☉上海市甘泉外國(guó)語(yǔ)中學(xué) 孫振飛
滬教版教材中,“平行四邊形”安排在八年級(jí)下冊(cè)第三章“四邊形”第二節(jié),第一節(jié)是多邊形,第三節(jié)是梯形,第四節(jié)是平面向量及其加減計(jì)算.從教材內(nèi)容呈現(xiàn)的順序看,編者從多邊形出發(fā),將其特殊化為四邊形和平行四邊形,然后研究特殊的平行四邊形,進(jìn)而利用平行四邊形知識(shí)去解釋平面向量,旨在突出運(yùn)用“一般到特殊”的方法進(jìn)行問(wèn)題研究這一主線.
平行四邊形判定是以本節(jié)課重點(diǎn)研究的平行四邊形定義、性質(zhì)為思維起點(diǎn),與平行四邊形有關(guān)性質(zhì)互為逆定理,它們從正逆兩個(gè)方面按邊、角、對(duì)角線三個(gè)視角揭示了平行四邊形的本質(zhì)特征,這種逆向思考的方法在特殊平行四邊形研究中亦反復(fù)出現(xiàn).本教材與人教版相比,突出的亮點(diǎn)是將矩形、菱形整合在一起,抓住它們與平行四邊形的差異加以重點(diǎn)研究.而后利用前面學(xué)習(xí)過(guò)程中所形成的經(jīng)驗(yàn)與方法,通過(guò)比對(duì)得出正方形相對(duì)于平行四邊形、矩形和菱形的特有性質(zhì)和相應(yīng)的判定方法.如何明晰它們之間的關(guān)系?如何指導(dǎo)學(xué)生從聯(lián)系和變化的角度深入認(rèn)識(shí)和把握?尤顯重要.
通過(guò)以上分析,本節(jié)課作為平行四邊形部分的開(kāi)篇內(nèi)容,作為本章方法支撐之一,對(duì)其學(xué)習(xí)不容小視,絕不能只是按部就班地揭示定義、性質(zhì)以及運(yùn)用性質(zhì)解決一些具體問(wèn)題.要把看似孤立的內(nèi)容納入整個(gè)章節(jié)的知識(shí)體系中,使其豐盈起來(lái),讓學(xué)生較為自然又初步清晰地了解四邊形部分的整個(gè)知識(shí)概貌;力圖幫助學(xué)生提煉出研究平行四邊形性質(zhì)的一些基本方法,以便形成解決后續(xù)問(wèn)題的基本經(jīng)驗(yàn);引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察、歸納,使學(xué)生能從邊、角、對(duì)角線以及對(duì)稱性等方面全面認(rèn)識(shí)平行四邊形性質(zhì),滲透分類的意識(shí),培養(yǎng)有序思維的能力.
教材中將平行四邊形的定義和性質(zhì)分兩課時(shí)來(lái)處理:第一課時(shí)研究平行四邊形定義、平行四邊形邊角性質(zhì);第二課時(shí)總結(jié)平行四邊形對(duì)角線性質(zhì)以及中心對(duì)稱性.筆者認(rèn)為將性質(zhì)截為兩段,缺乏整體性與系統(tǒng)性,不利于學(xué)生思維深入的探究,給人一種淺嘗輒止之感;另一方面平行四邊形的本質(zhì)屬性應(yīng)該是其中心對(duì)稱性(平行四邊形是三角形繞其一邊中點(diǎn)旋轉(zhuǎn)180°而形成的中心對(duì)稱圖形),這一內(nèi)在本源性的知識(shí)反而放置在性質(zhì)的最后加以揭示,不符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,也不利于幫助學(xué)生形成進(jìn)一步探究特殊平行四邊形的方法和經(jīng)驗(yàn)(矩形、菱形、正方形也是采用同構(gòu)建模的方法,分別是將直角三角形繞其斜邊中點(diǎn)、等腰三角形繞其底邊上中點(diǎn)、等腰直角三角形繞其斜邊中點(diǎn)旋轉(zhuǎn)180°而形成的中心對(duì)稱圖形).加之,在七年級(jí)下冊(cè)已研究了圖形的旋轉(zhuǎn)、中心對(duì)稱、中心對(duì)稱圖形、設(shè)計(jì)中心對(duì)稱圖案等內(nèi)容,并直觀感知了平行四邊形是中心對(duì)稱圖形,有了一定的認(rèn)知基礎(chǔ).因此大膽地將所有性質(zhì)放在一節(jié)課中進(jìn)行處理,并結(jié)合平行四邊形的定義,從平行四邊形的中心對(duì)稱性入手,利用對(duì)稱性得到對(duì)應(yīng)線段、對(duì)應(yīng)角分別相等,從而得出平行四邊形邊、角、對(duì)角線的有關(guān)性質(zhì).
(1)理解平行四邊形的概念和平行四邊形的性質(zhì),能初步運(yùn)用平行四邊形的概念及性質(zhì)解決簡(jiǎn)單的計(jì)算或證明問(wèn)題.
(2)參與四邊形知識(shí)體系的建構(gòu)以及平行四邊形性質(zhì)的探索過(guò)程,體會(huì)轉(zhuǎn)化、分類的思想,進(jìn)一步養(yǎng)成合作交流的習(xí)慣;通過(guò)對(duì)性質(zhì)的應(yīng)用明確幾何計(jì)算或論證的表達(dá)要求,發(fā)展學(xué)生的合情推理能力,積累數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的基本經(jīng)驗(yàn).
(1)從內(nèi)角和、外角和、對(duì)角線、穩(wěn)定性等角度回顧三角形和四邊形的特性.
(2)如何將四邊形按照對(duì)邊之間的位置關(guān)系進(jìn)行分類研究?怎樣的四邊形是平行四邊形?平行四邊形如何表示?
(3)平行四邊形是中心對(duì)稱圖形嗎?如何推證?由此你能得到平行四邊形哪些性質(zhì)?
設(shè)計(jì)說(shuō)明:通過(guò)設(shè)置自學(xué)問(wèn)題串,一方面幫助學(xué)生回顧三角形和四邊形的有關(guān)知識(shí),為所學(xué)新知識(shí)提供知識(shí)儲(chǔ)備;另一方面創(chuàng)設(shè)情境,讓學(xué)生經(jīng)歷搜集、比對(duì)的過(guò)程,將零散的知識(shí)進(jìn)行梳理、同化,初步納入自己固有的知識(shí)體系中;放手讓學(xué)生去觀察感知、嘗試推理,初步形成對(duì)性質(zhì)直觀認(rèn)識(shí)和較為理性的推理.
這個(gè)過(guò)程在課前完成,收集后批改、評(píng)價(jià),于課前反饋給學(xué)生,主要了解學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)和自學(xué)成果.
活動(dòng)1:交流自學(xué)成果
師:前面我們研究了邊數(shù)最少的多邊形——三角形,它的內(nèi)角和為180°,外角和為360°,無(wú)對(duì)角線,具有穩(wěn)定性;在“多邊形”一節(jié)中,又討論了一般四邊形的性質(zhì),請(qǐng)同學(xué)們回憶一下四邊形具有哪些性質(zhì)?
生1:四邊形內(nèi)角和與外角和均為360°,有兩條對(duì)角線,具有不穩(wěn)定性.
師:在探究四邊形內(nèi)角和時(shí),是如何處理的?
生2:通過(guò)連接對(duì)角線將四邊形轉(zhuǎn)化為兩個(gè)三角形加以解決.
師:轉(zhuǎn)化的思想!我們還曾按“邊”和“角”對(duì)三角形進(jìn)行了分類研究,現(xiàn)在如何將四邊形按照對(duì)邊之間的位置關(guān)系進(jìn)行分類呢?課前同學(xué)們進(jìn)行了思考,現(xiàn)在來(lái)交流自學(xué)成果.(學(xué)生交流、補(bǔ)充)
師:我們將零散的知識(shí)梳理一下:四邊形按有無(wú)對(duì)邊平行可分為兩大類:一類是無(wú)對(duì)邊平行的四邊形,即一般四邊形.另一類是有對(duì)邊平行的四邊形,其中有對(duì)邊平行的四邊形又可分成兩類:一類是一組對(duì)邊平行但另一組對(duì)邊不平行的四邊形,即梯形;另一類是兩組對(duì)邊分別平行的四邊形,即平行四邊形.(多媒體呈現(xiàn)分類結(jié)果,如圖1所示)
圖1
師:以上就是四邊形這一部分大致所研究的知識(shí)框圖,本節(jié)課先來(lái)探究平行四邊形的有關(guān)知識(shí)(揭示課題“22.2平行四邊形(1)”).
接下來(lái)研究平行四邊形的定義、表示方法,并采用師生合作的方式形成對(duì)圖形定義基本經(jīng)驗(yàn)的認(rèn)識(shí):通常既是該圖形的判定,又是該圖形的性質(zhì).
設(shè)計(jì)說(shuō)明:課始在回顧舊知時(shí),引導(dǎo)學(xué)生明確解決四邊形問(wèn)題時(shí)常通過(guò)連接對(duì)角線將四邊形轉(zhuǎn)化為三角形來(lái)處理,為后續(xù)探究性質(zhì)提供方法支撐;在放手學(xué)生交流的基礎(chǔ)上,通過(guò)老師及時(shí)引導(dǎo)、總結(jié),將學(xué)生對(duì)四邊形零散、雜亂的認(rèn)識(shí)進(jìn)行梳理、系統(tǒng)化,初步勾勒出四邊形部分知識(shí)的框架.
活動(dòng)2:探究平行四邊形的性質(zhì)
師:從對(duì)稱性的角度,平行四邊形是何對(duì)稱圖形?
生1:中心對(duì)稱圖形.
師:你能解釋平行四邊形為何是中心對(duì)稱圖形?
生2:如圖2,連接對(duì)角線AC、BD交于點(diǎn)O,由四邊形ABCD是平行四邊形,可知AD∥BC、AB∥CD,進(jìn)而得到兩組角相等,再加對(duì)頂角相等……
圖2
師:滿足三個(gè)角相等的兩個(gè)三角形不一定全等,這種方法不行.能否在三角形的基礎(chǔ)上構(gòu)建出一個(gè)成中心對(duì)稱的四邊形?
生3:如圖3,點(diǎn)O是△ABC邊AC的中點(diǎn),將BO延長(zhǎng)至點(diǎn)D,使DO=BO,連接AD、CD.一方面顯然四邊形ABCD是中心對(duì)稱圖形;另一方面容易證明△AOD≌△COB,由對(duì)應(yīng)角相等可得AD∥BC,同理可證AB∥CD,從而說(shuō)明四邊形ABCD是平行四邊形.
圖3
師:將三角形中線加倍得到的四邊形既是中心對(duì)稱圖形,又是平行四邊形,這就從理論上證明了平行四邊形是中心對(duì)稱圖形.由此,你還能得到平行四邊形哪些性質(zhì)呢?為什么?
生4:由平行四邊形的中心對(duì)稱性可知:AD=CB、AB=DC、∠BAD=∠DCB、∠ABC=∠CDA、OA=OC、OB=OD.即就是平行四邊形的兩組對(duì)邊分別相等、兩組對(duì)角分別相等、兩條對(duì)角線互相平分.
師:非常好!這四條性質(zhì)分別是從哪些角度去加以研究的?
生5:從邊、角、對(duì)角線、對(duì)稱性四個(gè)角度進(jìn)行分類.
師:真棒!平行四邊形的眾多性質(zhì)是由中心對(duì)稱性這條主線串起來(lái)的,如此分類不但能全面認(rèn)識(shí)平行四邊形的性質(zhì),也便于我們記憶,更為重要的是為今后學(xué)習(xí)其他知識(shí)提供了方法.
設(shè)計(jì)說(shuō)明:從學(xué)生已有的感性認(rèn)知基礎(chǔ)出發(fā),如何說(shuō)明平行四邊形是中心對(duì)稱圖形?形成刨根問(wèn)底的探究氛圍,在學(xué)生生發(fā)出的新困惑中,引導(dǎo)學(xué)生退而由三角形去構(gòu)造中心對(duì)稱圖形,引發(fā)新的思考,并在此基礎(chǔ)上水到渠成地探究出平行四邊形的其他性質(zhì).注重對(duì)性質(zhì)實(shí)質(zhì)(平行四邊形的內(nèi)涵是其中心對(duì)稱性,邊、角、對(duì)角線的特性是其外延)的挖掘和有序分類,既將本節(jié)課的知識(shí)納入到新的知識(shí)體系中,又為后續(xù)研究提供了嶄新的思維角度和探究方法.
活動(dòng)3:合作探究
例1 如圖4,在?ABCD中,∠B=50°,BC=8,?ABCD的周長(zhǎng)為28.
(1)求其他三個(gè)內(nèi)角的度數(shù);
(2)求其余各邊的長(zhǎng).
圖4
圖5
例2 如圖5,在?ABCD中,點(diǎn)E、F分別是線段AC、CA延長(zhǎng)線上的點(diǎn),且CE=AF.
求證:BF∥DE.
設(shè)計(jì)說(shuō)明:平行四邊形性質(zhì)的具體應(yīng)用,是本節(jié)課的重點(diǎn),也是探究學(xué)習(xí)的好素材.本環(huán)節(jié)呈現(xiàn)兩個(gè)方面:幾何計(jì)算和幾何證明.例1將平行四邊形的角、邊計(jì)算合二為一,第(1)問(wèn),由學(xué)生交代已知和未知,交流思路:關(guān)鍵是如何求∠A?方法一:利用平行四邊形的定義得到平行線,從而鄰角互補(bǔ);方法二:利用四邊形內(nèi)角和為180°.放手讓學(xué)生獨(dú)立解決第(2)問(wèn),并口頭表述解題過(guò)程.例2重點(diǎn)幫助學(xué)生形成證明思路:證明平行,如何思考?通過(guò)角之間的關(guān)系來(lái)獲得,證明角相等,需尋找三角形全等,著力展示學(xué)生從不同角度尋找全等三角形的過(guò)程.例2的教學(xué)片段如下.
師:接下來(lái)看一道幾何證明題.(待學(xué)生梳理出已知和求證后)如何證明兩直線平行?
生1:證內(nèi)錯(cuò)角∠E=∠F.
師:如何證明呢?
生1:可通過(guò)證明△FBC與△EDA全等.
師請(qǐng)生1到講臺(tái)前展示尋找全等三個(gè)條件的過(guò)程,生1思路較清晰、語(yǔ)言較流暢.
師:這個(gè)舞臺(tái)確實(shí)是屬于大家的,生1的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)相對(duì)來(lái)說(shuō)是較為薄弱的,但能獨(dú)立解決這個(gè)問(wèn)題,請(qǐng)同學(xué)們掌聲熱烈一些,老師也要把掌聲獻(xiàn)給這位同學(xué).還有其他方法嗎?
生2:還可利用△FBA與△EDC全等來(lái)解決.(生2帶著同桌一起走上講臺(tái)進(jìn)行講解)
師:(針對(duì)生2在尋找全等條件的過(guò)程中不加選擇地調(diào)用平行四邊形眾多性質(zhì)的現(xiàn)象,提出問(wèn)題)怎樣才能有序地用好平行四邊形性質(zhì)呢?
生3:需明確要證明的對(duì)象.
師:也就是要從未知出發(fā)想需知,再?gòu)臈l件出發(fā)得可知,建立可知和需知之間的聯(lián)系.這樣,思維才能有序.剛才我們從邊和角的角度尋找全等三角形,還有其他的思路嗎?
學(xué)生進(jìn)行熱烈的討論,但很少有同學(xué)能形成思路.
師:能不能突破邊和角的束縛,思維更開(kāi)闊一些?我們還有哪些性質(zhì)沒(méi)用?
生4:是不是可以從對(duì)角線的角度入手?連接BD交AC于點(diǎn)O,這樣,可以考慮證明△FBO與△EDO全等(如圖6)……
師:不用全等可以推證嗎?(一石激起千層浪,學(xué)生的積極性被充分地調(diào)動(dòng)起來(lái)了,不一會(huì)兒,一位中等水平的同學(xué)怯怯地舉起了手)
生5:我是從中心對(duì)稱角度來(lái)思考的,如圖6,易知BO=DO、EO=FO,從而整個(gè)圖形是一個(gè)中心對(duì)稱圖形,得到∠E=∠F,就證出BF∥DE.
師:(學(xué)生情不自禁地鼓起了掌)真不簡(jiǎn)單!平行四邊形的實(shí)質(zhì)是中心對(duì)稱圖形,有些問(wèn)題若能從這一本質(zhì)屬性出發(fā),解決起來(lái)顯得特別的簡(jiǎn)單.這也啟發(fā)我們要注意及時(shí)使用新的知識(shí),學(xué)會(huì)從不同的角度來(lái)思考,思路更廣闊些,就會(huì)別有一番洞天.
活動(dòng)4:及時(shí)反饋
1.已知?ABCD的周長(zhǎng)等于48,AB=2BC,則AB=______,AD=______.
2.已知在?ABCD中,∠A比∠B大60°,則∠A=______,∠D=______.
圖6
3.如圖7,在平面直角坐標(biāo)系中,?ABCD的對(duì)角線的交點(diǎn)正好與坐標(biāo)原點(diǎn)重合,且點(diǎn)A、B的坐標(biāo)分別為(3,2)、(-2,1),則點(diǎn)C、D兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為_(kāi)_____、______.
圖7
圖8
4.如圖8,我們?cè)谄吣昙?jí)直觀地認(rèn)識(shí)了“兩條平行線的距離處處相等”.你能利用今天所學(xué)知識(shí)解釋它的道理嗎?
圖9
設(shè)計(jì)說(shuō)明:及時(shí)適度地反饋練習(xí)既有利于檢測(cè)學(xué)生學(xué)習(xí)的效果,也能讓教師發(fā)現(xiàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題,進(jìn)行有效地調(diào)整.應(yīng)給足學(xué)生思考的時(shí)間,放手讓學(xué)生獨(dú)立解決.根據(jù)學(xué)生解答情況,可揭示第2題中的方程思想;對(duì)于第4題,可將其一般化,如圖9所示,得出夾在兩條平行線間的平行線段相等.
活動(dòng)5:拓展提高
圖10
如圖10,已知平行四邊形ABCD,試用不少于兩種方法,將平行四邊形ABCD分成面積相等的兩個(gè)部分.(要求用文字簡(jiǎn)述你所設(shè)計(jì)的方法,并在所給的平行四邊形中畫(huà)圖)
設(shè)計(jì)說(shuō)明:學(xué)生思維能力的提升和優(yōu)化需我們教師落實(shí)到平時(shí)的教學(xué)中,特別是在每一節(jié)課的最后時(shí)段更需著力而為,從知識(shí)的“生長(zhǎng)點(diǎn)”與“延伸點(diǎn)”處精心設(shè)計(jì)問(wèn)題,在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和探究能力的同時(shí)訓(xùn)練與提升學(xué)生的思維品質(zhì).放手學(xué)生畫(huà)圖操作、交流設(shè)計(jì)方案,由特殊到一般進(jìn)行總結(jié):過(guò)對(duì)角線交點(diǎn)任意一條直線均將平行四邊形面積等分,再一次回歸到平行四邊形中心對(duì)稱的本質(zhì)屬性上.還可在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生思考如何將平行四邊形的面積分成相等的四個(gè)部分,將思維進(jìn)一步引向深入.
活動(dòng)6:自我小結(jié)
設(shè)計(jì)說(shuō)明:鼓勵(lì)學(xué)生暢所欲言,總結(jié)本節(jié)課的知識(shí)內(nèi)容,并交流學(xué)習(xí)的收獲與體會(huì).在此基礎(chǔ)上教師要發(fā)揮引路人的作用,適時(shí)點(diǎn)睛,完善體系,幫助學(xué)生將所學(xué)知識(shí)納入自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)之中;還要能提出新的問(wèn)題,引發(fā)學(xué)生新的思考,將思維的火苗燃燒得更為旺盛.
如:對(duì)于平行四邊形我們還要研究怎樣的知識(shí)呢?小學(xué)里還認(rèn)識(shí)了矩形、菱形、正方形,它們是平行四邊形嗎?它們與平行四邊形有何關(guān)系?它們又各自具有哪些特有的性質(zhì)呢?今后將逐一揭開(kāi)謎底.(在師生交流過(guò)程中將板書(shū)的知識(shí)框圖補(bǔ)充完整,如圖11所示)
圖11
A組:1.整理鞏固“活動(dòng)導(dǎo)學(xué)單”的內(nèi)容;
2.練習(xí)冊(cè)P36-37習(xí)題22.2(1)、(2).
B組:完成數(shù)學(xué)日記.
課題:______日期:______姓名:______
(1)本節(jié)課我掌握得最好的地方是:______;
(2)我還需要進(jìn)一步訓(xùn)練的地方是:______;
(3)對(duì)“平行四邊形的性質(zhì)”的獲取過(guò)程以及將性質(zhì)從邊、角、對(duì)角線和對(duì)稱性等角度歸類你有何感悟:______.
C組:在平面直角坐標(biāo)系中,已知平行四邊形的三個(gè)頂點(diǎn)為A(2,4),B(-1,1),C(3,1),則第四個(gè)頂點(diǎn)D的坐標(biāo)是______.
設(shè)計(jì)說(shuō)明:分層布置作業(yè),旨在關(guān)注學(xué)生的個(gè)性差異,真正保護(hù)不同層次學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的信心,使每一個(gè)學(xué)生都不同程度地獲得成功感.
本設(shè)計(jì)將需要兩個(gè)課時(shí)研究的性質(zhì)整合在一起加以探究,既體現(xiàn)了知識(shí)結(jié)構(gòu)的完整性,又凸顯了思維的有序性、層次性與發(fā)展性.開(kāi)篇在對(duì)三角形、四邊形知識(shí)梳理的基礎(chǔ)上,通過(guò)“對(duì)四邊形對(duì)邊位置關(guān)系分類”自學(xué)成果的交流與梳理,勾勒出四邊形部分學(xué)習(xí)的“藍(lán)圖”;接著引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考,完成對(duì)平行四邊形定義以及表示方法的自主建構(gòu);在探究出四條性質(zhì)之后,著力將其從四邊形基本元素的角度進(jìn)行歸類,使得新學(xué)知識(shí)易于固化和長(zhǎng)效定位;新知的應(yīng)用經(jīng)歷了學(xué)生思考、交流、展示的過(guò)程,從中所形成的經(jīng)驗(yàn)與方法附著在新知識(shí)的枝芽上顯得越發(fā)牢固;特別是“自我小結(jié)”環(huán)節(jié)中所設(shè)置的幾個(gè)發(fā)展性問(wèn)題,使知識(shí)脈絡(luò)的縱橫發(fā)展更為清晰可感.
對(duì)平行四邊形性質(zhì)探究的設(shè)計(jì)相對(duì)于教材動(dòng)了較大的手腳——放棄由觀察感知得出平行四邊形性質(zhì)的常規(guī)途徑,改為從三角形入手構(gòu)造中心對(duì)稱圖形,再由平行四邊形的中心對(duì)稱性整體得出其他性質(zhì).這種創(chuàng)新處理,固然相對(duì)于學(xué)生的直觀思維上來(lái)看有其欠缺的地方,但這種立足于數(shù)學(xué)本源性的設(shè)計(jì)對(duì)學(xué)生理性思維的發(fā)展大有裨益,彰顯著濃濃的數(shù)學(xué)味,為后續(xù)對(duì)平行四邊形判定以及特殊平行四邊形教學(xué)打開(kāi)了“一扇窗戶”,更方便學(xué)生看到多姿多彩的“春天”,也更利于學(xué)生能自主地投入到春天的懷抱中自由徜徉.
聽(tīng)了本課的一位特級(jí)教師建議筆者就平行四邊形(包括特殊平行四邊形)這部分教學(xué)開(kāi)展微科研,并以此為突破口,進(jìn)行“數(shù)學(xué)本源性知識(shí)”在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐研究,定是惠及學(xué)生福祉的善舉.誠(chéng)惶誠(chéng)恐,謹(jǐn)以拙文,拋磚引玉.