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明晰学段要求,践行单元教学
——以“与三角形有关的角”单元起始课为例

2018-07-31山东省泰安市泰山学院附属中学贾贞锋

中学数学杂志 2018年14期
关键词:外角度数直角三角形

☉山东省泰安市泰山学院附属中学 贾贞锋

当前不少版本的初中数学教材上关于“与三角形有关的角”的教学都安排了多个课时,并且第1课时都是安排三角形的内角和的教学,第2课时安排直角三角形两锐角互余,并由此拓展得出三角形外角的性质.根据教学实际,一般后续还会安排2节课开展与三角形的角相关的习题教学.最近我们在研习全国著名特级教师李庾南老师相关著作、文献资料时发现,李老师及其团队倡导的“三学”(即学材再建构、学法三结合、学程重生成)对一线教师的课堂教学设计与组织有着直接的指导价值.本文课例就是以“三学”为指导,整合教材,对三角形的角的教学进行教材重组,实施的“与三角形有关的角”单元教学的起始课.

一、“与三角形有关的角”单元教学起始课

教学环节(一)复习引入

引导语:前面我们刚学习了三角形的有关概念,与三角形有关的重要线段,我们也知道了三角形中两个重要元素:边和角.本节课开始,我们就来学习与三角形有关的角.

问题1:三角形共有几个内角?这些内角之间有怎样的数量关系?

预设:3个内角,它们的和为180度.接下来安排学生进行实验活动.

活动:在小学同学们就知道了三角形内角和为180度,你们也通过剪拼的方法进行了验证,请大家拿出课前准备的三角形纸板,小组合作再做一次剪拼三角形内角和为180度的实验吧!

教学组织:学生剪拼之后,安排一个小组派一个代表上台演示(如图1到图2),大家确认三角形内角和为180度之后,进入内角和定理的证明环节.

图1

图2

教学环节(二)证明定理与成果扩大

过渡:同学们刚刚回顾了小学里如何用拼图法验证三角形的内角和为180度,作为一种实验确认是可以的,但数学的特点在于不满足于实验确认和直观感知,需要走向一般进行推理证明.接下来大家画出三角形,写出已知求证,尝试证明吧,建议同学们先独立思考、证明,再在小组内交流各自的证明方法,最后我们再挑选小组代表分别上台进行全班交流.考虑到课堂时间有限,我们在课上只安排学生展示如下两种典型的证明方法(如图3,图4).

图3

图4

证明之后,教师板书三角形内角和定理及符号表示,并提醒学生三角形内角和定理揭示了三个内角之间的一个等量关系,只要知道两个角的度数,就可以求出第三个内角的度数,进一步安排学生举例,小组之间分别举例求度数.

问题2:同学们手头的直角三角板,大家研究一下,它们的角有什么数量关系?

预设:直角三角形的两个锐角互余.这里注意到直角三角板是比较特殊的三角形,但只要是一般直角三角形,都可以利用三角形内角和推出两个锐角的互余关系.教学时引导学生辨析从特殊走向一般的数学思想.

问题3:上面研究了直角三角形两个锐角互余的情况,对于数学问题的学习与研究,我们常常在原命题研究之后,还可进一步逆过来想,即思考它的逆命题.那么当一个三角形有两个内角具有怎样的数量关系时,它是直角三角形呢?

预设:学生可能会有不同的理解,比如:

三角形中两个内角互余时,第三个内角为直角;

三角形中两个内角的和恰等于第三个内角时,该三角形为直角三角形;

三角形中两个内角的差恰等于第三个内角时,该三角形为直角三角形.

当学生给出这些命题之后,教师需要追问如何证明,引导他们利用新学的三角形内角和性质进行证明.

问题4:同学在证明三角形内角和定理时,用到了图4这样的基本图形,这里涉及到三角形的外角,如∠ACF,由三角形一边的延长线与三角形一边形成的角,称为三角形的外角.大家想想,三角形的一个外角与内角之间有怎样的数量关系?

预设:一个外角与相邻的内角是互补的关系;三角形的一个外角等于和它不相邻的两个内角的和.这里学生发现之后,教师通过简要的追问,让学生说出证明思路即可,不过多展开细节,因为本课教学内容较多,教师只需及时把学生的发现整理到板书相关位置即可.

以上的问题3、问题4可以看成是对三角形内角和定理的成果扩大.

教学环节(三)例题教学

过渡:前面大家的探究成果很丰富,也举例进行了一些练习,下面老师也带来一个题组,帮助同学们巩固新知.

例题:如图5,在△ABC中,∠BAC=40°,∠B=75°.

图5

(1)求∠C的度数.

(2)设点D为边BC上一点,连接AD,当AD为△ABC高时,你能求出图形哪些角的度数?

(3)在(2)的基础上,再画另一条高CE,设它们交于点O,求∠AOC的度数.

(4)将前面所探究的两条高改成两条角平分线AD,CE,此时还能求∠AOC的度数吗?

教学组织:这一组题通过PPT渐次呈现,前一问学生解出之后安排学生讲解思路,教师引导学生参与评析,然后再呈现下一问题.其中第(4)问可以根据课堂教学时间相机呈现,如果时间偏紧,学生在解答前面的问题时用时较多,则第(4)问留作课后挑战.

教学环节(四)小结提升

课堂小结时,把黑板上一些知识内容用框架线完善起来(图6为板书示意图).

注意,板书中提到的“三角形的外角和为360°”在前面教学中没有涉及,这是安排在全课小结的一个精心设计.

图6

引出板书中三角形外角和为定值的探究问题,安排学生思考三角形的外角和为多少度?如何证明?最后形成完善的知识框架体系(在板书中补出“三角形的外角和为360°”).

我们以PPT给出著名数学家陈省身先生的一段话:“人们常说,三角形内角和等于180°,但是,这是不对的!”

老教授对这句话作了精辟的解释:说“三角形内角和为180°不对,不是说这个事实不对,而是说这种看问题的方法不对,应该说“三角形外角和是360°”!

二、教学立意的进一步阐释

(一)深刻理解教学内容,明辨学段要求,精准设定教学目标

三角形相关的角在小学阶段就学过,并且学生已经知道三角形的内角和为180度,这些都不能简单的在初中课堂上重复、空转,应当快速通过,基于深刻理解教学内容的高度,引导学生认识到实验、操作、直观获得的经验和结果,还需要进行推理证明,这也是数学的特点.基于以上认识,我们确定了本课的教学目标就是证明三角形内角和定理,并由三角形内角和性质出发,推理直角三角形两锐角互余的性质;掌握三角形外角性质与外角和为360度的性质.而考虑到教学时间的限制,例习题的教学不是本课的主要任务,所以我们只安排了一个题组进行训练,在后续教学中再进行相关的例习题训练.

(二)精心预设课堂小结,构建知识框架,相机变式拓展提升

不少老师的课堂小结以“今天我们学到了什么,掌握了什么知识或方法,你有什么经验与同学们分享?”之类的套话来小结.我们从这节课例的构思中发现,可以在小结阶段对本课所学的知识、性质或定理进行框架式的构建,完善、充实相关内容,让学生通过课堂小结知晓本课所学知识的大致框架、脉络,并且根据学情进行适当的拓展提升.比如,课堂最后,我们通过数学家陈省身先生的名言引出了外角和的性质.这种性质将对应着后续学生会学到的任意多边形的外角和为定值(一个周角).

三、写在后面

简单的内容如何教得深刻、教出新意,是值得我们认真思考的,我们关于三角形的相关角教学起始课只是一次积极的尝试,期待老师们围绕相关课题开展同课异构,丰富这个课题的课例研究.

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