图形的整合是自然而然、水到渠成的,而不是强硬地塞给学生。为什么想到整合图形,怎样整合图形,让学生学会选择不同的视角看待问题,用不同的方法来研究问题、解决问题,积极参与问题中来。托尔斯泰说:“知识,只有它靠积极的思维得来而不是凭记忆得来的时候,才是真正的知识。”所以,教“怎样思考”,教“怎样才能想到”是数学教学的首要任务,让学生养成思考的习惯,提高解题速度与技巧。

【参考文献】

[1]陈华安.在变式中探究问题实质,在解题中把握问题规律—“函数图像按向量平移问题”教学设计及反思[J].数学教学研究,2009,28(7).

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