☉江蘇省江陰市敔山灣實(shí)驗(yàn)學(xué)校 趙 艷
等腰三角形的性質(zhì)與判定是平面幾何教學(xué)的重點(diǎn),也是后續(xù)平面圖形學(xué)習(xí)的重要基礎(chǔ).很多教學(xué)研討多集中在等腰三角形的第1課時(shí)(側(cè)重于等腰三角形的性質(zhì),如“等邊對(duì)等角”“三線合一”等),對(duì)等腰三角形的判定開展課堂教學(xué)研討還不太多見.本文整理筆者近期開設(shè)的一節(jié)“等腰三角形的判定”的研討課,并給出教學(xué)立意的闡釋,供研討.
問題情境:如圖1,△ABC是等腰三角形,AB=AC.若它的一部分被墨水污染(如圖2),只留下底邊BC和一個(gè)底角∠C,有沒有辦法把原來的等腰三角形ABC補(bǔ)全?
教學(xué)組織:先安排學(xué)生獨(dú)立思考、作圖,然后在小組內(nèi)交流,再安排小組選代表到黑板前講解他們的典型方法.預(yù)設(shè)兩種典型畫法:
方法1:如圖3,先用量角器量出∠C的度數(shù),再以BC為一邊,B為頂點(diǎn),畫出∠B=∠C,與∠C的邊相交得到頂點(diǎn)A.
方法2:如圖4,作邊BC的垂直平分線與∠C的一邊相交得到交點(diǎn)A,連接AB,可得△ABC.
教學(xué)組織:組織學(xué)生對(duì)上述兩種方法進(jìn)行證明,通過一定的追問,展示不同的方法,比如,對(duì)于方法2,可直接根據(jù)線段垂直平分線的性質(zhì)得出AB=AC.方法1,本質(zhì)上就是“已知三角形中兩個(gè)內(nèi)角相等,則該三角形是等腰三角形”,可以作∠BAC的平分線,或者作AH⊥BC于H點(diǎn),利用三角形全等可證出AB=AC.進(jìn)一步小結(jié)歸納出“等角對(duì)等邊”的判定方法(在黑板的主板區(qū)寫出定理的文字、符號(hào)表達(dá)).
例1 如圖5,在△ABC中,∠B=∠C,點(diǎn)D、E在邊BC上,當(dāng)BD=CE時(shí),求證:AD=AE.
教學(xué)組織:學(xué)生獨(dú)立思考后,由獲得思路貫通的學(xué)生講解他們的證法,預(yù)設(shè)有兩種思路.比如,由∠B=∠C→AB=AC→△ABD △ACE→AD=AE;或者作AH⊥BC于H點(diǎn),先證△ABH △ACH→BH=CH→DH=EH→AD=AE.當(dāng)學(xué)生使用了新定理之后,注意安排追問不同學(xué)生這一步的理由“等角對(duì)等邊”,起到運(yùn)用定理、加深理解的作用.
例2 如果三角形一個(gè)外角的平分線平行于三角形的一邊,那么這個(gè)三角形是等腰三角形.
教學(xué)組織:這是一道文字命題,先讓學(xué)生想清題設(shè)是什么,結(jié)論又是什么,在此基礎(chǔ)上讓學(xué)生寫成已知、求證的形式.預(yù)設(shè)如下:
已知:如圖6,AE平分三角形ABC的外角∠DAC,且AE//BC.求證:AB=AC.
證明時(shí)要鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生將條件轉(zhuǎn)化到證出∠B=∠C,從而運(yùn)用定理“等角對(duì)等邊”實(shí)現(xiàn)問題解決.講評(píng)之后預(yù)設(shè)兩個(gè)變式問題,如下:
變式1:如圖6,△ABC中,AB=AC,AE平分外角∠DAC,求證:AE//BC.
變式2:如圖6,△ABC中,AB=AC,AE//BC,求證:AE平分外角∠DAC.
安排學(xué)生在小組內(nèi)交流證明思路,再展示各自的證明,教師點(diǎn)評(píng)時(shí),注意指出這個(gè)經(jīng)典問題解法中的“知二推一”.
小結(jié)問題:本課所學(xué)等腰三角形的判定“等角對(duì)等邊”與上節(jié)課所學(xué)等腰三角形的性質(zhì)“等邊對(duì)等角”有何關(guān)聯(lián)?
拓展問題:在上節(jié)課,我們由“等邊對(duì)等角”曾拓展研究過“大邊對(duì)大角”;反過來,現(xiàn)在我們也可思考“大角對(duì)大邊”是否也成立.如何證明?
證明預(yù)設(shè):先把問題轉(zhuǎn)化為已知、求證,再結(jié)合圖形證明.
已知:如圖7,在△ABC中,∠C>∠B.求證:AB>AC.
證明思路:考慮在較大角∠ACB內(nèi)部作∠DCB=∠B,交AB于D點(diǎn).
由“等角對(duì)等邊”得DB=DC.再把目光轉(zhuǎn)到△ACD,有AD+CD>AC,代換為AD+BD>AC,即AB>AC.問題獲證.
題1:如圖9,△ABC中,已知∠ABC=∠ACB,BI平分∠ABC,CI平分∠ACB.小明判斷圖中△ABC、△IBC都是等腰三角形.請(qǐng)判斷小明的判斷是否正確,并說明理由.
題2:如圖10,△ABC中,已知∠ABC=∠ACB,BI平分∠ABC,CI平分∠ACB,過點(diǎn)I作DE//BC分別交AB、AC于點(diǎn)D、E.求證:DE=BD+CE.
題3:如圖11,△ABC中,AB=8,AC=6,BI平分∠ABC,CI平分∠ACB,過點(diǎn)I作DE//BC分別交AB、AC于點(diǎn)D、E.求△ADE的周長(zhǎng).
設(shè)計(jì)意圖:變式題組既有效檢測(cè)了本課所學(xué)新知,同時(shí)將一組典型問題進(jìn)行了多角度的變式探究,讓學(xué)生從特殊走向一般,加深理解這類問題.
對(duì)于等腰三角形的判定教學(xué)的引入,很多老師都是基于“幾何研究基本套路”設(shè)計(jì)教學(xué)情境的,比如,將等腰三角形的性質(zhì)“等邊對(duì)等角”逆過來思考,是否存在“等角對(duì)等邊”?從而引出新知探究并證明“等角對(duì)等邊”也是真命題,歸納為判定定理.這樣的引入有幾何味道,是值得肯定的.作為同課異構(gòu),倡導(dǎo)引入方式的多樣化,我們?cè)谏厦嬲n例中給出的是基于一個(gè)問題情境驅(qū)動(dòng)引出新知的過程,兼有“激趣”和引出新知的功能,也是精心選編而成的,學(xué)生容易想出補(bǔ)圖的解決方法,在深究背后依據(jù)時(shí)引出新知(定理“等角對(duì)等邊”).
我們知道,變式教學(xué)是中國(guó)傳統(tǒng)或特色,經(jīng)由顧泠沅教授等研究者的實(shí)踐、梳理與傳播,變式教學(xué)得到廣泛運(yùn)用.本課另一個(gè)特點(diǎn)就是注意對(duì)例題的變式與拓展,以題組形式漸次呈現(xiàn)例、習(xí)題.通過對(duì)一些經(jīng)典問題的變式與拓展,追求了讓學(xué)生從做一題到會(huì)一類再到通一片的高效教學(xué)效果.當(dāng)然,對(duì)例2來說,通過對(duì)條件、結(jié)論進(jìn)行不同的置換,得出的都是真命題,這種訓(xùn)練不但對(duì)本課知識(shí)有價(jià)值,同時(shí)讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)命題的證明過程中經(jīng)常會(huì)收獲“知二推一”的解題經(jīng)驗(yàn).這方面的經(jīng)驗(yàn),將來在九年級(jí)圓的學(xué)習(xí)中會(huì)有更多的體會(huì),比如,垂徑定理及其推論,切線長(zhǎng)定理及其推論,等等.
鄭毓信教授多年來一直倡導(dǎo)“開放的數(shù)學(xué)教學(xué)”,認(rèn)為不能滿足于開放題的教學(xué),而應(yīng)該用好開放題帶動(dòng)開放的數(shù)學(xué)教學(xué)研究.我們認(rèn)為,開放的數(shù)學(xué)教學(xué)不能只是用形式上的開放題或開放式設(shè)問來體現(xiàn),更多的要體現(xiàn)開放式教學(xué)的內(nèi)涵與理念,比如,上面提到的例題的變式改編與題組呈現(xiàn)也可看成開放式教學(xué)的一種表征形式,因?yàn)樗恢皇且活}接著一題往后推進(jìn)課堂,而是基于變式理論讓題組之間關(guān)聯(lián)著,這本身就滲透著一種開放的理念,即不同的習(xí)題之間也是有某些聯(lián)系的,要善于發(fā)現(xiàn)這些試題之間的“同與不同”.另外,為了追求一定的教學(xué)深度,我們還應(yīng)該基于知識(shí)關(guān)聯(lián)適當(dāng)拓展提升,比如,上面課例在小結(jié)階段,就將“等角對(duì)等邊”拓展到“大角對(duì)大邊”的研究,而且添加恰當(dāng)?shù)妮o助線之后,又可轉(zhuǎn)化為“等角對(duì)等邊”實(shí)現(xiàn)問題轉(zhuǎn)化.