廣西南寧市第三中學初中部青秀校區(qū)(530029)鄧筱涵
“全等三角形的判定”是初中平面幾何中的核心內(nèi)容,是判斷線段相等和角相等的重要依據(jù),是研究幾何圖形不可或缺的工具。因此,學生熟練掌握全等三角形的判定方法及其應用非常重要。初中階段著重探究的兩個平面圖形的關系是全等與相似,而全等又是相似的一種特殊情況,所以能夠靈活運用全等三角形的性質(zhì)和判定方法,是學生掌握相似三角形的基礎。
(1)使學生掌握全等三角形的性質(zhì)和判定方法,能靈活運用全等三角形的性質(zhì)和判定方法解決問題;
(2)讓學生從基本圖形入手,學會利用圖形變換探究數(shù)學問題。
圖形是多變的,教師在講解圖形知識時若僅設置大量問題讓學生解決,然后就題論題進行講解,往往會增加學生的壓力,讓學生在“題?!泵媲笆バ判?,進而導致學習動力減弱,而采用一題多變的方法能有效激發(fā)學生的學習興趣,調(diào)動學生學習的積極性。
能靈活運用全等三角形的性質(zhì)和判定方法,通過圖形變換加強數(shù)學變式的理解。
對全等三角形問題變式的理解。
問題1:如圖1,AB=AD,BC=CD,△ABC和△ADC全等嗎?為什么?圖中有相等的角嗎?為什么?
圖1
師生活動:學生通過獨立思考回答問題,明確每一個解題步驟的理論依據(jù);教師指導學生總結全等三角形的性質(zhì)和判定方法,繪制相關思維導圖(如圖2),總結圖形中通常隱含的條件——公共邊、公共角、對頂角。
圖2
解:△ABC和△ADC全等,理由如下。
在△ABC和△ADC中,
∴△ABC?△ADC(SSS)
∴∠B=∠D,∠BAC=∠DAC,∠ACB=∠ACD。
設計意圖:利用本題回顧全等三角形的性質(zhì)和判定方法,總結如何根據(jù)已知條件選擇全等三角形的判定方法,為一題多變打下知識基礎。
問題2:將圖3 右邊的三角形沿著AC邊向上平移,得到一個新的圖形,AB=DE,BC=DF,此時可以說明△ABC和△DEF全等嗎?
圖3
學生很容易發(fā)現(xiàn)沒有公共邊,缺少一個條件,無法證明兩個三角形全等,自然而然地想到需要添加條件。那么需要添加什么條件才能使這兩個三角形全等呢?
分析:已知兩邊,找夾角或找第三邊或找直角。本題可以添加夾角相等利用SAS判定全等,或者添加第三邊相等利用SSS 判定全等。因此,需添加∠B=∠D或AC=EF。
設計意圖:通過平移變換,化靜態(tài)為動態(tài),使圖形“動”起來,啟發(fā)學生觀察圖形之間的聯(lián)系,發(fā)現(xiàn)變化之后依然存在三角形全等的關系,從變中觀察出不變。
問題3:將圖1 右邊的三角形繞點A順時針旋轉(zhuǎn),使一邊落在AB上,如圖4所示,此時AB=AD,添加什么條件,能使△ABC和△ADE全等?利用了哪些判定方法?
圖4
教師先讓學生盡可能把自己想到的條件添加進來,再判斷正誤,最后引導學生從邊和角兩個角度分類討論進行添加。
分析:隱含有公共角,屬于“已知一邊一角”的情況,可以通過添加一邊或一角,注意邊角的位置關系,利用SAS,AAS,ASA來證明。因此,需添加邊AC=AE,或添加角∠B=∠D,或添加角∠ACB=∠AED。
設計意圖:由平移變換變成旋轉(zhuǎn)變換,啟發(fā)學生從多個角度對圖形進行變形,讓學生觀察圖形變形之后什么變了、什么沒變,讓學生學會建立圖形之間的聯(lián)系,進一步拓寬學生的視野,培養(yǎng)學生一題多變的能力。
問題4:繼續(xù)順時針旋轉(zhuǎn)三角形,使∠CAD=∠EAB,如圖5,此時AB=AD,AC=AE,你可以證明BC=DE嗎?
圖5
師生活動:學生觀察問題3與問題4之間的區(qū)別與聯(lián)系。
分析:題目間接考查全等三角形的判定方法,運用全等三角形的性質(zhì)得到線段相等,利用全等來證明線段相等是比較常用的方法。在全等三角形判定的過程中由已知條件不是直接得到夾角相等,而是利用等式的性質(zhì),等式兩邊加上同一個角證明夾角相等,這也是常用的技巧。
證明:∵∠CAD=∠EAB,
∴∠CAD+∠BAD=∠EAB+∠BAD,
即∠CAB=∠EAD,
在△ABC和△ADE中,
∴△ABC?△ADE(SAS),
∴BC=DE。
設計意圖:從問題3到問題4是從特殊到一般,從特殊到一般是研究客觀事物和解決問題時常用的數(shù)學思想方法,它是通過研究特殊情況來求得一般情況下的結論。有些數(shù)學知識比較抽象,直接讓學生掌握有一定難度,而從特殊情況入手,可使學生產(chǎn)生進一步探討新知識的興趣,進而達到教學目的。
問題5:如圖6,繼續(xù)順時針旋轉(zhuǎn)三角形,已知∠DAE=∠BAC,AB=AD,AC=AE,連接BE,CD,請問BE和CD有什么數(shù)量關系?
圖6
師生活動:學生書寫證明過程,教師提醒幾何解題的規(guī)范格式。
分析:問題5 中隱含著兩對全等三角形,引導學生找對全等三角形,即可解決問題。
解:BE=CD,理由如下。
∵∠DAE=∠BAC,
∴∠BAC+∠BAD=∠DAE+∠BAD,
即∠CAD=∠EAB,
在△ABE和△ADC中,
∴△ABE?△ADC(SAS),
∴BE=CD。
設計意圖:通過圖形的變換使學生感受一題可以多變,可以轉(zhuǎn)化成新的題目,但萬變不離其宗,解題的關鍵在于從復雜的圖形中找出全等三角形。
問題6:通過上述活動,你們已經(jīng)初步體會了有趣的一題多變、一圖多變。你們是否可以把例題中的圖形沿著AC邊剪開分成兩個三角形,把這兩個三角形任意組合成一個新的圖形,然后命題并解答?
預設得到的圖形(如圖7):
圖7
師生活動:教師組織學生以小組合作的形式探究、解決問題,并讓小組派代表展示,其他小組進行點評,教師最后進行總結。
設計意圖:經(jīng)過一題多變,能得到常見的圖形,不但增加了學生的圖形儲備,而且建立了圖像間的聯(lián)系,還培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識和發(fā)散性思維能力。經(jīng)過本環(huán)節(jié)的設計,學生的學習由被動轉(zhuǎn)為主動,學生也產(chǎn)生了自主研究的需要,經(jīng)過小組協(xié)作學生體驗到了合作學習的快樂,并體會到了成功的快樂,進而提高了學習能力。
問題7:本節(jié)課你學習了哪些知識?掌握了哪些研究圖形的方法?還有什么疑惑的地方?
學生回答:
(1)掌握了全等三角形的性質(zhì)和判定方法及其運用;
(2)通過一題多變,理解了在解題時要抓住本質(zhì)的東西,要善于從復雜圖形中提取基本圖形;
(3)經(jīng)歷了圖形的變化過程,學會了在解題時如何去研究問題,從而得到一類問題的解法。
設計意圖:通過指導學生對本節(jié)課的重難點加以歸納,使得學生能夠抓住知識重點,梳理學習的過程,提煉一題多變的方法,培養(yǎng)學生歸納概括的能力。
做教科書第56 頁第7 題、第9 題(題目略),并將第7題進行變式,自主命題并解題。
圖8
學生的學習動力可分為內(nèi)部動力和外部動力,學生在學習數(shù)學的過程中關注的是數(shù)學知識是否使其感興趣,知識的呈現(xiàn)方式是否被其所接受,教師作為外部動力因素之一就影響著學生的內(nèi)部動力。因此,教師必須在數(shù)學教學過程中啟發(fā)學生產(chǎn)生對數(shù)學的需要和興趣,讓學生不斷地在學習活動中感受到成功的快樂,從而增強學生學習數(shù)學的信心。
本節(jié)課的課題為“多變的全等三角形”,比較生動有趣,賦予全等三角形生命力,拉近數(shù)學與學生之間的距離,學生會產(chǎn)生好奇:全等三角形會發(fā)生怎樣的變化?在教學時,教師可采用幾何畫板動態(tài)展示三角形變化的過程,使靜態(tài)的圖形運動起來,讓學生體會到原來圖形之間是有聯(lián)系的,每一個原本看起來孤立的圖形,實際上都是由一個基本圖形演變而來。一題多變的設計可以幫助學生找到研究數(shù)學的方法,并學會舉一反三、觸類旁通,提高學生學習數(shù)學的信心。在題目的設置方面也不拘泥于簡單的證明,而是設置了開放式的答案,有助于訓練學生的發(fā)散性思維。
通過上述一題多變的體驗,學生初步掌握了進行一題多變,玩轉(zhuǎn)兩個全等三角形的方法。在活動探究、合作學習環(huán)節(jié),教師給學生搭建了一個充分展示自我的平臺,激發(fā)了學生的學習興趣。在合作學習過程中,后進生可以變化圖形,優(yōu)等生可以設置題目,中等生可以解答題目,使得各個層次的學生在數(shù)學學習上都獲得了不同的發(fā)展,也培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新能力。教學環(huán)節(jié)的設置一改單調(diào)、古板、重復的傳統(tǒng)解題教學模式,使數(shù)學學習更有趣味性,使學生能感受到數(shù)學學習的快樂,使學生的思維更有活力。