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【摘要】本文笔者从不同视角研究圆的复习课教学的新模式,基于生活经验设计“破镜重圆”的生活问题,采用三段式教学层层递进复习圆的相关概念、定理和性质,通过课堂效果,反思提炼教学革新方法,融入整体建构思想,开发学生思维,让圆的知识系统化,帮助学生更好、更有效地消化吸收课堂中的难点和重点,用生活经验配合整体建构思想打造新的初三复习新模式.
【关键词】圆;三段式教学;整体建构
引言:圆是苏科版初中教材中最后学习的几何图形,学生在小学时就已经能从具体的事物中抽象出圆的形状,对圆有一定的了解.圆的知识位于苏科版九年级上册第二章内容,学生刚学习过圆的概念、与圆相关的定理和圆的一些性质,根据艾宾浩斯遗忘曲线,学生如果不及时复习,那么残留在脑海里的圆的知识会越来越少,再加之圆这一章涉及的知识点繁杂,因此圆的第一节复习课不能过多追求难度的提升.针对学生的学习现状,教师在进行教学设计时,应该略高于新课引入设置问题情境,可以充分利用知识导图,帮助学生搭建整体结构体系.因此本堂课的主旨是概念的梳理和性质、概念的总结归类.《义务教育数学课程标准(2011年版)》中提出:“数学作为对于客观现象抽象概括而逐渐形成的科学语言与工具[1]”,因此教师在整堂复习课中应该注重培养学生观察、分析、总结等基本數学素养.
一、教学设计过程
整堂课以回顾、思考本章所学知识及所体现的数学思想方法为主,并让学生用自己喜欢的方式对相关知识进行梳理,使其所学知识系统化;进一步丰富学生对“对称图形——圆”的认识,让学生能有条理地、清晰地阐明自己的观点;以培养学生归纳、反思的意识为教学目标,采用讲授法、讨论法、动手操作法等教学方法,让学生动手作图,通过观察——发现问题——提出问题——解决问题——总结方法的基本研究方式归纳圆这一章的知识点,形成完整的知识导图.
二、教学过程
采用四个板块,依次为:确定圆的条件,点与圆的位置关系,圆心角、弧、弦、圆周角之间的关系及回归本“圆”.考虑到课堂容量有限,并结合教参的教学建议,将直线与圆的位置关系这部分内容放置在复习课的第二课时.教学时以现实生活中的圆镜为“引”,层层递进,逐步引导学生构建圆的知识体系.
板块1 确定圆的条件
图1任务1:小明不慎把家里的圆形镜子打碎了,其中四块碎片如图1所示,为了配到与原来大小一样的圆形镜子,小明带到商店去的碎片可以是.
问题1:带第1块可不可以?为什么?(预设:第1块只含有圆上两个点无法确定圆心位置)
图2
图3问题2:那可以带哪块去?怎样确定圆心位置?(预设:应该带第3块,如图2所示,可以在弧CD上再取一个点P,连接PC,PD,作PC,PD的垂直平分线,即可确定圆心O,再以OC为半径即可还原圆形镜子)
问题3:上述过程利用的是“垂径定理”,涉及了圆的轴对称性,在图3中,利用圆的轴对称性还可以得到: ①CK=PK,CM=PM(对应的弦相等);②弧CK=弧KP、弧CM=弧PM(对应的弧相等);③△CKN≌△PKN、△CMN≌△PMN(对应角和边相等).
练习:①若弧CK的度数为10°,则弧PM的度数为.②若OM=13,ON=12,则CP的长为.
任务小结:利用轴对称性可以求角度,结合垂径定理可以求弦长.最终得出:要确定一个圆,除了已知圆心和半径外,不在同一直线上的三点也可以确定一个圆.
设计目的:回顾圆的定义及圆的基本组成要素:圆心定位置,半径定大小.让学生认识到不在同一直线上的三点也可以唯一确定一个圆.结合确定圆心的方法,引申出圆的轴对称性,结合圆的轴对称性找出求角度和弦长的一般方法.
板块2 点与圆的位置关系
图4任务1:在图4中,以点A为圆心,r为半径作⊙A,若B,E,F三点:①恰有一点在⊙A内,则r的范围为;②恰有两点在⊙A内,r的范围为;③恰有三点在⊙A内,则r的范围为;
任务2:若点E到⊙A上点的最近距离为4,最远距离为6,则⊙A的半径为.
小结:点与圆的位置关系通过点心距与半径的大小关系来确定,可以体现数学中数形结合的思想,任务2中体现了分类讨论的思想,可以分点E在圆内、点E在圆外来考虑.
设计目的:根据教材内容编写次序由浅入深、层层递进式复习,方便学生回顾已学的知识点.
板块3 圆心角、弧、弦、圆周角之间的关系
任务1:在图5中,弦AB=弦EF,∠AOB=∠EOF,弧AB=弧EF三个条件中,其中一个成立,另外两个条件也成立.利用中心对称性,可得△AOB≌△FOE,△BOE≌△AOF,对应的边和角均相等.
任务2:如图6所示,观察△AOB在旋转过程中,对应的弧、弦、角和形还具有等量关系吗?(预设,结论依旧成立)
图5 图6
图7练习:如图7所示,已知⊙O的半径为5,弦A′B′,EF所对的圆心角分别是∠A′OB′,∠EOF,∠A′OB′与∠EOF互补,①若弦EF=6,则弦A′B′的长为.②若∠OA′B′=30°,则∠EOF的度数为.
小结:在同圆或等圆中,如果两个圆心角、两条弧、两条弦中有一组量相等,那么它们所对应的其余各组量都分别相等.同时还可以发现直径所对的圆周角为90°,90°的圆周角所对的弦为直径;同弧所对圆周角是圆心角的一半.
设计目的:研究问题遵循从特殊到一般的步骤,在梳理知识点的同时向学生渗透思想方法.口述练习主要考查的是学生利用圆的旋转不变性解决问题的能力.
板块4 回归本“圆”
任务1:如图8,已知AB=AC=AD,∠CBD=2∠BDC,∠BAC=44°,则∠CAD的度数为.
图8
练习:若∠CAD=90°,∠ABC=∠ACB,∠ABD=∠ADB,则∠CBD=.
小结:在解题过程中,要注意隐藏的圆,简化解题过程.
设计意图:考查圆周角与圆心角的关系,同时让学生加深对圆的理解:圆是到定点距离等于定长的点的集合,让学生回归本“圆”.
课堂小结:本堂课复习了圆、圆的对称性、确定圆的条件和圆周角四节课的内容,重点复习圆周角的相关知识点,在研究问题时应追根溯“圆”.
思考题:AB是半圆的直径,图9中,点C在半圆外,图10中,点C在半圆内,请仅用无刻度的直尺按要求画图(保留作图痕迹,不写作法).
(1)在图9中,画出△ABC的三条高的交点;
(2)在图10中,畫出△ABC中AB边上的高,简要说说你的作图依据.
图9 图10 图11
小结:可以利用直径所对的圆周角等于90°,巧妙构造各边的高线.
变式:如图11所示,AB是⊙O的直径,点C在圆上,∠BAD是△ABC的一个外角,它的平分线交⊙O于点E.不使用圆规,请你仅用一把不带刻度的直尺作出∠BAC的平分线,并说说你的理由.
设计意图:引导学生灵活应用弧、圆周角、圆心角之间最基础的性质巧妙构造辅助线解决问题.
知识导图设计:
复习要回归本“圆”(源)
三、教学反思
1.引入要小步快走
课堂虽然以实际情境引入,但是起点略微拔得过高,导致后续的问题串施展不开,也不利于后面教学活动的顺利开展.“破镜重圆”固然是好事,但是对于知识记忆模糊的初三学生,过高的引入门槛会让他们望而却步.因此在这里应当降低引入门槛.教师可以充分利用数学实验手册工具,让学生动手操作.例如,让学生拿出一张圆形纸片,通过折叠的方式找到它的圆心.接下来“破镜重圆”,先把学生带入圆中,然后再逐级增加思维含量,引入时不仅要考虑学优生,还要照顾绝大多数的中等生和学困生,让他们有事可做.
2.从整体建构角度架构复习课
知识点并不是独立存在的,苏霍姆林斯基曾指出:教师要弄明白已知和未知之间的关系,因为这关系到学生掌握知识的质量及在头脑中的保持状态,同时也会有效激发学生的兴趣.教师必须让学生从整章层面去理解圆包含的基本概念、定理和性质,然后有的放矢地搭建知识体系,详略得当地处理重难点.追求现实情境引入固然重要,但是复习课更应注重的是知识的重构与组建,是知识的融会贯通.因此在这里,教师可以先抛出圆的知识导图,让学生通过练习的方式填充相应的文字和符号,这样既增加了知识的系统性,又大大提升了复习课的效率.
3.回归课本,追根溯源
书本中的练习都是经过精挑细选的,很多题目具有一定的代表性,因此复习课设计应该以书本上的简单练习为主,注重知识的回顾,又可以兼顾绝大部分学生.与此同时,教师可以在简单问题基础上进行适当变式,以检查学生的学习效果.
4.渗透核心素养
几何教学重点训练学生的观察能力和抽象能力,增强学生的几何直观.罗增儒教授指出:“数学探究活动是综合提升数学学科核心素养的载体”,因此教师在教学时,适当设置有意义的小组探究活动,有益于学生数学核心素养的养成与发展.
【参考文献】
[1]中华人民共和国教育部.义务教育数学课程标准(2011年版)[M].北京:北京师范大学出版社,2012.