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巧用三角板,培养好建模

2021-11-04王春燕

广东教学报·教育综合 2021年127期
关键词:三角板建模实践

王春燕

【摘要】三角板是学生学习数学的常用工具,本文从三角板的拼组、平移、旋转和构造等方面引导学生进行探究性学习,在掌握数学知识内容的同时,让学生体验、理解和应用建模思想,在“重新发现”和“重新组合”知识的过程中培养学生的创新精神和实践能力,培养学生良好的建模思想。

【关键词】三角板;建模; 创新;实践

三角板是学生学习数学的常用工具,一副三角板,由于它的边和角的特殊性,蕴含丰富的数学知识。由于贴近生活,联系实际,研究生活中的数学、体现数学与生活的紧密联系是数学新课程改革的重要内容之一,因此,以三角板为背景的中考试题倍受命题者的青睐,大量出现在各地的中考试题中,以三角板的平移、旋转、构造为主要内容的题型也层出不穷。三角板通过叠、拼、平移、旋转等手段,能构画出一道道立意新颖、构思巧妙的数学题。

建模是解决实际问题的一种强有力的数学手段,建模过程包括模型准备、模型假设、模型建立、模型求解、模型分析、模型检验及模型应用,整个过程对学生的数学综合能力是一个深挖掘、广开发的过程。我们从三角板的拼组、平移、旋转和构造等方面引导学生进行探究性学习,在掌握数学知识内容的同时,让学生体验、理解和应用建模思想,在“重新发现”和“重新组合”知识的过程中培养学生的创新精神和实践能力,培养学生良好的建模思想。

一、三角板的叠放

三角板是两个特殊的直角三角形,教学时抓住边的特征及角度的特征,充分利用直角三角形的一些性质,如直角三角形斜边上的中线是斜边的一半;直角三角形30°所对的直角边等于斜边的一半,直角三角形的面积法;三角板中的特殊角度:30°、45°、60°、90°等。

平时教学过程中,可以让学生像“搭积木”一样,用拼三角板的方法画出的各种特殊角或者判断能否拼出哪些特殊角。

例:用拼三角板的方法能画出哪些特殊的角。

师:同学们能用三角板画出哪些特殊角?

生:30°、45°、60°、90°……

师:除了这些角度,用一副三角板还能画出哪些特殊的角?请小组进行合作探究。

生:75°、105°、120°、135°……

师:很好!那么用拼三角板的方法能画出的最小度数是多少度?

生:15°

师:用拼三角板的方法画出的特殊角有没有规律呢?

生:老师,我们小组探究发现:用拼三角板的方法能画出的最小度数是150,而我们会画角的和倍,就可以画15的倍数的角。

师:说得真好!请你们四人小组上台用三角板画出15倍数的特殊角(小于平角的角)。

四人小组上台展示,孩子们报以热烈的掌声。

接着给出学生活动:判断下列角度是否能用拼三角板的方法画出?

75°、80°、95°、155°、175°

同学们很高兴地运用刚才探索得到的结论进行了正确的判断。

学生在运用三角板叠放中进行探究性学习,提高了学习数学的兴趣,体验了三角板的数学模型思想。如果学生能够建立三角板模型,像“搭积木”一样,在叠放中寻找三角板的模型,这样不仅能够帮助学生深化对数学知识的理解,还能让学生感悟其中的建模思想而且能够增强他们的探究欲望,提高学习效率,培养和发展他们的创新实践思维能力。

二、三角板的平移

三角板的平移是一种全等变换,学生熟练运用三角板平移的性质:平移前后图形的形状和大小不变(两个图形是全等形);对应线段平行且相等、对应角相等,仔细辨别出哪些是变量,哪些是不变量,以不变应万变,同时抓住图形的位置关系,培养建模思想。

“有效的数学学习过程不能单纯地依赖模仿和记忆;有效的数学学习过程应引导学生主动地从事观察、实验、猜测、验证、推理与交流等数学活动,从而使学生形成自己对数学知识的理解和有效的学习策略”。教师可通过典型例题引导学生发现三角板模型,感悟三角板的操作变化,引导学生分析三角板的运动过程,明确不同时段重叠图形形状的变化情况,将几何中的平移知识,代数中的函数知识有机地进行结合,引导学生抓住问题中的内在联系进行探究。在教学过程中,通过学生观察平移前后的图形变化,向学生渗透建模思想,培养学生观察能力和归纳推理能力.。

三、三角板的旋转

三角板的旋转是一种全等变化,学生熟练运用三角板旋转的性质:对应点到旋转中心的距离相等;对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角;旋转前、后的图形全等。熟练运用三角板边的特征及角度的特征,建立模型思想。引导学生仔细辨别哪些是变量,哪些是不变量,抓住全等三角形的对应线段相等得以解决,培养学生的观察能力、建模思想、几何知识综合运用能力。

例  2014年广东省中考数学试卷第16题

如图,△ABC绕点A顺时针旋转45°得到△AB'C',若∠BAC=90°,AB=AC=,则图中阴影部分的面积等于             .

解:

∵△ABC绕点A顺时针旋转45°得到△AB'C',∠BAC=90°,AB=AC=,

∴BC=2,∠C=∠B=∠CAC'=∠C'=45°,

∴AD⊥BC,B′C′⊥AB,

∴AD=BC=1,AF=FC'

=sin45°AC'=AC'=1,

∴图中阴影部分的面积等于:S△AFC'-S△DEC'=×1×1﹣×(﹣1)2=﹣1.

通过此题引导学生找出三角板的模型,让学生掌握旋转的性质以及三角板特殊的边角关系等知识,通过三角板特殊的边角关系,得出AD,AF,DC′的长,培养学生建模思想。

四、三角板的構造

学生眼中有图,心中有三角板模型后,有些图形可以通过作垂线段,构造直角三角形,从而构造出三角板的模型。再利用勾股定理和直角三角形含30°角的性质;在直角三角形中,30°角所对的直角边等于斜边的一半解决几何问题或者三角函数问题。

通过作垂线段构造两个直角三角形,相当于一副三角板,进而借助三角板特殊的边角关系解决问题。

在数学教学过程中,通过让学生对问题全过程的参与与自我尝试,以探究式的方式进行数学学习,建立模型思想,不仅掌握了丰富的数学知识,还提高了学生学习数学的积极性,激励学生乐于研究探索问题的起源和发展过程,抽象并建立良好的数学模型,使学生的创造力得到了发展,增强了学好数学的信心,从而有利于培养独立思考的品质和探索精神,提高分析问题和解决问题的能力。

【参考文献】

[1]北京师范大学出版社数学室编著.义务教育数学课程标准[M].北京:北京师范大学出版社,2011.

[2] 李树臣.数学建模才是学生最重要的素养[J].山东教育,2017(9).

[3] 郭韶.初中数学思想与方法渗透数学的五条路径[J].学科空间,2017(01)

(责任编辑:邓羽婷)

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