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比例線段作為滬教版九年級(jí)第一冊(cè)“相似三角形”章節(jié)中的重要知識(shí)點(diǎn),不僅是探究相似三角形基本理論及應(yīng)用的出發(fā)點(diǎn),更是中考綜合題的高頻考點(diǎn)。本課為初三專題復(fù)習(xí)課,比例線段特別是平行線分線段成比例定理在知識(shí)內(nèi)容上困難不大。通過(guò)習(xí)題練習(xí),學(xué)生對(duì)解決含有平行線的圖形中比例線段問(wèn)題具有一定的熟練度。然而,比例線段并不作為單一考點(diǎn)出現(xiàn),常常與函數(shù)或幾何圖形相結(jié)合,許多學(xué)生感到很難找到思路,無(wú)法做到融會(huì)貫通。本文的專題教學(xué)針對(duì)以上情況,由簡(jiǎn)單圖形入手,與學(xué)生共同探索圖形的本質(zhì)結(jié)構(gòu),合理引入添加輔助線轉(zhuǎn)化問(wèn)題的思想。同時(shí)結(jié)合2020中考?jí)狠S題,并巧妙運(yùn)用變式練習(xí)讓學(xué)生在類比中得到啟發(fā),加深學(xué)生對(duì)比例線段的理解。
本堂課在兩個(gè)班進(jìn)行授課,兩個(gè)班的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)一般,解題時(shí)簡(jiǎn)單題目可以解決,但對(duì)大題有畏懼心理?!断嗨迫切巍氛鹿?jié)內(nèi)容已授課完畢,進(jìn)入本章的復(fù)習(xí)階段,“A”字型與“8”字型等基本圖形在平時(shí)授課已提及,學(xué)生對(duì)此有一定認(rèn)識(shí)和運(yùn)用,然而當(dāng)本章知識(shí)點(diǎn)與其他題目相融合,學(xué)生不易識(shí)別出基本圖形,解題較無(wú)頭緒。
知識(shí)與技能:復(fù)習(xí)鞏固平行線分線段成比例定理,并能熟練構(gòu)造“A”字型和“8”字型基本圖形處理比例線段問(wèn)題,解決綜合題中線段長(zhǎng)度以及線段之比等計(jì)算。
過(guò)程與方法:學(xué)生經(jīng)歷解決幾何或函數(shù)綜合題中含有比例線段,總結(jié)輔助線常見添法的過(guò)程,培養(yǎng)與發(fā)展學(xué)生分析和解決問(wèn)題能力,對(duì)比和概括的邏輯思維能力,體會(huì)類比、轉(zhuǎn)化、方程、分類討論等數(shù)學(xué)思想。
情感態(tài)度價(jià)值觀:學(xué)生經(jīng)歷操作、觀察、討論等數(shù)學(xué)活動(dòng),進(jìn)一步體會(huì)數(shù)學(xué)的價(jià)值以及解題過(guò)程中的思維方法,樹立解決綜合題的信心。
教學(xué)重難點(diǎn):對(duì)幾何圖形或函數(shù)中給定的條件進(jìn)行分析,添加輔助線求出比例線段相關(guān)問(wèn)題。在知識(shí)的生成過(guò)程中達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生觀察、類比的能力,確定比例線段綜合題的解決思路。
本節(jié)課在兩個(gè)班進(jìn)行了教學(xué),完成第一個(gè)班級(jí)試講后,針對(duì)課堂實(shí)際出現(xiàn)的問(wèn)題對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行了修改,之后在第二個(gè)班級(jí)完成了教學(xué)?,F(xiàn)將兩次授課中的一些片段重現(xiàn),并對(duì)此進(jìn)行反思和評(píng)析。
教法一:
(一)復(fù)習(xí)舊知,引入課題
1.平行線分線段成比例定理復(fù)習(xí)
師:課前練習(xí)1的圖中DE∥BC,請(qǐng)列出圖中所有的比例線段。
大部分學(xué)生都能回答全面。
師:大家觀察一下這兩個(gè)平行相似模型,根據(jù)圖形特征我們可以稱作什么型?
生:這兩個(gè)常見的平行相似模型,我們可以根據(jù)圖形特征稱為“A”字型與“8”字型。
2.課前練習(xí)2
師:請(qǐng)大家看課前練習(xí)2,△ABC中,AB=AC=12,AD⊥BC于點(diǎn)D,點(diǎn)E在AD上且DE=2AE,連接BE并延長(zhǎng)交AC于點(diǎn)F,則線段AF長(zhǎng)為_____。
師:線段AF為線段AC上的一段,線段AC長(zhǎng)度已知,若能求出線段AC上各線段之比,線段AF長(zhǎng)度可求。運(yùn)用什么方法可以將邊AC各段之比表示出來(lái)?
生:利用平行相似模型求線段比值。(只有少數(shù)幾個(gè)同學(xué)作答)
師:找一找圖中有基本圖形嗎?
生:沒(méi)有,需要自己構(gòu)造。
師:我們?nèi)绾翁砑虞o助線構(gòu)造基本圖形呢?
生沉默了較長(zhǎng)一段時(shí)間,考慮到時(shí)間關(guān)系,師只能先提出并演示圖4這種方法。
師:除了老師的這種方法,你還有其他構(gòu)造方法嗎?
少數(shù)學(xué)生提出可以過(guò)點(diǎn)D往另一邊作平行線,但基本沒(méi)有學(xué)生想到過(guò)其他節(jié)點(diǎn)作平行線。老師粗略地提示了其他輔助線作法后,進(jìn)入例題講解。
(二)師生互動(dòng),講解例題
1.例題1:在△ABC中,AB=AC,⊙O是△ABC的外接圓,BO的延長(zhǎng)線交邊AC于點(diǎn)D。
(1)求證:∠BAC=2∠ABD;
(2)當(dāng)△BCD是等腰三角形時(shí),求∠BCD的大??;
(3)當(dāng)AD=2,CD=3時(shí),求邊BC的長(zhǎng)。
老師分析:第(1)問(wèn)考查圓與等腰三角形的基本性質(zhì),第(2)問(wèn)需對(duì)等腰三角形情況進(jìn)行分類討論,前兩問(wèn)由學(xué)生獨(dú)立完成,老師給出了解析并評(píng)價(jià)。前兩問(wèn)上學(xué)生所花時(shí)間比預(yù)期更長(zhǎng),格式也沒(méi)有詳細(xì)地書寫與強(qiáng)調(diào)。
師:請(qǐng)大家先獨(dú)立思考完成第(3)問(wèn),給大家5分鐘的小組討論時(shí)間,同組之間交流一下不同的解法。
學(xué)生進(jìn)行討論,巡視過(guò)程中發(fā)現(xiàn)大部分小組探討并不激烈,沒(méi)有思路的情況較多,需要老師點(diǎn)撥才能動(dòng)起來(lái)。
師根據(jù)課堂情況再次提示:大家觀察一下這一問(wèn)的圖形與課前練習(xí)2的圖形有什么關(guān)聯(lián)嗎?
部分學(xué)生:這一問(wèn)就是把課前練習(xí)的三角形放到了圓當(dāng)中,圖形是類似的。
師:討論時(shí)間到,現(xiàn)在小組代表為我們解說(shuō)一下輔助線及做法。
兩個(gè)小組較為積極,匯報(bào)了多種情況。然而其余小組反應(yīng)不積極,只是聽同學(xué)匯報(bào)。
師:無(wú)論是哪種方法,根本出發(fā)點(diǎn)是什么?
生:添加平行線促成分線段成比例。
師:通常我們能構(gòu)造什么基本圖形?
生:通常是構(gòu)造“A”與“8”字型。
2.例題2:矩形ABCD的邊長(zhǎng)AD=3,AB=2,E為AB的中點(diǎn),F(xiàn)在邊BC上,且BF=2FC,AF分別與DE、DB相交于點(diǎn)M,N,求MN的長(zhǎng).
師:要求MN的長(zhǎng)度,我們可以首先通過(guò)求什么得到?
生:線段AF的長(zhǎng)度容易求,只需要知道線段AF各段之比就可以了。
師:那么我們就把問(wèn)題轉(zhuǎn)化成比例線段問(wèn)題了。圖中的矩形有什么特征?
生:矩形的對(duì)邊是互相平行的,可以構(gòu)造平行相似模型求比例線段。
師:請(qǐng)同學(xué)們?cè)趯W(xué)案上完成,一名同學(xué)展示結(jié)果。
師在巡視過(guò)程中發(fā)現(xiàn)大部分同學(xué)在輔助線添法上就被困住了,獨(dú)立完成較為困難。大部分同學(xué)基本完成后,師挑選一名同學(xué)的結(jié)果進(jìn)行多媒體展示。
師:例題2將例題1中的圖形與矩形相結(jié)合了,你能說(shuō)一說(shuō)這種類型題的解題思路嗎?
生:求線段比值或長(zhǎng)度等比例線段問(wèn)題,可以通過(guò)添加平行線構(gòu)造基本圖形。
鞏固練習(xí)與課堂小結(jié)等環(huán)節(jié)略。
教法二:
(一)復(fù)習(xí)舊知,引入課題
1.平行線分線段成比例定理復(fù)習(xí)
此部分與教法一相同。
2.課前練習(xí)2:已知:點(diǎn)E在平行四邊形ABCD的邊BC的延長(zhǎng)線上,AE交BD于點(diǎn)F,交DC于點(diǎn)G;求證:AF2=FE·FG。
3.課前練習(xí)3:已知:E是正方形ABCD的邊AB延長(zhǎng)線上的一點(diǎn),DE交BC于F,F(xiàn)G∥DC交EC于G;求證:FG= FB。
通過(guò)兩道含有平行線的簡(jiǎn)單習(xí)題,大部分學(xué)生都能運(yùn)用基本圖形解決。
師:這兩道習(xí)題中包含了什么基本圖形?
生:課前練習(xí)2中包含了“8”字型,課前練習(xí)3中包含了“A”字型。
(二)例題精講
1.例題1:△ABC中,AB=AC=12,AD⊥BC于點(diǎn)D,點(diǎn)E在AD上且DE=2AE,連接BE并延長(zhǎng)交AC于點(diǎn)F。
(1)求AF:FC的比值;(2)求AF的長(zhǎng)度。
師:線段AD與BD上各段之比已知,如何將這些比例轉(zhuǎn)化到線段AC上?
生:可以利用相似模型求出線段比值。
師:尋找一下圖中有我們常見的相似基本圖形嗎?
生:沒(méi)有,需要自己構(gòu)造。
師:如何構(gòu)造基本圖形呢?想一想我們課前練習(xí)是如何完成的?
生:課前練習(xí)的圖中都包含平行線,可以添加平行線構(gòu)成相似基本圖形。
師:我們過(guò)什么點(diǎn)作平行線比較合適?觀察圖中哪個(gè)點(diǎn)比較特殊?
生:點(diǎn)D是線段BC的中點(diǎn),過(guò)這個(gè)點(diǎn)作平行線不會(huì)破壞比例關(guān)系。
師:根據(jù)同學(xué)們的想法,老師過(guò)點(diǎn)D作BF的平行線,接下去怎么完成?
絕大多數(shù)學(xué)生都有思路,請(qǐng)一名學(xué)生進(jìn)行作答,并板書詳細(xì)過(guò)程。
師:除了這種方法,還有其他輔助線作法嗎?試一試過(guò)其他點(diǎn)作平行線可行嗎?
學(xué)生根據(jù)提示發(fā)掘出多種輔助線作法,學(xué)生交流展示思考結(jié)果,鼓勵(lì)一題多解。
2.例題2:(中考鏈接—2020中考卷25題):在△ABC中,AB=AC,⊙O是△ABC的外接圓,BO的延長(zhǎng)線交邊AC于點(diǎn)D,當(dāng)AD=2,CD=3時(shí),求邊BC的長(zhǎng)。
師:觀察例題2與例題1的圖形和條件,可以通過(guò)什么方法求出線段長(zhǎng)度?
生:例題2的圖形,就是例題1的三角形放入了圓中。仍舊可以構(gòu)造平行相似基本模型得到線段比值和長(zhǎng)度。
師:請(qǐng)大家先獨(dú)立思考,之后給大家3分鐘時(shí)間小組討論,交流不同的解法。
老師巡視完成情況,基本每名學(xué)生都能有2種及以上的方法,小組討論過(guò)程中氣氛比較熱烈。討論結(jié)束后,師代表匯報(bào)輔助線及做法,并給予肯定的評(píng)價(jià)。
師:大家的方法非常豐富,無(wú)論哪種方法,我們解決這類問(wèn)題的根本出發(fā)點(diǎn)是什么?
生:添加平行線促成分線段成比例,且通常是構(gòu)造“A”與“8”字型。
(一)教學(xué)反思
通過(guò)兩堂課的對(duì)比,不難發(fā)現(xiàn)第一堂課是失敗的,針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行修改完善之后,第二堂課才達(dá)到了一定的效果。經(jīng)過(guò)這兩節(jié)課的教學(xué),我對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)和課堂環(huán)節(jié)進(jìn)行了如下反思。
首先,第一次試講的課前引入環(huán)節(jié),只是回顧了兩個(gè)平行相似基本模型,就急于讓學(xué)生直接進(jìn)入添加輔助線的解題中,沒(méi)有過(guò)渡習(xí)題,學(xué)生很難將基本圖形與實(shí)際運(yùn)用結(jié)合到一起,間接影響到后面的上課效果與進(jìn)度。第二次授課我在課前引入中增加了兩道相關(guān)習(xí)題,讓學(xué)生逐漸進(jìn)入狀態(tài),不再是突兀地引出輔助線作法。
第二,第一次試講中的課前練習(xí)2這道習(xí)題放在引入環(huán)節(jié)中不合適,講解得太過(guò)倉(cāng)促并且不夠細(xì)致,導(dǎo)致學(xué)生聽得也稀里糊涂,無(wú)法感受這道題的意義所在。因此第二次授課時(shí),我將此題放入到例題講解中,引導(dǎo)學(xué)生充分剖析圖形,為引出“2020上海中考?jí)狠S題”解法做鋪墊。同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生不拘泥于一種解法,從交流成果中體會(huì)“一題多解”的樂(lè)趣,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和欲望。相比第一次試講,第二堂課在這道題上花了更多的時(shí)間,然而根據(jù)課堂效果來(lái)看,這道題的探索為后面的授課達(dá)到了事半功倍的效果。
第三,第二次授課時(shí)刪除了中考鏈接題中的前兩問(wèn),由于前兩問(wèn)與本堂課的重難點(diǎn)關(guān)聯(lián)不大,因此主要將重心側(cè)重于第三問(wèn)的解答中。值得注意的是,通過(guò)例題1的分析,大部分學(xué)生能馬上反應(yīng)過(guò)來(lái)例題1與例題 2的關(guān)聯(lián)性,教學(xué)過(guò)程比第一次試講更加順暢,課堂氛圍更加熱烈。
最后,第二堂課中增加了一道例題,且此題是中考鏈接題的變式練習(xí),在進(jìn)一步對(duì)比歸納,揭示解題思路的同時(shí),還引導(dǎo)學(xué)生尋找做題過(guò)程中的問(wèn)題,共同探索解題技巧,優(yōu)化做題方法,提升數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。
(二)課程價(jià)值
1.思維引導(dǎo)
數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)課是教學(xué)重要環(huán)節(jié)之一,如果只對(duì)單一習(xí)題進(jìn)行講解而不幫助學(xué)生建立知識(shí)之間的聯(lián)系,達(dá)不到在復(fù)習(xí)中吃透知識(shí)點(diǎn)并舉一反三的效果,學(xué)生在題海戰(zhàn)術(shù)中的積極性無(wú)法被調(diào)動(dòng)起來(lái),甚至?xí)?duì)綜合題產(chǎn)生畏怯心理。第二次授課的設(shè)計(jì)不急于直接引入中考?jí)狠S題,為了讓學(xué)生更好地感知比例線段與其他知識(shí)點(diǎn)整合時(shí)的解題思路,由淺入深層層遞進(jìn),從例題1的簡(jiǎn)單圖形入手,注重思維引導(dǎo)而非直接給出輔助線添法。與此同時(shí),鼓勵(lì)學(xué)生自主探索和合作交流,在互動(dòng)中體會(huì)一題多解的樂(lè)趣,真正做到“新課標(biāo)”所要求的“讓學(xué)生成為課堂的主人”。基于對(duì)基礎(chǔ)圖形的深層次分析,例題2的中考鏈接題就迎刃而解,學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)比例線段應(yīng)用中添加平行線構(gòu)造基本圖形的規(guī)律,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自信。
2.巧用變式訓(xùn)練,提高核心素養(yǎng)
第二次課時(shí)旨在通過(guò)變式練習(xí)這一有效的教學(xué)方式,讓學(xué)生掌握比例線段應(yīng)用中的數(shù)學(xué)方法以及解決問(wèn)題的策略。例題1與例題2在圖形與條件上有不變也有變,利用類比可得出結(jié)論,讓學(xué)生在“變”中總結(jié)解題方法;例題2變式以及鞏固練習(xí)將圖形與函數(shù)或幾何相結(jié)合,是比例線段與等腰三角形、勾股定理的綜合運(yùn)用,逐步把問(wèn)題引向深處。學(xué)生通過(guò)變式訓(xùn)練不僅掌握了比例線段問(wèn)題中靈活解題的方法,在探究過(guò)程中還培養(yǎng)了學(xué)生類比歸納的邏輯推理能力,核心素養(yǎng)的提升將影響學(xué)生今后學(xué)習(xí)或生活的方方面面。