“一图”揽“全局” “小菜”变“大餐”

——以八年级(上)期中几何复习为例谈阶段性复习教学

 

阶段性复习的作用在于帮助学生查漏解惑,条理知识,沟通各章节知识间的联系,掌握分析思路与解题策略,渗透思想方法,强化推理能力,提升思维水平.本文以苏科版八年级上学期期中几何复习为例,谈谈笔者根据知识间的内在联系,将一道教材基础练习题改编、变式为问题串,以此融合相关几何知识、分析策略和思想方法,以“一图”揽“全局”,变“小菜”为“大餐”,建构初中数学阶段性复习课堂的思考.

一、复习内容与目标

这是八年级第一学期的期中迎考复习课,复习内容为苏科版数学八年级上册的“全等三角形”、“轴对称图形”和“勾股定理”3章,主要知识点有全等三角形定义、判定、性质,线段、角等图形的轴对称性,等腰三角形(等边三角形)的性质、判定,勾股定理及其逆定理等.

习题原型:(苏科版教材八年级上册[1]36页第10题)如图1CDABBEAC,垂足分别是DEBECD相交于点O.如果AB=AC,那么图中有几对全等的直角三角形?试说明你的结论.








习题改编:如图1,已知AB=ACCDABBEAC,垂足分别是DEBECD相交于点O,连接AO


1)图中有几对全等三角形?试说明你的理由.

2)根据条件,你还能得到什么结论?

3)连接BC,观察图形,猜想直线AO与线段BC有何位置关系?

4)连接BC

①若BE平分ACABC是等边三角形吗?

②若∠ABE=30°ABC是什么图形?为什么?

5)若AB=5AE=3,求OD的长.

6)能否将条件中的“CDABBEAC”换成其他条件,仍有“OA平分BAC”成立?

二、教学环节呈现

【教学环节一】“题根”式置疑

师:图1中有几对全等三角形?请说明理由.

14对,其中3对直角三角形全等.

师:请同学们完成证明过程,并分别指出判定依据.

(学生从已有条件出发,结合已证的结论,分别证明图1中4对全等三角形,并梳理三角形全等的四个判定方法,教师板书全等三角形四种判定方法的符号表示.)

【点评】全等三角形的判定是本节复习课的重点之一.教者将教材原题结论的“直角三角形”换成“三角形”,问题源于教材,具有基础性、典型性、生成性和关联性,笔者称之为“题根”.课堂上从“题根”出发,通过老师引导、追问,学生思考、交流、练习,复习了全等三角形的4种判定方法,系统地梳理相关知识.与教材问题相比,所涉及的全等三角形类型更广泛、问题更具一般性.

【教学环节二】关联式追问

师:观察图形,你还能得到什么结论?

2:图中有几对相等的线段,如……;

3:图中有几组相等的角,如……;

4:根据观察,图中OA平分BAC

……

师:看来大家的发现真不少.生2、生3两位同学发现了相等的线段、相等的角,这些结论通过刚才的三角形全等就可以证明,那么OA平分BAC怎样证明?

4:只要证明以BAOCAO为对应角的两个三角形全等就行了.

师:你是怎么想到的?说说你的证明依据.

4:要证明“点OBAC的角平分线上”即要证明BAO =CAO.根据“全等三角形的性质:全等三角形的对应角相等”,所以需证明BAO ≌△CAODAO ≌△EAO

师:还有其他方法吗?

5:有.根据在角的内部,到角的两边距离相等的点在这个角的平分线上,因为 CDABBEAC,所以只要证明OD=OE即可.

师:这里为什么要加上“在角的内部”的限制条件?








5:……


师:如果不加这个限制,会出现什么情况?

5:哦,我明白了(到黑板上画图),如果点O位置如图2所示,到BAC的边ABAC的垂线段ODOE相等,但却不在BAC的内部.

(梳理知识:角平分线定理及逆定理)








师:很好,由此可见,我们研究问题时应该多问几个为什么,有时还需要从正、反两个方面思考.


师:如图3,连接BC,观察图形,猜想:直线AO与线段BC有何位置关系?请证明你的猜想,并说明证明依据.

6:从图形上看,AO垂直平分BC

7:利用问题(2)中已证的结论“AO平分BAC”,结合条件“AB=AC”,根据等腰三角形的三线合一即可说明:等腰三角形ABC顶角A的平分线AO也是底边BC的垂直平分线,即AO垂直平分BC

(梳理知识:等腰三角形的性质:“三线合一”)

8:由问题(1)中的全等三角形可得BO=CO,从而说明点OBC的垂直平分线上;由条件AB=AC可得点A也在BC的垂直平分线上,根据两点确定一条直线即可得AOBC的垂直平分线.

(梳理知识:线段垂直平分线判定定理.)

师:生7是用等腰三角形的“三线合一”证明,生8的根据是“两点确定一直线”,两位同学的方法都很好.看来,同一个问题从多角度、多思路去思考,还能让我们“脑洞”大开.

【点评】通过引导学生对“题根”提出“点OBAC的角平分线上吗”、“直线AO与线段BC有何位置关系”等关联性问题,发展学生观察联想、合情推理的能力;经历问题分析与解决过程,让学生感受到解决问题通法是回到本源——三角形的全等;通过将证明角平分线、线段垂直平分线问题向判定定理引导,让学生感受“角平分线定理”和“等腰三角形三线合一”的基本模型;通过对角平分线逆定理的限制条件“在角的内部”的辨析,让学生明晰角平分线逆定理的外延与内涵和适用条件;通过“说明依据”的方式链接相关定理,建构知识体系,让学生体验方法多样性与策略优化的思想.

【教学环节三】递进式延伸

师:连接BC,问:①若BE平分AC,问ABC是等边三角形吗?判定依据是什么?②若∠ABE=30°ABC是等边三角形吗?判定依据是什么?

9:问题①,根据线段垂直平分线的性质可得AB=BC,再结合条件AB=AC,即可知AB=AC=BC

(师由此提问等边三角形的定义判定法,同时复习线段垂直平分线的性质:线段的垂直平分线上的点到线段两端的距离相等.)

10:问题②中△ABC是等边三角形.由条件可得Rt△BDG中∠ABE=60°,又因为AB=AC,根据“有一个角等于60°的等腰三角形是等边三角形“即可.

师:由此可见:等腰三角形与等边三角形是什么关系?

生众:是一般和特殊的关系.

师:我们判定等边三角形有哪些方法?

11:三边相等;有两个角是60°;先证等腰三角形,再证明有一个角是60°

【点评】通过对“题根”给出“BE平分AC”、“∠ABE=30°”强化条件,提出“等边三角形”的递进性结论,培养学生合情推理能力;通过审题指导和方法点拨,进一步积累分析问题的经验;通过“说理”过程提高演绎推理和几何表达能力;通过辨析等腰三角形与等边三角形的关系,将特殊三角形纳入原有知识体系,体验从一般到特殊的数学思想.

【教学环节四】发散式拓展

师:在原问题中,若AB=5AE=3,求OD的长,请同学们思考一下.

11:我想到了勾股定理,将OD放到RtBDO中来求,根据已有条件易求BE=4,即BO+OD=4,在RtBDO中,BD=AB-AD=AB-AE=5-3=2

师:求到BDBO+OD又能怎么样?

11:看来不能直接求出OD的长.

12:我觉得可以间接求,对于RtBDG来说,已知一边长和另两边间的关系,设OD= OE= xBO=4-x.由勾股定理建立方程,解之即可.

师:很好,线段长度尽可能在直角三角形中运用勾股定理来求,如果没有直角三角形可以设法构造,如果不能直接求可以设未知数间接来求.那么还有其他方法吗?

13:由垂线段我想到了三角形面积公式,设OD= x利用RtABE的面积关系SABO+SAOE=SABE,建立关于OD的方程5x+3x=3×4

师:由此可见,勾股定理、三角形等积等是求线段长的有效方法,如果直接求比较困难还可以用方程间接求.








【点评】通过求线段长度的方法分析,有四方面的功能:在知识技能上,复习了勾股定理;在解题思路上,了解勾股定理、面积关系和相关定理等是线段长度计算的常用思路;在策略优化上,感受从不同视角、用不同方法表示同一图形面积,建立方程解决问题策略的简便性;在思想方法上,通过设未知数间接求几何量以渗透方程思想,将问题转化为直角三角形或三角形面积以渗透转化思想;在活动经验上,经历探究与联想过程,积累思路分析与方法优化的经验.


【教学环节五】开放式质疑

师:能否将原问题的条件“CDABBEAC”换成其他条件,仍有“OA平分BAC”成立?

14ADC=AEB

师:为什么?

14:如图4,由上面分析可知,要OA平分BAC,就要△ADO≌△AEO,由于有∠ADC=AEB,只要证AD=AEDO=EO,即要证△BDO ≌△CEO,由于可证△ABE ≌△ACD,从而∠B=C就好了.

师:看来,ABE ≌△ACD是问题解决的关键,那么还可以换成其他条件吗?

15B=C

16AD=AE

17BE=CD

师:生15、生16的条件我们课后思考,现在我们来看生17的情况,由BE=CD能得到∠ADC=AEB吗?(学生思考、讨论)

17:关键看能不能得到ABE≌△ACD

师:大家想想:△ABE与△ACD中已知的条件是什么?它们之间是什么关系?














18A是公共角、AB=ACBE=CD,它们是“两边和其中一边的对角对应相等”的关系.


师:能不能画图试试看,是什么样子?

生众:(茫然……)

师:在AB=AC的条件下,当D点确定后,如何由BE=CD确定E点呢?

18:以B为圆心、CD长为半径画弧与AC相交于点E

17:老师,我画的图中AO不平分BAC,△ABE与△ACD也不全等,这是为什么呢?(如图5

18:如图6,以B为圆心、CD长为半径画 eq \o(,EE′)AC有两个交点EE,其中ADC≠∠AEB

师:由此可见,由于“已知两边和其中一边的对角”的三角形不能确定,所以就不能判定ABE与△ACD全等,这就是为什么三角形全等的判定方法中有SASASAAASSSSHL(直角三角形)而没有SSA,现在大家明白了吗?

【点评】良好的思维品质在于:对已有结论提出质疑,发现并提出新问题及解决思路,并能不断反思、调控、优化思路.对“已知两边和其中一边所对角的三角形的不确定性”是学生易错点,也是复习难点,教师通过开放性问题的设置,引导学生借助几何直观,在思辨中澄清模糊认识,明晰、内化全等三角形的判定方法,突破了复习难点.

【教学环节六】结构式归纳

师:本节课我们复习了哪些知识?(学生归纳,教师板书,完善知识网络结构)

图形

定义

判定

性质

注意点

全等三角形

 

 

 

 

轴对称图形

线段垂直平分线

 

 

 

 

角的平分线

 

 

 

 

等腰三角形

腰与底不等

 

 

 

 

等边三角形

 

 

 

 

直角三角形

 

 

 

 

 

 

 

 

 

师:结合本节课的学习,你能和大家分享其中蕴含的思想方法吗?

19:从等腰三角形与等边三角形的关系中我领悟到了一般到特殊的数学思想;

20:从AB=5AE=3,求OD的长”中,我深切体会到方程思想在解题中的魅力.

21:在解题过程中,我们经常运用“转化”的思想方法……

【点评】这个环节通过“本节课我们复习了哪些知识”、“你能与大家一起分享其中蕴含的思想方法吗”等追问,让知识点“回笼”,完善知识网络;引导学生在具体问题情境中体会、感悟一般到特殊的数学思想.

三、阶段性复习教学的思考

不少教师有这样的纠结:数学复习课既要梳理知识,引导学生充分探究、暴露思维过程,又要具有一定的训练容量,提高解题能力,二者实难两全.笔者认为:高效复习的前提是问题的设计,而高效复习的标志是选择合理的复习路径以及课堂智慧灵动的生成.

1.关于复习题串的设计

复习课备课的重要工作之一是设计“题根”和问题串.好的“题根”具有基础性、典型性、关联性和生成性.所谓基础性,就是问题源于教材、源于基础,难度小,易完成,一般在课内前3分钟可以完成;所谓典型性,即问题能覆盖复习章节的相关知识,通过练习检查、暴露学生的疑点、盲点和易错点;所谓关联性,也就是“题根”与教材知识和生成的问题顺应知识的系统性和连贯性,利于结构化碎片知识;生成性即接下来的复习教学便于以“题根”为基础,拓展、延伸出有梯度的新问题.问题串是课堂复习成功的关键,问题串可以是对“题根”的置疑、追问与质疑,也可以是基于“题根”的变式、延伸与拓展,以此释疑解惑、条理知识、掌握方法、渗透思想、训练思维。

就本节课而言,通过对教材中一道习题的简单变式得到“题根”,以此复习根据条件用不同定理(或公理)直接判断三角形全等,梳理三角形全等的几种判定方法,体现了“题根”的基础性;通过对“题根”提出并解决“OA平分BAC吗”、“判断直线AO与线段BC的位置关系”、“若BE平分ACABE=30°时△ABC是什么形状”等问题,梳理角的平分线、线段垂直平分线、特殊三角形判定等知识,同时通过对“在角的内部”、“SSA”等问题的讨论、辨析,解决学生典型的疑难问题,正是“题根”的典型性;以“一线串珠”式的问题,关联教材内容、关联数学知识与思想方法,关联数学解题与表达能力,体现了“题根”的关联性;通过研究“题根”基础上添加条件“AB=5AE=3”生成新的问题“求OD的长”等,强化问题思路分析策略和数学的思想方法,体现了“题根”的生成性.

2.关于复习路径的选择

笔者将阶段性复习课分为“‘题根’式置疑”、“关联式追问”、“递进式延伸”、“发散式拓展”、“开放式质疑”和“结构式归纳”等6个教学环节,其路径如图7所示.

7

题根式置疑

关联式追问

递进式延伸

发散式拓展

开放式质疑

结构式归纳

“关联式追问”、“递进式延伸”和“发散式拓展”均基于“‘题根’式置疑”.“关联式追问”侧重本节课知识层面的复习与建构,进一步明确知识间的联系;引导学生对“题根”提出、解决关联性结论,让学生“说明依据的方式链接相关定理,了解相关定理的基本模型和运用条件.“递进式延伸”、“发散式拓展”则是通过对题根条件的强化(或弱化)提出并解决递进性问题,在一题多解、一题多变中体验证法多样性与策略优化,感悟“问题解决”的途径、思路和方法.

“开放式质疑”环节是引导学生就“关联式追问”、“递进式延伸”和“发散式拓展”三个环节中的结论、问题进行质疑、纠错、反思,以强化学习重点、突破学习难点、澄清学习疑点,提升思维品质.

“结构式归纳”环节是复习课的点睛之笔.一方面,在上述环节之后,教师引导学生梳理、回顾知识、方法、策略等方面,并通过框图、表格等方式将概念、定理、思想方法显性化、结构化,以此培养学生归纳、概括、提炼、表达的能力.同时留下新的疑问,使复习课余味无穷;另一方面,当堂练习,巩固复习内容,完成由“题根”延伸、拓展、质疑的问题,也可以练习相关的变式题,内容可顺势而为.需要特别指出的是:建构关知识体系、引导质疑释疑、渗透数学思想、发展思维能力作为复习课的主线,应该贯穿于各个复习环节.

3.关于复习课堂的生成

“题根”为课堂复习留下足够的生长空间,通过课堂的智慧捕捉,让问题在质疑中生成,方法在探究中积累.作为阶段性复习课,应着眼于四个方面:

1)问题从追问到质疑.本节课问题提出及思路的生成过程是从教师追问到学生质疑的过程.如本课中教师提出问题:能否将条件改变一下,结论仍然成立,学生必然会思考:如将“CDABBEAC”换成“∠ADC=AEB”行吗?将“CDABBEAC”换成AD=AEBE=CD”行吗?在改为BE=CD”时自然出现两边及一边对角对应相等的两个三角形是否全等的质疑,从而引发学生讨论,澄清学生的疑惑.再比如,教学活动不是少数优秀学生的游戏,问题(3)判断直线AO与线段BC的关系”,不是所有学生都能“明理”并有条理地表达,教者根据学情,指定其他有困惑的学生:请你再说一遍.如果能完整表达,那也是给其他学生多一次领悟的机会;反之,则能借机引导学生辨析、修正、完善,既深化认知与理解,又能提高语言表达及数学推理能力.“‘再说一遍,这个过程看似多费时间,实则是‘精彩不让滑过.这种肯定发现、引发共鸣的课堂驾驭不但激励了学生的发现,也为其他思维滞后的学生争取了听懂、理解的机会”[5],这个看似无意的重复过程,应该成为教师的教学自觉.

2)思维从封闭从开放.这里的“开放”包含三方面:一是条件的开放.如问题(6)中“如果将条件的‘CDABBEAC’去掉,你认为应该添加什么条件,仍然有‘OA平分BAC’成立?”这种条件的开放使学生的思维更加活跃;二是结论的开放.问题(4)的如果改为“若BE平分AC,你能得出什么结论?”学生经历这样的探究过程,就会增强对分析方法的感悟、对策略优化的意识;三是方法的开放.问题(5)是一道小综合题,具有一定的开放性.由于学生认识封闭,思路常局限于勾股定理因而思维受阻.因此,在学生用勾股定理后,教师追问:“还有其他方法求出该‘垂线段’的长度吗?”启发学生换一种视角思考,并比较运用两种方法的优劣,从而让学生思路更加开放.需要说明的是:方法的优劣不宜由教师下结论,因为学生的思路出发点、思考角度可能不同,别人认为简单的方法在学生个体看来可能比较困难.对学生而言,适合的方法就是好方法.

3)方式从单边到互动.教学过程应该是在教师引导下的学生自主探究的过程,而不是一问一答式的对话;是师生多边互动中不断生成的过程,而不是教师单向的灌输.教师的作用是在学生自主探究时关注、在学生思维“愤悱”时追问、在学生思路阻塞时点拨、在学生感悟方法时提炼.不同的个体可能有不同的感悟,这样既能发展不同层次学生的思维,又促进了学生间的互学互享,最后的落脚点是学生能力的提升.当然,在体现学生主体地位的同时,从来都不应否定教师的有效引导.

4)路径从固化到灵动.阶段性几何复习重在培养几何直观与演绎推理能力、图形分离和整合能力、把握本质与数学建模能力、收敛思维和发散思维能力、逻辑推理与合理表达能力.因此,复习路径不是固化的,而应该是沿着知识的基本点、交汇点、制高点波浪式前进、螺旋式上升的灵动过程.如教学环节一通过基本问题复习了全等三角形的四种判定方法,但“两边和其中一边所对角对应相等的两个三角形是否全等”的问题是学生认知的难点,如果此时引出这样的难点问题就显得唐突.教者在“开放式质疑”环节提出“将原问题条件的CDABBEAC换成其他条件,仍有OA平分BAC成立吗”,学生在前面探究经验基础上,改变条件的形式自然引出、分析问题,在高层次内化知识,无论是问题的生成与解决都比较自然顺畅.因此,复习路径的选择要视学情相机而行、动态生成,但无论怎样,置疑、生疑、质疑、释疑应该贯穿于课堂每一环节,知识建构、思想渗透、经验积累、思维训练也应该落实于复习全过程.

四、结语

阶段性数学复习课的意义不止于解决数学问题,更不是数学知识的简单重复,教师的着力点应该是学生数学能力和素养的再生长.这需要教师以教材为依托进行变式、整合,“小题”大做,通过横向联系、纵向拓展、质疑释疑,提升学生类比、联想、归纳、抽象、演绎等思维能力,从而走出复习课低效、低层次的重复教学的怪圈,这才是阶段性复习课的意义所在.

参考文献:

[1]杨裕前,董林伟.义务教育教科书.数学(八年级上册)[S].南京:江苏科学技术出版社,201411月第二版:36

[2]钱德春.源于教材的试题编制的意义[J].中国数学教育(初中),2015(7):

[3]周礼寅.数学思想方法及其渗透教学[J].课程教材研究所 人民教育出版社,2011.

[4]裴光亚.高考数学有效复习的途径[J].数学通讯(下半月),2010(5):43-49.

[5]刘东升.请你再说一遍的功能特点探讨[J].中学数学杂志(初中),2014(6):29-31