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初中数学“一图一课”式专题复习教学

2020-09-02蒋月兰

初中生世界·初中教学研究 2020年7期
关键词:外接圆切线画图

蒋月兰

一、教学设计与意图

1.操作与回顾。

操作:已知⊙O(如图1),请按要求画图。

(1)如果在⊙O所在的平面上有一点A,请画出点A。(学生通过画图发现,点A的位置有无数种可能。)

问题1:这无数种可能有几种类型?

生1:三种类型,分别是点在圆内、点在圆上以及点在圆外。

问题2:用什么方法可以判断?如何判断?

生2:用d表示点A到圆心的距离,用r表示圆的半径,然后比较d与r的大小。当d>r时,点在圆外;当d=r时,点在圆上;当d

(2)过点A画直线l。(学生通过画图发现,直线l的位置也有无数种可能。)

问题3:这无数种可能有几种类型?

生3:三种类型,分别是直线与圆相交、相切、相离。

问题4:用什么方法可以判断?如何判断?

生4:用d1表示圆心到直线的距离,用r表示圆的半径,然后比较d1与r的大小。当d1>r时,直线与圆相离;当d1=r时,直线与圆相切;当d1

图3设计意图:以上两个环节都是通过动手画图引出知识,学生在画图过程中自然唤醒了点与圆、直线与圆的位置关系等知识。学生在作图的过程中培养了发散性思维,体会了分类的必要性,渗透了分类和数形结合的数学思想。

问题5:如图4,过点A画直线,都可以画出图3的三種位置关系吗?动手试一试。

生5:点A在圆内时,只能画出相交;点A在圆上时,既可以画出相交也可以画出相切;点A在圆外时,三种情况都可以画出。

问题6:d1=r是d1与r在数量上的特殊情况,也是临界情况。那么,请过点A画出⊙O的切线并说出你的依据。

生6:依据的是切线的判定定理,过半径的外端点且垂直于半径的直线是圆的切线。(如图5)

设计意图:通过追问“过点A都能画出三种位置关系类型的图形吗”,让学生进一步理解判断直线与圆位置关系的本质。通过画切线,再次唤醒学生对切线性质定理、判定定理以及圆周角性质的回顾,在解决问题的过程中培养学生综合分析问题的能力。

(3)在图6的⊙O上另取一点B,过点B画一条与⊙O相切的直线,设所画直线与过点A的切线(A为切点)相交于点M,如图7。

问题7:你想到了什么知识?

生7:切线长定理,过圆外一点引圆的两条切线,它们的切线长相等。

问题8:这幅图还给你哪些数学美感?由此你还能得出哪些结论?

设计意图:学生通过画图得到切线长定理,并通过开放性的问题“寻找数学美”,便自然地用数学的眼光观察图形得出图形的轴对称性,再次利用几何图形的性质,寻找并得出图形中各边、角之间的联系。这培养了学生的观察和分析的能力,渗透了数形结合思想。

(4)在图7的⊙O上再另取一点C,过点C作一条切线与前两条切线相交,交点为N、T。(学生通过画图发现,图形又有两种可能的情况。)

1当C取在优弧上时。

问题9:从这个图中(图8),我们看到了什么?想到了哪些相关知识?

生8:三角形三边与圆相切,即三角形的内切圆。内切圆的圆心是三角形的内心,是三角形三个内角角平分线的交点,到三角形三边的距离相等。

问题10:若顺次连接A、B、C呢?

生9:能得到三角形的外接圆。外接圆的圆心是三角形的外心、三角形三边垂直平分线的交点,到三角形三个顶点的距离相等。

2当C取在劣弧上时。

问题11:对于这个图(图9),你有什么想说的吗?

生10:图9也得到了三角形和圆,不过圆在

三角形旁边与三角形相切了,可以取个名字叫它“旁切圆”,这也是一种位置关系。

师:这个名字取得很好,不过这个“旁切圆”的大小不受三角形的控制,我们的教材中没有研究。我们的教材只研究了三角形的内切圆、三角形的外接圆。当三角形确定时,它的内切圆、外接圆都确定了。

问题12:内切圆的半径通常用什么方法来求呢?

生11:因为相切,所以过切点的半径与三边垂直,垂线段可以看成三角形的高线,所以用面积法可以计算出内切圆的半径r内=2S△MNT÷C△MNT。

问题13:如果选取的点B能使得两条切线MB、MA互相垂直,此时的内切圆的半径还有其他方法来求吗?

生12:此时得到了一个直角三角形(如图10),可以得出四边形AMBO为正方形,利用切线长定理可以得出r内=(MN+MT-NT)÷2。

问题14:三角形的内切圆、外接圆,包括你们取的“旁切圆”,都属于三角形与圆的位置关系。那么,与圆有关的位置关系接下来还会往哪个方向研究呢?

生:四边形与圆,多边形与圆(图11)......

设计意图:继续通过开放性的动手画图引出知识,学生在画图的过程中自然回顾了三角形的内切圆、外接圆以及“旁切圆”。问题11的追问以及解答,让学生进一步体会什么样的几何图形之间可以研究数量关系,为学生今后的自主学习提供了方法。问题12、13的提出,帮助学生进一步巩固了各个量之间的关系。这里渗透了分类、数形结合、方程模型的思想,提升了学生整体建构知识的能力,教学生学会学习。

2.尝试与巩固。

尝试:如图12,圆O的直径DE=8cm,△ABC中,∠ACB=90°,∠ABC=30°,BC=12cm。圆O以2cm/s的速度从左向右运动,在运动过程中,点D、E始终在直线BC上。设运动时间为t(s),当t=0s时,圆O在△ABC的左侧,OC=6cm。请结合复习的知识,尝试编一道相关的问题并解答。

设计意图:开放性的问题设计,旨在通过复习知识培养学生提出问题、解决问题的能力,让学生进一步体会研究几何问题的一般角度和方法,引导学生多角度解决问题,培养学生思维的发散性和深刻性。

二、教学反思

1.建构知识体系。

在复习课中,学生已具备了一定的知识基础,但知识体系不一定形成,需要在复习课中建构知识体系。新课标提倡,学生不是被动地接受知识,而是要在积极主动地参与下建构。几何知识往往跟图形分不开,因此,教师可以尝试带领学生画图,让学生亲自去发现尽可能多的东西,从而不断地丰富图形来建构知识体系。这样才能让学生全面认识、理解、掌握和运用知识,才能让知识内化为成长素养,才能真正满足成长需要。

本节课利用4个作图操作,讓与圆有关的位置关系的所有知识慢慢地冒出新芽,自然生长,最终长成枝繁叶茂的大树。画图的过程既带领学生独立、主动地去参与、发现,又在流程设计上推陈出新,激发了学生的兴趣,培养了学生的动手能力。

2.激发数学思维。

为了使学生的能力在复习课中得到提升,复习课就不能对学过的知识机械地进行重复,因为机械重复会使学生感觉枯燥,失去学习的兴趣。除了在流程设计上推陈出新外,我们还要关注教师提出的问题给学生带来的数学思考,从而让学生在梳理知识的同时,感悟数学学习的方法,提炼基本数学学习策略,达到增长智慧的目的。

本节课设计的问题不是常规的习题,而是开放性问题,甚至让学生自己提出问题。第一、二、四个作图都是开放性作图,这样可以引领学生全面回顾点与圆、直线与圆、三角形与圆的位置关系。通过“寻找数学美”“你看到了什么”“你想到了什么”“还会向什么方向生长”“尝试编一道相关的问题并解答”等一系列的开放性问题引领学生自主探究,深入思考,增进认识;让学生充分感受数学知识的生长过程,有利于学生的问题意识、创新能力的提升,有利于学生的数学思维发散性、深刻性的培养。

3.落实核心素养。

复习课上,教师除了要帮助学生全面复习知识,建构知识体系之外,还应该有意识地向学生渗透数学思想,揭示数学本质。数学思想是数学的灵魂,是开启数学知识宝库的金钥匙,我们的复习课需要关注思想,要让复习课堂因思想而厚重。

本节课通过4个作图操作串联知识,让学生在作图的过程中经历逐渐递进、深度探究。数学思想体现在以下方面:第一、二、四个作图的答案都不是唯一的,在求知答案的过程中学生迫切需要的就是分类的思想;在判断位置关系、图形各要素之间关系的过程中,数形结合思想、模型思想得到了淋漓尽致的体现;在如何作切线的过程中,画切线的问题最终转化成了画垂线的问题,体现了解决问题过程中的转化思想。学生在课堂中感受并体会到这些思想方法,并逐渐运用到后续的学习中,最终形成能力,提升数学素养。因此,在课堂教学中,教师应努力做到让学生因参与而构建,因追问而明晰,因反思而升华,因思想而开花。

(作者单位:江苏省扬州市江都区国际学校)

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