摘"要:“學(xué)為中心”的數(shù)學(xué)教學(xué)關(guān)鍵是抓住兩點(diǎn):基于學(xué)情分析,注重思想(方法)滲透(引領(lǐng))。這樣,才能讓學(xué)生想學(xué)、能學(xué)、會學(xué)?!抖噙呅蔚膬?nèi)角和》的教學(xué)重點(diǎn)是公式探索。對此,教師要引導(dǎo)學(xué)生從特殊情況四邊形、五邊形、六邊形等入手,尋找一般規(guī)律,歸納出n邊形的內(nèi)角和公式;察覺量和拼的方法的局限性,體會作平行線證的方法的困難性和轉(zhuǎn)化為三角形證的方法的優(yōu)越性;獲得從多邊形一個頂點(diǎn)、邊上一點(diǎn)和內(nèi)部一點(diǎn)出發(fā)連接其他頂點(diǎn)的分割方法,感悟數(shù)學(xué)思考的有序性。
關(guān)鍵詞:學(xué)情分析"思想滲透"多邊形的內(nèi)角和
新課改要求數(shù)學(xué)教學(xué)從“教為中心”轉(zhuǎn)到“學(xué)為中心”,從“講授—接受”方式轉(zhuǎn)到“探究—發(fā)現(xiàn)”方式,從基于教師的主觀預(yù)計和心理期待,要求學(xué)生死記硬背、機(jī)械訓(xùn)練轉(zhuǎn)到基于學(xué)生的已有經(jīng)驗和發(fā)展水平,引導(dǎo)學(xué)生主動、積極、自主、合作學(xué)習(xí),真正成為學(xué)習(xí)的主體,從而理解和掌握基本的數(shù)學(xué)知識和技能,體會和運(yùn)用基本的數(shù)學(xué)思想和方法,獲得和積累基本的數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗。
那么,“學(xué)為中心”的數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)該怎樣進(jìn)行?筆者認(rèn)為,關(guān)鍵是抓住兩點(diǎn):基于學(xué)情分析,注重思想(方法)滲透(引領(lǐng))。這樣,才能讓學(xué)生想學(xué)、能學(xué)、會學(xué)。下面以蘇科版初中數(shù)學(xué)七年級下冊第7章第5節(jié)“多邊形的內(nèi)角和與外角和”第二課時的教學(xué)為例,談一談筆者的思考。
一、總體教學(xué)設(shè)計
“多邊形的內(nèi)角和與外角和”第一課時的主要內(nèi)容是三角形內(nèi)角和定理的探索和簡單應(yīng)用。而本節(jié)課的主要內(nèi)容是多邊形內(nèi)角和公式的探索和簡單應(yīng)用。其中,公式探索是公式應(yīng)用的基礎(chǔ),蘊(yùn)含著豐富的數(shù)學(xué)思想方法與數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗,關(guān)系到公式理解的廣度與深度,因而是教學(xué)的重點(diǎn)。
基于“學(xué)為中心”的理念,我們應(yīng)讓學(xué)生積極思考、動手實踐、自主探索、合作交流,發(fā)現(xiàn)、證明從而理解、建構(gòu)多邊形內(nèi)角和公式。
在多邊形內(nèi)角和公式的探索過程中,學(xué)生因為抽象邏輯思維的局限,對于一般情況n邊形會感到無從下手。對此,教師要引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想數(shù)學(xué)中常用的從“簡單的做起”的策略,從特殊情況四邊形、五邊形、六邊形等入手,尋找一般規(guī)律,歸納出n邊形的內(nèi)角和公式。
在多邊形內(nèi)角和公式的探索過程中,學(xué)生類比三角形內(nèi)角和定理的探索方法,容易想到量、拼以及作平行線證的方法。對此,教師要引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)作平行線證的方法中蘊(yùn)含的“從未知到已知”的轉(zhuǎn)化思想,進(jìn)而想到轉(zhuǎn)化為三角形證的方法;還要讓學(xué)生嘗試不同的方法,察覺量和拼的方法的局限性,體會作平行線證的方法的困難性和轉(zhuǎn)化為三角形證的方法的優(yōu)越性。
在將多邊形轉(zhuǎn)化為三角形的過程中,尤其是在多邊形邊數(shù)比較多的情況下,學(xué)生往往是憑經(jīng)驗和直覺進(jìn)行分割的,他們說不清分割的思路、方法或注意事項,甚至可能出現(xiàn)錯誤。對此,教師要先讓學(xué)生嘗試分割,再對學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。在學(xué)生掌握了從一個頂點(diǎn)出發(fā)連對角線的分割方法后,還要引導(dǎo)學(xué)生思考其他分割方法,獲得從多邊形邊上一點(diǎn)和內(nèi)部一點(diǎn)出發(fā)連接其他頂點(diǎn)的分割方法,體會方法的本質(zhì),感悟數(shù)學(xué)思考的有序性(層次性和條理性)。
二、具體教學(xué)實施
(一)回憶舊知,引入新課
師"三角形的內(nèi)角和是多少度?你是怎么得到的?
生"(齊)180°。
生"(搶)量出來的。
生"(搶)拼出來的。
生"(搶)證出來的。
師"怎么說理的?
生"作輔助線。
生"作平行線。
生"內(nèi)錯角相等。
生"同旁內(nèi)角互補(bǔ)。
師"沒錯,可以通過作輔助線,利用平行線的性質(zhì)推理得出。這說明我們常常把新問題轉(zhuǎn)化成已經(jīng)解決的問題來解決,新知識歸結(jié)為已經(jīng)學(xué)過的知識來理解。那么,學(xué)習(xí)了三角形的內(nèi)角和后,接下來要研究什么新問題,學(xué)習(xí)什么新知識呢?
生"四邊形的內(nèi)角和。
生"五邊形的內(nèi)角和。
生"六邊形的內(nèi)角和。
師"這樣說下去說得完嗎?
生"說不完。
師"那怎么辦呢?
(學(xué)生思考。)
師"想一想我們之前經(jīng)歷過的從算術(shù)到代數(shù)的學(xué)習(xí),它們有什么區(qū)別?
生"用字母表示數(shù)。
師"這樣有什么好處?
生"可以使問題中的數(shù)量關(guān)系更簡明,更具有一般性。
師"沒錯!這就是從特殊到一般的思想。這里,我們確實要研究四邊形、五邊形、六邊形等特殊多邊形的內(nèi)角和,但最終的目的是研究一般多邊形的內(nèi)角和,用字母表示就是n邊形的內(nèi)角和。那么,應(yīng)該怎么研究呢?你有什么想法?
生"用量的方法。
生"用拼的方法。
生"用證的方法。
師"怎么證明呢?
生"作平行線?
師"這些方法都可以試一試。這里,別忘了現(xiàn)在三角形的內(nèi)角和也是已經(jīng)解決的問題和已經(jīng)學(xué)過的知識了。
生"我們可以嘗試把多邊形轉(zhuǎn)化為三角形,利用三角形內(nèi)角和定理求出多邊形的內(nèi)角和。
師"很好!有了研究方法,我們再來想一想研究過程??梢灾苯友芯縩邊形的內(nèi)角和嗎?
生"似乎有點(diǎn)困難。n邊形到底是幾邊形?我連圖都畫不出來,更別說拼和量了,轉(zhuǎn)化為三角形好像也很困難。
師"是的。所以,我們應(yīng)該從簡單的做起,先研究特殊的四邊形、五邊形、六邊形等,再尋找規(guī)律,嘗試歸納一般的n邊形的情況。
[設(shè)計意圖:“學(xué)為中心”要求以學(xué)生的已有知識、經(jīng)驗和學(xué)習(xí)需求、方式等為基礎(chǔ)展開教學(xué)。這里利用學(xué)生剛學(xué)過的“三角形的內(nèi)角和”引入,揭示其中的轉(zhuǎn)化思想,讓學(xué)生自己提出“接下來要研究什么新問題,學(xué)習(xí)什么新知識”以及“應(yīng)該怎么研究”,提醒從特殊到一般的歸納思想,從而引出本節(jié)課研究、學(xué)習(xí)的主題以及方法、過程。這樣的過程充分喚醒了學(xué)生的已有知識和經(jīng)驗,尊重了學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和方式,使教學(xué)簡單、自然,能很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和信心,讓學(xué)生體會學(xué)習(xí)的意義,感悟?qū)W習(xí)的方法。]
(二)分層探究,獲得新知
1.探究任意四邊形的內(nèi)角和。
師"我們知道長方形的內(nèi)角和為360°。那么,任意四邊形的內(nèi)角和是多少呢?
(學(xué)生獨(dú)立探索,小組交流,匯總方法。教師巡視、指導(dǎo)。)
生"量出一個四邊形的每個內(nèi)角的度數(shù),相加得360°。
生"把一個四邊形的四個內(nèi)角剪拼到一起,看出是360°。
師"量和拼的方法比較具體直觀,但是往往會產(chǎn)生誤差,而且缺乏一般性,所以不能完全讓人信服。誰是用證明的方法的?
生"我試了,作平行線證明很困難,涉及的角太多。
師"那么,能否把四邊形轉(zhuǎn)化成三角形呢?
生"連接AC,可知四邊形的內(nèi)角和為2×180°=360°。
師"沒錯,連接對角線AC,四邊形就被分割為兩個三角形了,四邊形的內(nèi)角和就被轉(zhuǎn)化為兩個三角形的內(nèi)角和了。
[設(shè)計意圖:在確定了研究過程和方法的基礎(chǔ)上,放手讓學(xué)生探索任意四邊形的內(nèi)角和。量、拼和作平行線證以及轉(zhuǎn)化為三角形證的方法都被學(xué)生嘗試了。在交流比較的基礎(chǔ)上,教師引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到前兩種方法的局限性、第三種方法的困難性以及最后一種方法的優(yōu)越性。這樣的教學(xué)充分體現(xiàn)了“學(xué)為中心”的思想:不是直接告訴學(xué)生,而是讓學(xué)生自己嘗試、體會、發(fā)現(xiàn)。]
2.探究五邊形、六邊形的內(nèi)角和。
師"你能類比剛才四邊形內(nèi)角和的求法,求出五邊形、六邊形的內(nèi)角和嗎?
(學(xué)生獨(dú)立探索,小組交流,匯總方法。教師巡視、指導(dǎo)。)
師"怎么把五邊形、六邊形轉(zhuǎn)化成三角形呢?
生 還是連接對角線。
師"怎么連接?連接幾條?
生"從同一個頂點(diǎn)出發(fā)。
生"連接過這個頂點(diǎn)的所有對角線。
師"為什么?不從同一個頂點(diǎn)出發(fā)會怎樣呢?
生"會出現(xiàn)交叉的對角線,這樣圖形就太復(fù)雜了。
師"不連接過這個頂點(diǎn)的所有對角線會怎樣呢?
生"會出現(xiàn)沒有被分割成三角形的四邊形、五邊形等,這樣圖形就有無法求內(nèi)角和的部分了。
師"很好!這些就是把多邊形分割為三角形需要注意的地方。這樣,五邊形、六邊形分別被分割成了幾個三角形?
生"五邊形被分割成了3個三角形、六邊形被分割成了4個。
師"那么,五邊形、六邊形的內(nèi)角和分別是多少呢?
生"五邊形的內(nèi)角和為3×180°=540°,六邊形的內(nèi)角和為4×180°=720°。
生"(突然舉手)老師,也可以不這樣做。
(教師期待地看著這位學(xué)生。)
生"(繼續(xù)說道)我覺得連一條對角線就行了。剛才那位同學(xué)說,不連接過這個頂點(diǎn)的所有對角線,會出現(xiàn)沒有被分割成三角形的四邊形、五邊形等,這樣圖形就有無法求內(nèi)角和的部分了。但是我覺得,這里的“無法求內(nèi)角和的部分”是相對的。比如,連一條對角線可以把五邊形分成一個三角形和一個四邊形,三角形的內(nèi)角和是知道的,而四邊形的內(nèi)角和也已經(jīng)求出來了。
師"非常好!同學(xué)們聽懂他的意思了嗎?我們之前說要把多邊形轉(zhuǎn)化為三角形,是因為我們只知道三角形的內(nèi)角和。那么,如果我們知道了四邊形的內(nèi)角和,要求五邊形的內(nèi)角和,是不是一定要把五邊形分割成三角形呢?
生"不是。可以分割成1個三角形和1個四邊形。
師"六邊形呢?
生"如果我們只知道三角形的內(nèi)角和,就分割成4個三角形;如果我們還知道四邊形的內(nèi)角和,還可以分割成2個三角形和1個四邊形,或者2個四邊形;如果我們還知道五邊形的內(nèi)角和,還可以分割成1個三角形和1個五邊形。
師"你們真棒!其實,自然數(shù)是一個一個數(shù)出來的。這里,我們可以特別關(guān)注從三角形內(nèi)角和到四邊形內(nèi)角和、從四邊形內(nèi)角和到五邊形內(nèi)角和、從五邊形內(nèi)角和到六邊形內(nèi)角和的分割方法。其中蘊(yùn)含著數(shù)學(xué)歸納法的思想,即從前一個數(shù)的情況到后一個數(shù)的情況,同學(xué)們以后會學(xué)到。
[設(shè)計意圖:在探索任意四邊形內(nèi)角和的基礎(chǔ)上,繼續(xù)放手讓學(xué)生探索五邊形、六邊形的內(nèi)角和。學(xué)生自然會重點(diǎn)嘗試轉(zhuǎn)化為三角形證的方法。五邊形、六邊形稍微有些復(fù)雜,把它們轉(zhuǎn)化為三角形的分割方法也稍微有些復(fù)雜,教師順勢引導(dǎo)學(xué)生思考分割時要注意的地方,提煉更為精細(xì)的方法。這正是“學(xué)為中心”思想的體現(xiàn):以學(xué)定教。此外,對一位學(xué)生意外生成的體現(xiàn)數(shù)學(xué)歸納法思想的轉(zhuǎn)化分割方法的處理,提升了教學(xué)的廣度和深度,也體現(xiàn)了“學(xué)為中心”的思想。]
3.探究任意多邊形的內(nèi)角和。
師"說到歸納,我們就來歸納一下。你能通過剛才求出的四邊形、五邊形、六邊形這些特殊多邊形的內(nèi)角和,歸納出n邊形這個一般多邊形的內(nèi)角和嗎?(出示表1)請你先完成前三行。
師"你看出什么規(guī)律了嗎?
生"多邊形的內(nèi)角和與多邊形的邊數(shù)有關(guān)。從四邊形的一個頂點(diǎn)出發(fā)可以連4-3=1(條)對角線,可以把四邊形分割成4-2=2(個)三角形,因此四邊形的內(nèi)角和是2×180°;從四邊形的一個定點(diǎn)出發(fā)可以連5-3=2(條)對角線,可以把五邊形分割成5-2=3(個)三角形,因此五邊形的內(nèi)角和是3×180°……
師"那么,從n邊形的一個頂點(diǎn)出發(fā),能連幾條對角線?
生"n-3。
師"能分割成幾個三角形?
生"n-2。
師"因此,n邊形的內(nèi)角和是——
生"(n-2)×180_________。
師"這里對n的取值有要求嗎?
生"n是大于或等于3的自然數(shù)。
師"好的。下面,我們再用之前提到的數(shù)學(xué)歸納法的思路,來探索并驗證一下這個結(jié)論。n邊形可以分割為1個三角形和1個n-1邊形,n-1邊形可以分為1個三角形和1個n-2邊形……這樣,分1次得到1個三角形和1個n-1邊形,分2次得到2個三角形和1個n-2邊形……分幾次得到幾個三角形和另外1個三角形?
生"分n-3次得到n-3個三角形和另外1個三角形。
師"為什么?
生"因為n-(n-3)=3。
師"很好!這時一共分出了多少個三角形?
生"n-3+1=n-2(個)。
師"那么,n邊形的內(nèi)角和是——
生"(n-2)×180______。
[設(shè)計意圖:在探索五邊形、六邊形內(nèi)角和的基礎(chǔ)上,繼續(xù)放手讓學(xué)生探索n邊形的內(nèi)角和。通過表格形式幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)規(guī)律,經(jīng)歷從特殊到一般的歸納過程。這里的探究主體還是由學(xué)生來完成,教師的提問引導(dǎo)只是幫助學(xué)生厘清推理的過程。此外,繼續(xù)利用之前意外生成的數(shù)學(xué)歸納法的思路,提升教學(xué)的廣度和深度。]
4.利用其他轉(zhuǎn)化分割方法驗證多邊形的內(nèi)角和。
師"剛才,我們是從多邊形的一個頂點(diǎn)出發(fā)連對角線,將多邊形分割成三角形的。
那么,我們還可以怎樣將多邊形分割成三角形?
(學(xué)生思考。)
師"出發(fā)的這個點(diǎn)還可以選在哪里?
生"選在一條邊上?
生"選在多邊形內(nèi)?
師"請大家試一試。
(學(xué)生獨(dú)立探索,小組交流,匯總方法。教師巡視、指導(dǎo)。)
師"請小組派代表來展示。
生"我把出發(fā)點(diǎn)選在一條邊上,得到了多邊形的內(nèi)角和。
師"這種方法將n邊形分割成幾個三角形?在計算內(nèi)角和時多了什么?如何處理?
生"將n邊形分割成n-1個三角形。在計算時多了一個平角,需要減去180_____。
生"我把出發(fā)點(diǎn)選在多邊形內(nèi),得到了多邊形的內(nèi)角和。
師"這種方法將n邊形分割成幾個三角形?在計算內(nèi)角和時多了什么?如何處理?
生"將n邊形分割成n個三角形。在計算時多了一個周角,需要減去360°。
師"很好!由此可見,數(shù)學(xué)問題的解決思路是很靈活的,而很多方法往往是殊途同歸的。大家可以比較不同分割方法的優(yōu)劣,體會其中不變的轉(zhuǎn)化思想和歸納思想。
[設(shè)計意圖:引導(dǎo)學(xué)生多角度探尋分割的方法,驗證多邊形的內(nèi)角和,拓寬學(xué)生的視野,加深學(xué)生的認(rèn)識,完善學(xué)生的知識結(jié)構(gòu);兼顧探究過程的回顧總結(jié),讓學(xué)生體會解決問題方法的多樣性、靈活性和思想的統(tǒng)一性、深刻性,發(fā)展分析問題、解決問題的能力。]
(三)運(yùn)用新知,解決問題
教師出示如下問題,讓學(xué)生用多邊形的內(nèi)角和解決:
【說一說】
1.八邊形的內(nèi)角和等于。
2.已知一個多邊形的內(nèi)角和等于2340°,它的邊數(shù)是。
3.小明在計算多邊形的內(nèi)角和時求得的度數(shù)是1000°,他的答案正確嗎?為什么?
【做一做】
4.一個多邊形各內(nèi)角都是120°,則它是幾邊形?
5.在四邊形ABCD中,∠A與∠C互補(bǔ),∠ABC、∠ADC的平分線分別交CD、AB于點(diǎn)E、F。∠1與∠2有怎樣的數(shù)量關(guān)系?為什么?
學(xué)生自主完成后,教師引導(dǎo)學(xué)生交流解決這一類問題的方法與注意點(diǎn)。
[設(shè)計意圖:“說一說”讓學(xué)生體會到利用多邊形內(nèi)角和公式可以直接解決“已知多邊形邊數(shù)求內(nèi)角和”“已知多邊形內(nèi)角和求邊數(shù)”兩類問題,并發(fā)現(xiàn)多邊形的內(nèi)角和是180°的整數(shù)倍的特征,以掌握公式的基本應(yīng)用。“做一做”
的第1題讓學(xué)生結(jié)合方程方法運(yùn)用多邊形內(nèi)角和公式,第2題讓學(xué)生結(jié)合幾何推理運(yùn)用多邊形內(nèi)角和公式,由此可以
幫助學(xué)生掌握公式的靈活運(yùn)用,學(xué)會數(shù)學(xué)地思考。]
參考文獻(xiàn):
[1] 張曉斌,付大平.落實“三教”理念,培育數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)[J].中小學(xué)教師培訓(xùn),2017(8).