初中数学几何定理探究案例分析

时间:2021-10-17 12:06:19 浏览量:

梁笑韵

摘 要:初中数学有很多定理的教学,有些老师为了提高课堂效率,会把定理直接告知学生,学生运用所学定理去完成练习,这样看上去会比较高效,但是学生对于定理的生成过程比较陌生,容易遗忘,在实际运用中也常有困惑。我认为让学生花时间去参与定理的生成、论证是非常重要的。学生通过归纳总结,可以有效的提高学生学习数学的能力。

关键词:圆周角定理 学生讲题 能力提升

1 学生讲题案例探索(圆周角定理证明)

1、教学内容分析:本节课是在学生学习了圆、弦、弧、圆心角、圆周角等相关概念的基础上出现的,圆周角和圆心角的关系通过弧作为桥梁连接,在圆这一单元有广泛的应用。通过对圆周角定理的探讨,体验知识的形成过程,培养学生严谨的思维品质,为学生提供自主探索与交流展示的空间。

2、教学目标:理解圆周角定理,通过观察比较、发展学生的推理能力,在探索的过程中学会运用分类讨论、转化的数学思想解决问题。

3、教学过程简述

活动一:(1)请学生在纸上画一个圆,在圆上任取两点B和C,用红笔画出弧BC所对的圆心角,然后用蓝笔画出弧BC所对的圆周角,数一数能画几个圆心角、几个圆周角。

设计意图:学生只能画出一个圆心角,但可以画出无数个圆周角。这里给学生提供了一个思考的方向,既然圆心角只有一个,我们在研究圆周角的时候,可不可以把无限个圆周角转化成有限个圆心角呢,这是本定理证明的关键步骤,学生在画图中可以直观感知这一问题。

(2)请同学们把上图所画的圆周角进行分类。

设计意图:让学生通过观察这些角、找出分类的标准。有些同学看到角的分类会联想到把角分成锐角、钝角、直角,但是上图中的所有圆周角都是对着同一段弧BC,所以只有一个角度,学生也会发现按照以前所学的分类方式不合适。教师可以引导学生以圆中固定的点为参照物,观察圆周角与圆心的关系,找出圆心在角的内部,在角的外部,在角的边上这三种情况作为分类的依据。

(3)请同学们到黑板上演示,拖动圆上的点,观察圆心与圆周角的关系,因为我们画图得出的圆周角是有限的,用几何画板演示的情况会更加全面。

设计意图 :我们在学习几何元素的时候学习了点、线、角,那么用类比的思维我们在圆里面可以找到圆心、弦、圆周角和圆心角。点与直线的位置关系有两种,点在直线上,点在直线外。点与角的位置关系是点在角的内部、在角的外部、在角的边上。在此让学生明白为什么要进行分类研究,而且运用以前所学的点与角的位置关系,从而确定分类的标准,给学生明确了探究的方向。

活动二:请同学们观察图中圆周角和圆心角的关系,大胆猜想,猜想后亲自动手测量验证结论,最后用几何画板演示,根据数据的变化情况能更直观的得出两者间的数量关系。

设计意图:先让学生猜测,培养学生的几何直观能力,然后用量角器测量,培养学生动手操作的能力,最后用几何画板验证,用几何画板演示时,注意改变圆周角的顶点,改变圆心角的大小,改变圆的半径,从多个维度去验证圆周角与圆心角的关系。让学生更加全面的感知信息技术在数学验证中的完整性、准确性、便捷性,提高学生的兴趣。这样的几个步骤可以帮助培养学生探究问题思路,积累数学活动的经验。

活动三:证明一条弧所对的圆周角是它所对圆心角的一半。请同学们分组讨论,然后派代表汇报。

学生上黑版讲解第一种情况的证明思路,并書写过程,以圆为背景的题很多最后都可以转化成三角形的题目,这个证明就用到三角形的外角和定理,我们可以把这个模型归纳为小红旗模型,第二种情况就可以转化为两面小红旗的和的形式,第三种情况可以转化为两面小红旗的差的形式,三种情况的证明思路都是一致的。

设计意图:数学定理的生成只靠测量是不够的,我们也不可能把每一种情况都测量出来。所以我们还需要严谨的证明。学生通过圆周角的定理的生成过程明白了证明几何定理的一般步骤,同时理解了不同的情况需要分类的去证明,这为日后学习其它定理提供了一个范例。通过师生合作 ,让学生学会运用分类讨论的数学方法 、转化的数学思想来研究问题,从而培养学生严谨的思维能力。定理的学习需要学生更多的时间去探索,学生只有掌握了定理的来龙去脉,才能记得牢固,用的灵活,如果教师只重视结果,而轻视了过程,这只是让学生记住了定理,不利于学生思维能力的培养。在教学过程中,学生关于为什么的问题是最有价值的,所以引导学生解决为什么要这样分类是本节课的难点,教师通过类比的思想,让学生原有知识得到迁移,学生理解起来就会更加容易。

2 数学知识与数学思想相结合

数学课堂除了教给学生知识,还要教给学生方法,授之以鱼还要授之以渔,本节课的内容除了圆周角定理外同时还蕴含了多种数学方法。我们如何让学生在课堂上体现这些数学方法呢?

(1)数学中的分类讨论的思想,本节课,圆周角的分类是一个难点,学生是如何想到这个分类呢,课本是通过把圆沿直径折叠的方法,由折痕与圆周角的位置来进行分类。但笔者觉得折痕相对来说清晰度不够,学生不容易发现线与角的位置关系。所以选择让学生观察圆中不变的点(圆心),然后以圆心为参照找出分类的标准,由点与角的位置关系明确了分类的标准。

(2)数学中化归的思想,本节课的三种情况用到了三种证明方法,但三种证明方法可以化归到一种证明方法,所以课堂上要引导学生去观察,建立一个数学几何模型,然后以此来证明后面两种情况。

(3)从特殊到一般的方法,先研究问题的特殊情况,再探索并证明一般性结论。先选择一个特定的圆,找出这个圆上同弧所对的圆周角和圆心角的关系,然后再找出特殊与一般的内在联系,再把特殊情形所获得的结论应用到一般情况,从而获得问题的解决。

灵活运用数学思想是数学素质的重要体现,我们在教学的过程中要以把课本作为研究数学的材料,领悟其中的数学思想,并运用数学思想解决问题。

3 定理的学习方法

数学定理是学习数学的重要基础之一,学生深入理解数学定理、经历数学知识形成过程。数学定理的学习环节:1、了解定理的内容、通过定理能够解决什么问题。2、理解定理的含义、条件和结论。3、定理的证明和推导过程。4、熟悉定理的使用(巩固练习)。5、引申和拓展定理的应用。学生自己发现和证明的定理更容易掌握和记忆,他们才能够去运用数学定理解决问题。

暨南大学附属实验学校 (广东省广州市 510632)

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