内容正文:
正方形“一图一课”专题教学设计
乌市第四十四中 付成霞
以“一图一课”作为几何专题教学的主要课型,在中考复习中取得较好的效果。本节《正方形“一图一课”》的设计理念:一题多问、一问多模、多模归一,以八下教材一道母题串联正方形各类考核模型,渐次变式、拓展提升、深挖本质,实现以题悟法、以法通类,提炼模型本质。以下就是本节课的教学设计:
内容解析
很多省市连续3年的第9题,15题都出的是正方形,而且它是逐步递进的,图形越来越复杂,但是依然能够找到这些图形的自然生长点。这些题出得特别好,通过研究几何图形的生成过程,把步骤内容、思想方法整理成具有良好结构的体系,让学生从整体上把握知识系统。
本节课选题是以新疆2021年和2022年中考15题,2024年重庆9题和2025北京中考9题为依据。题目特点:1、都是借助正方形对称性和图形全等变换,利用勾股定理、相似或三角函数计算线段的长度。2、共同规律是在组合构图,重构图形,图形具有延展性。3、从思维发展历程来看,重构图比直接去拆图要更容易形成最近发展区,便于学生形成系统思维。类比此方法,学生尝试利用正方形中心对称自己重构图形,再构图形,推动数学知识的自然生长。
综上所述,本节课的教学重点是:整体梳理正方形的知识结构体系,深入研究常见几何模型,提炼模型的本质。
二、教学目标
1、会将正方形的相关知识进行结构化整理,构建知识结构体系,
2、经历完整的模型探究过程,培养学生发现、提出、分析、解决问题的能力和创新思维。
三、教学问题诊断分析
“一题一课”复习的主要目的是:加强知识联系,深化知识理解,优化知识结构,体会数学思想方法,发展数学思维。由于学生独立整理知识的经验不多,综合能力有限,难以整理出系统,简约的知识结构,而且复习中学生模型意识薄弱,研究模型的方法欠缺,模型意识的深度和广度也不够。
本节课的难点:知识体系的结构化整理和模型的深入探究。
四、教学过程设计
环节一:构建体系,再识正方形
问题1、我们以前学习了正方形的哪些内容?
问题2:习题引入 回顾方法(八下69页14题)
14. 如图,四边形ABCD是正方形,点 E 是 边 BC 的 中 点 ,∠AEF=90°,且EF交正方形外角的平分线CF 于点F. 求证: AE=EF.
(1)截长补短法证全等 (2)隐圆证等角 (3)锐角三角函数证线段相等
本题证法较多,预设以下三种种典型证明思路。1、全等证明。2、等角对等边。3、锐角三角函数。选这三种方法为后面的教学做准备,教学时注意关注学生不同的证法,然后及时往后推进,但要提醒学生还有其他证法,可以课后进一步研究。
【设计意图】通过复习,让学生从整体上把握如识体系,深化对正方形的理解。选择书本这道习题复习:一是为了后面中考题证明线段相等提供思路,二是图形也是”十字模型”,模型的研究离不开三角形,四边形和圆,紧扣本节课的主题,三是这道题学生易错。
教学预设:本题全等证明就有多种不同的方法,主要提供教材的提示就是用截长法,其他方法对学生还是很困难,果断舍弃(处理较好),一题多解不如多题一解。学生用补短法也非常好,要及时让学生展示。
环节二 基础热身 开放探究
问题1:如图1,正方形 ABCD 中,E,F 分别为边 AD,AB 上的点,CE⊥DF 相交于点 P。请根据图形(不添加条件),先在小组内交流,写出你发现的结论。
图1 图2
问题2变式练习:如图2,已知四边形ABCD是正方形,点E,F,G,H分别是AD,BC,AB,CD上的点, EF=GH,求证: EF⟂GH.
思考:有没有特殊情况使得该模型不成立?
【设计意图】通过对问题正反两个方向的思考和证明,引导学生发现问题的本质,进而抽象出数学模型,但是,所有的数学模型都有一定的阶限性,反例的探究和寻找就是为了让学生发现其局限性,知道其局限性,其中,完整的问题探究过程,不仅能向学生逐步渗透化理,数形结合等数学思想与方法,还能培养学生直观察象、数学抽象和逻辑推理等核心素养。
教学预设:学生经过初步思考,会由正方形的性质和垂直,相应得出 AE=BF、等结论;如果从四点共圆的视角,还可发现:除了正方形 ABCD 四个顶点共圆之外,还有多个共圆,分别是四边形BFPC、四边形EGFH等;再从相似的视角出发,可以发现图中的多个直角三角形都是相似的.
问题3应用模型:如图,正方形 ABCD 中,E,F 分别为边 AD,AB 上的点,CE⊥DF 相交于点 P,连结AP。若AB=4,求AP的最小值。
环节二 拾级而上 逐步深入
问题1:如图1,正方形 ABCD 中,E,F 分别为边 AD,AB 上的点,CE⊥DF 相交于点 P,连结AC,你又能得出哪些结论?
图1 图2
问题2:如图2,正方形 ABCD 中,E,F 分别为边 AD,AB 上的点,CE⊥DF 相交于点 P,连结BQ,求证BQ=DQ
【设计意图】题1设置成开放问题,通过开放式教学,通过设问“你发现了什么?让不同层次的学生都被充分卷入“问题1”中,学生独立思考一段时间之后,不同的学生有了不同的发现和结论,然后小组内安排交流、分享,最后再安排全班交流展示。
环节三、探究本质 变式拓展
问题1、如图,正方形 ABCD 中,F为AB 边上的点,E为BC延长线上的点,且DE⊥DF ,还能得到哪些结论?
(2)连结EF交AC于点M,求证FM=EM
解法1 解法2
教学预设:第(2) 问对学生比较困难,有了前面基本图形的铺垫,学生能想到用什么方法证明FM=EM,会添加相应的辅助线,但在具体证明思路上存在困难,因此用流程图的形式展示证明过程。
解法1:截长补短法构造全等。过F作BC平行线 AC对称性得到等腰直角三角形 FM=EM
解法2:三点共圆证明等角。AC对称+∆DFE等腰直角三角形
∠DAM=∠DFM=45°且共底边DM 四边形AFMD四点共圆 ∠FDM=∠FAM=45° ∠DMF=90° 等腰三角形三线合一
FM=EM
此处还用几何画板动画展示动点F运动的过程中,∠DMF始终90°,清晰的看到变中不变的量。
【设计意图】:这里环节三图形可看成环节一和环节二的组合图形,题目设计也是是前几个问题的拓展应用。第(2)问是解决下面中考15题的核心,也是难点。为分散难点,设置开放第1问,让学生充分找到基本图形,分析其性质,然后再解决第2问,学生顺势就可解决。
环节四 运用模型 直击中考
(2022新疆中考15)四边形 ABCD 是正方形,点 E 在 BC 延长线上,点 F 在 AB 上。以 D 为中心,将 顺时针旋转 90得∆DAF。连接 EF 交 DC 于 P,连接 AC 交 EF 于 Q,连接 BQ。若 ,则 BQ= ______。
解题思路: =
【设计意图】本节课想以这道题引导学生纵向深入研究该模型,有了模型意识,再利用相似、勾股定理或锐角三角函数计算线段的长度即可。学生能发现相似,但证明还存在问题,因此证明过程设计成流程图,图形变换用几何画板设置成动画演示,突破难点,然后再让学生把整个解题思路用流程图的形式写出来,重点内容板书。培养学生积累数学解题经验,培养学生的模型应用意识以及从实际问题中搜索出数学模型的能力。
教学预设:本题只要有少数学生能提出解题思路,就尽快安排他们上台分享,在这些学生讲解之后,再安排与此层次相当的学生复述,或稍弱的学生进行复述(再进一步跟进讲解),确保多数学生跟进理解。
环节五、总结提升 研究展望
小结问题:本课从正方形的一个基础图形出发,解决了很多过去就见过的数学学习题,还有不少之前没见过的,请在小组内交流:你对哪道问题印象深刻?
老师总结:正方形模型汇总
正方形中各类几何模型的核心本质:平移、对称、旋转、相似,通过前三种全等图形变换,实现边角等量转换,然后利用相似,勾股定理或三角函数计算推理。
环节六、作业布置 分层设计
1、请你仿照本节课设计一个“图形研究”,探究正方形的“中心对称性”,参考阅读教材63页《丰富多彩的正方形》
2、拓展作业,供学有余力的学生继续钻研的挑战作业:2019年新疆中考题。
环节七 板书设计
一题一课 正方形中考专题
一、基本性质:
二、线段相等的证明方法:
三、模型本质
图形变换构造全等 —— 边角等量转换 ——相似勾股三角函数计算
学科网(北京)股份有限公司
$