内容正文:
13.3.1 三角形的内角(第1课时)教学设计
人教版数学八年级上册 第十三章 三角形
年级
八年级
学科
数学
课时数
1课时
授课教师
课题
13.3.1 三角形的内角(第1课时)——三角形的内角和
教材分析
前面几节课一直在给三角形“搭架子”——边、线段、角,一样一样立起来。这节课要交付一条压在整章底下的定理:三角形三个内角的和等于180°。
这条结论学生其实早就“听过”。小学拿三角尺量过,也拿纸片拼过,心里有一个“差不多是180°”的印象。但这节课的分量不在重复这个印象,而在于第一次把这个印象变成一句经得起追问的话:凭什么说“任意”一个三角形都成立?
要回答这一句,就得用到平行线的性质,还得往图上添一条辅助线。这是学生第一次正式接触“辅助线”——自己动手在原图上加一条线,把原本分散的三个角搬到一块儿去。这个动作是本册几何教学的一个转折点,从“看得见的几何”走向“说得清的几何”。
教材安排的测量、折叠、剪拼三种动手办法,不是为了好玩,是为了让“三个角能拼成一个平角”这件事情先变成手上的感觉。有了这个感觉,再讲怎么用平行线把它“翻译”成证明,学生才不觉得那条辅助线是天外飞来的。
学情分析
咱们班孩子对“180°”这三个字不陌生,张嘴就能说。但你要问“为什么”,十个里有八个会答“量出来的”或者“老师说的”。这说明他们脑子里装的是结论,不是理由——这正是这节课要动的地方。
动手这一块不用太担心,孩子喜欢剪剪拼拼。风险的相反面是:他们很容易把实验当成证明。三个角拼在一起正好是个平角,他们会觉得“这不就证完了吗”。我得在课上明确说清,拼图只是让人看见,并不能保证“所有”三角形都对,所以还需要一笔一笔地推。
真正的拦路虎是辅助线。为什么要在顶点那里画一条平行线?这条线跟原来的图形有什么关系?学生第一次碰上,多半是一头雾水。所以这个环节不能跳步,得先从“三个角能拼成一个平角”说起,再问“怎么用我们学过的知识达到同样的效果”,让他们自己把平行线找出来。
另外这节课的例题会用到方程,用“设一份为x”的办法处理按比例分配角度的题。设未知数这件事学生学过,但要放在几何题里用,还得带一带。
教学目标
1.能说出三角形内角和定理,会用它求三角形中未知角的度数;能处理“已知两角求第三角”“已知三个角的比或差求各角”这类问题。
2.经历测量、折叠、剪拼三次动手实验,再经历把实验“翻译”成证明的过程,初步知道辅助线的来历和用处,体会把三个角集中到一个平角里的转化思路。
3.在动手与说理交替进行的过程中,感受到“看得见”和“说得清”是两回事;愿意在结论后面追问一句“凭什么”,逐步养成讲依据的习惯。
教学重点
1.三角形内角和定理的内容与证明;
2.运用三角形内角和定理解决简单的角度计算问题。
教学难点
1.定理的证明思路——怎么利用平行线把三个内角集中成一个平角;
2.辅助线的引入及其作用的理解。
教学准备
教具:锐角、直角、钝角三角形纸片若干,量角器、剪刀、直尺,多媒体课件(内含测量、剪拼、折叠三个操作演示动画,以及情境短片《损坏的法器》)。
学具:每人一套三角形纸片、量角器、直尺、剪刀、铅笔,以及一张实验记录单。
教学过程
教师活动
学生活动
【情景导入】
先放一段短片《损坏的法器》。片子说的是一件法器被摔缺了一角,工匠看着剩下的两个角说,缺掉的那个角是多少度他能算出来。
片子放完,我停一下,问一句:“工匠凭什么敢说他能算?缺掉的这个角又没量过,他怎么知道是多少?”
学生猜了几句,说不出的居多。我把话头压住:“这个忙咱们等下就能帮上。要帮他,得先弄清楚一件事——一个三角形的三个角加起来,总共是多少度?”
【设计意图】用一个“缺了一个角怎么求”的实际问题开头,把内角和定理的用处摆在前面。孩子带着任务学,比单纯告诉他们“今天学内角和”有意思,后面用到定理时也更容易想起来。
看短片,弄清工匠遇到的问题。
思考并尝试回答:为什么工匠没量过缺掉的那个角,也能算出来。
带着“三个内角之和是多少”这个问题进入新课。
【新知探究(一) 三次动手实验】
先回顾两个旧知。问1:三角形按角可以分成哪几类?答:锐角三角形、直角三角形、钝角三角形。问2:手里的两块三角尺,三个角加起来是多少?答:30°+60°+90°=180°,45°+45°+90°=180°。
问3:“那我们能不能说,任意一个三角形的内角和都是180°?”这个问题先把“任意”两个字咬住,下面的三件事都是为它服务的。
第一件事,测量法。每人画一个任意三角形 ABC,量角器量出 ∠A、∠B、∠C,加起来填进记录单,换一个形状不一样的三角形再量一遍。填完把几个人的数据报到黑板上,看两列数字:形状差别这么大,算出来的和却都挤在180°附近。
第二件事,折叠法。把三角形的三个角依次向内折,让三个顶点重合在一点上,看折出来的样子。学生一折就发现,三个角拼起来的位置刚好成一条直线。
第三件事,剪拼法。把三个角沿着边剪下来,光剩三个角,再把它们的顶点拼到一处。课件同步播放动态演示,让看得慢的孩子跟得上。
三种办法做过之后,我带着他们比一比:测量简单、数据直观,但量具有误差,量出来往往只是接近180°,不能算作“一定等于”;剪拼看得清楚,可剪坏了就没法重来,拼的时候手一抖也会歪;折叠不破坏纸片,可以反复做,但折的时候要很准。
最后收一句:三件事都指向同一个答案——三角形的内角和就是180°,跟三角形的形状、大小都没关系。但这些都只是“看见”,要说明“所有三角形都成立”,还得有一笔一笔的推导。
【设计意图】三个实验不是走流程,而是要让孩子自己发现每种办法的“不够用”。有了这份不够用,他们才会心甘情愿地去做后面的证明。这一步不能省,也不能赶。
回忆角的分类和两块三角尺的内角和,口答答案。
在记录单上画三角形、量角度、算和,换形状再量一遍。
动手折一折、剪一剪,观察三个角拼成的图形。
比较三种办法各自方便在哪里、不靠谱在哪里。
【新知探究(二) 把实验“翻译”成证明】
承接上一环节的话头:“咱们刚才发现,三个角合起来正好是一个平角。能不能不剪不折,光靠画图和说理,达到同样的效果?”
先给一个提示性问题:“学过的知识里,哪些跟平角、跟180°有关?”学生一提就想到平行线的性质——两直线平行,同旁内角互补,还有内错角相等。
再把思路说清:“要把三个角搬到一起,就得借平行线帮忙,让另外两个角和第一个角凑成一个平角。”这句话是全课的钥匙。
在上图之前先做一个铺垫。问1:图中 ∠1 与 ∠2 有什么关系?∠3 与 ∠4 有什么关系?答:∠1 和 ∠2 是内错角,∠1=∠2;∠3 和 ∠4 是同位角,∠3=∠4。问2:直线 a 与直线 b 有什么特殊的位置关系?答:a∥b。
铺垫做完,正式给证法。
已知:如图 △ABC。求证:∠A+∠B+∠C=180°。
证法1:过点 C 作直线 l∥AB。
∵l∥AB,
∴∠A=∠1(两直线平行,内错角相等),
∠B=∠2(两直线平行,内错角相等)。
∵∠1+∠2+∠ACB=180°(平角定义),
∴∠A+∠B+∠ACB=180°。
讲完证法1,我在图上用红粉笔把那条平行线描出来,告诉他们:“这条为了证明新添上去的线,叫做辅助线,习惯上用虚线画。它不在原图里,是我们自己请来的帮手。”
接着给两条拓展证法,让学生看到“搬运”的办法不止一种。
证法2:过点 A 作 l∥BC。
∴∠C=∠1(两直线平行,内错角相等),∠B=∠2(两直线平行,内错角相等)。
∵∠2+∠1+∠BAC=180°,
∴∠B+∠C+∠BAC=180°。
证法3:过点 A 作 l∥BC。
∴∠C=∠1(两直线平行,内错角相等),
∠B+∠BAD=180°(两直线平行,同旁内角互补)。
∵∠BAD=∠BAC+∠1,
∴∠B+∠BAC+∠C=180°。
证法4(拓展):过边 BC 上一点 D 分别作 l∥AB、m∥AC,同样能把三个角集中到一个平角上,得到的结论完全一致。
讲完归纳定理:三角形三个内角的和等于180°。
【设计意图】辅助线是这节课最难交代的东西。我不直接给出这条线,而是从“三个角能拼成平角”倒推“怎么用平行线达到同样效果”,让那条线自己浮出来。孩子知道它是干什么用的,才不会觉得它是老师变戏法变出来的。
联想平行线的性质,说出学过的哪些知识与平角有关。
思考“怎么把三个角搬到一起”,跟着老师找到那条平行线。
跟随老师的板书梳理论证顺序,弄清每一步的依据。
理解辅助线的含义和画法,知道为什么用虚线。
试着说出证法2的思路,体会转化思想。
【典例分析】
例1 基础应用。
(1) 在 △ABC 中,∠B=40°,∠C=80°,则 ∠A=60°。
(2) 在 △ABC 中,∠A=80°,∠B=∠C,则 ∠B=50°。
(3) 求出下列各图形中 x 的值。答案依次为:x=70,x=60,x=30,x=50。
这里补一个常用模型:两个三角形“8”字交叉时,有 ∠A+∠B=∠C+∠D。为什么成立,用内角和减一减就知道了,不用背。
小结一句:已知两角求第三角,直接拿180°去减,没有别的花样。
例2 方程思想。
(1) 在 △ABC 中,∠A∶∠B∶∠C=2∶3∶4,求三个内角。
解:设 ∠A=2x°,∠B=3x°,∠C=4x°。
由题意得 ∠A+∠B+∠C=180°,即 2x+3x+4x=180,解得 x=20,
∴∠A=40°,∠B=60°,∠C=80°。
(2) 在 △ABC 中,∠A=∠B=∠C,求三个内角。
解:设 ∠A=x°,∠B=2x°,∠C=6x°。
由题意得 ∠A+∠B+∠C=180°,即 x+2x+6x=180,解得 x=20,
∴∠A=20°,∠B=40°,∠C=120°。
(3) 在 △ABC 中,∠A−∠B=15°,∠B−∠C=30°,求 ∠A、∠B、∠C。
解:设 ∠A=(x+60)°,∠B=(x+30)°,∠C=x°。
由题意得 ∠A+∠B+∠C=180°,即 x+60+x+30+x=180,解得 x=30,
∴∠A=90°,∠B=60°,∠C=30°。
(4) 在 △ABC 中,∠A 的度数是 ∠B 的 3 倍,∠C 比 ∠B 大 15°,求 ∠A、∠B、∠C。
解:设 ∠A=3x°,∠B=x°,∠C=(x+15)°。
由题意得 ∠A+∠B+∠C=180°,即 3x+x+(x+15)=180,解得 x=33,
∴∠A=99°,∠B=33°,∠C=48°。
四道小题摆在一起,规律很清楚:题目给的不是具体的角,而是角与角之间的关系,那就先把最小的一份设成 x,把三个角都用 x 表示出来,再用“和为180°”列方程。设 x 的时候有个小窍门——设最小的那个角,后面的式子会干净很多。
例3 综合应用(角平分线)。
如图,在 △ABC 中,∠BAC=40°,∠B=75°,AD 是 △ABC 的角平分线,求 ∠ADB 的度数。
思路先给一句:先在 △ABC 里把 ∠BAC 用掉一半,再在 △ABD 里用内角和把 ∠ADB 求出来。
解:∵∠BAC=40°,AD 是 △ABC 的角平分线,
∴。
在 △ABD 中,∠ADB=180°−∠B−∠BAD,
∴∠ADB=180°−75°−20°=85°。
这道题的图形里有两个三角形,学生常犯的错是拿 △ABC 的角往 △ABD 里直接套。提醒一句:用哪个三角形的内角和,就得看那个三角形里的三个角是什么。
例4 实际应用(方位角)。
如图是 A、B、C 三岛的平面图,C 岛在 A 岛的北偏东 50° 方向,B 岛在 A 岛的北偏东 80° 方向,C 岛在 B 岛的北偏西 40° 方向。求从 C 岛看 A、B 两岛的视角 ∠ACB 的度数。
思路引导:先把方位角翻译成图形上的角,把 ∠CAB 和 ∠ABC 求出来,再用内角和求 ∠ACB。也可以过点 C 作 AD 的平行线,用平行线的性质来算。
法一:∵∠CAB=∠BAD−∠CAD,
又 ∠BAD=80°,∠CAD=50°,∴∠CAB=80°−50°=30°。
∵AD∥BE,∴∠BAD+∠ABE=180°,
∴∠ABE=180°−∠BAD=180°−80°=100°,
∴∠ABC=∠ABE−∠EBC=100°−40°=60°。
在 △ABC 中,∠ACB=180°−∠ABC−∠CAB=180°−60°−30°=90°。
法二:由题意可得 ∠DAC=50°,∠DAB=80°,∠CBE=40°。
过点 C 作 CF∥AD。
∵CF∥AD,AD∥BE,∴CF∥BE,
∴∠BCF=∠CBE=40°,∠ACF=∠DAC=50°,
∴∠ACB=∠ACF+∠BCF=50°+40°=90°。
这一道题最要紧的是“翻译”:北偏东、北偏西这些说法,要落到图上变成具体的度数。翻译对了,后面的计算就是普通的加减法。法二还多练了一个动作——添一条平行线把角拆成两半,这也是辅助线的一种用法。
【设计意图】四道例题各有分工:例1管“直接用”,例2管“列方程”,例3管“和角平分线联动”,例4管“把生活语言翻译成图形语言”。四道题连着走一遍,定理才算真会用。
独立完成例1,口答结果,巩固基础应用。
跟着老师分析例2,学会用“设一份为x”的办法把三个角表示出来。
例3注意先分清用的是哪个三角形的内角和。
例4动手把方位角在图上标出来,再选用哪一种方法计算。
【变式训练】
1.如图,在 △ABC 中,∠A=46°,CE 是 ∠ACB 的平分线,B、C、D 在同一条直线上,FD∥EC,∠D=42°,求 ∠B 的度数。
解:∵FD∥EC,∠D=42°,∴∠BCE=∠D=42°。
∵CE 是 ∠ACB 的平分线,∴∠ACB=2∠BCE=84°。
∵∠A=46°,∴∠B=180°−∠ACB−∠A=180°−84°−46°=50°。
这道题的路是“一条线走到底”:由平行线得到 ∠BCE,由平分线得到整个 ∠ACB,最后用内角和收尾。中间没有岔路,但每一步都要写清依据。
2.如图,在 △ABC 中,∠C=∠ABC=2∠A,BD 平分 ∠ABC,求 ∠BDC 的度数。
解:∵∠C=∠ABC=2∠A,∴设 ∠A=x°,则 ∠C=∠ABC=2x°。
∵在 △ABC 中,∠A+∠ABC+∠C=180°,
∴x+2x+2x=180,解得 x=36,即 ∠ABC=∠C=72°。
∵BD 平分 ∠ABC,∴。
∴∠BDC=180°−∠DBC−∠C=180°−36°−72°=72°。
这道题要做两次“减法”:先在大三角形里把 ∠ABC、∠C 算出来,再在小三角形 △BDC 里用内角和算 ∠BDC。孩子常在这里迷糊,不知道角到底属于哪个三角形。提醒一句:算哪个角,就找它在哪个三角形里。
3.轮船从 B 处沿南偏东 30° 方向航行,在 B 处观测灯塔 A 位于南偏东 75° 方向上。轮船航行一段路程后到达点 C 处,在 C 处观测灯塔 A 位于北偏东 60° 方向上,求 ∠A 的度数。
解:根据题意画出图形,得 ∠1=∠2=30°。
∵∠ACD=60°,∴∠ACB=30°+60°=90°。
∵∠CBA=75°−30°=45°,
∴∠A=180°−∠ACB−∠CBA=180°−90°−45°=45°。
第3题比例4多绕了一个弯:题目给的方向要经过一次换算,才能变成图上 ∠CBA 的度数。这一步没有捷径,只能画图。我在黑板上先把南北方向的辅助线画好,再把已知的角一个一个标上去,学生跟着标一遍,就明白该怎么转了。
【设计意图】三道变式题测的是三种不同的能力:第1题测“顺着线索走”,第2题测“分清在哪个三角形里算”,第3题测“把方位说法翻译成角度”。做完这三道,作业里的同类题就不该再出问题了。
独立完成三道变式题,同桌互相批改。
第1题把每一步的依据写出来,尤其是平行线和角平分线那两步。
第2题先在大三角形里算出各角,再到小三角形里算 ∠BDC。
第3题先按题意画出图形,把已知的角度标上去再算。
课堂练习
1.在 △ABC 中,∠A=60°,∠B=20°,则 ∠C 的度数为( D )。
A.20° B.60° C.80° D.100°
2.如图,△ABC 平移后得到 △DEF,∠A=55°,∠B=45°,则 ∠DFE 的度数是 80°。
3.如图,在 △ABC 中,AD 平分 ∠BAC,∠B=70°,∠BAD=30°,则 ∠C 的度数为 50°。
4.一个内角为 30° 的直角三角板与两条平行线 l₁、l₂ 相交,已知 ∠1=50°,则 ∠2 的度数为 70°。
5.如图,AC 和 BD 相交于点 O,∠A=20°,∠B=40°,则 ∠C+∠D 的度数为 60°。
6.如图,在 △ABC 中,∠ABC、∠ACB 的平分线 BE、CD 相交于点 F,已知 ∠ABC=52°,∠A=60°,求 ∠BFC 的度数。
解:∵∠ABC=52°,∠A=60°,∴∠ACB=68°。
∵∠ABC、∠ACB 的平分线相交于点 F,
∴,。
∴∠BFC=180°−(∠FBC+∠FCB)=120°。
7.如图是 A、B、C 三岛的平面图,C 岛在 A 岛的北偏东 50° 方向,B 岛在 A 岛的北偏东 80° 方向,C 岛在 B 岛的北偏东 30° 方向,求从 C 岛看 A、B 两岛的视角 ∠ACB 的度数。
解:由题意,得 ∠DAC=50°,∠DAB=80°,
∴∠CAB=∠DAB−∠DAC=30°。
∵AD∥BE,∴∠DAB+∠ABE=180°,
∴∠ABE=180°−∠DAB=100°。
又∵∠CBE=30°,∴∠ABC=∠ABE+∠CBE=130°。
由三角形内角和定理,得 ∠ACB=180°−∠CAB−∠ABC=20°。
板书设计
13.3.1 三角形的内角
一、三次动手实验 三、证明思路
1.测量法 过顶点作平行线 → 把三个角集中成一个平角
2.折叠法:折成平角 (辅助线用虚线画)
3.剪拼法:拼成平角 四、应用举例
二、三角形内角和定理 例1:基础计算
三角形三个内角的和等于180° 例2:方程思想
例3:角平分线综合
例4:方位角应用
课堂小结
这节课收尾,我先做一件小事:把课开头那个“损坏的法器”的图拿出来,让全班一起算缺掉的那个角。算完再问一句:“现在知道工匠为什么敢说他能算了吧?”让学生自己说出“因为三个角的和是180°,知道两个就能求第三个”。这样开头的问题在结尾收上了,整节课就闭合了。
然后带他们把两条线理一遍。一条是“怎么知道的”——测量、折叠、剪拼,都是看;作平行线证明,才是说。看得见不等于说得清,这件事今天要记住。
另一条是“怎么用”——已知两角用减法,知关系不知具体数用方程,题里有平分线或平行线就先把它转成角的关系。
最后提醒一句:辅助线不是随便画的,画它是为了解决一个具体的问题。今天画的这条平行线,解决的是“把三个角搬到一起”。往后每添一条线,都先问问自己:我添它是为了什么?
作业布置
必做:教材 P13 练习 1、2;P16 复习巩固第 1、2、3 题。
选做:用今天学到的证明思路,自己动手把“三角形的三个内角和为180°”再证一遍,这次换一种作辅助线的办法,把过程和依据写完整。
思考题:如果把一个三角形剪成两个小三角形,两个小三角形的内角和加起来是多少?和原来那个大三角形的内角和比一比,多出来的部分在哪儿?
教学反思
这节课的实验环节比预想的顺利。学生剪纸片的时候教室里很热闹,但热闹没有跑偏——我提前把要填的记录单发下去,量完填、填完报,节奏一直扣在手上。看着黑板上几十组数据都落在180°附近,有几个孩子自己发出了“哇”的声音,这个瞬间挺值。
辅助线那一块比预计的多花了时间。本以为铺垫两个问题就能顺下来,结果还是有不少孩子问“为什么非要画这条线”。后来我临时改了个讲法——把剪拼的结果贴在黑板上,指着那三个拼起来的角问:“咱们刚才用手做到了这件事,现在要用笔做到,需要借谁的力?”这一问之后,反应就快多了。看来“从实验倒推证明”这个说法还得讲得更明确一些,下次直接把这个提问写进教案。
例2的处理我觉得还行。设一份为 x 这件事,学生并不陌生,但他们不习惯在几何题里用。我连着讲了两道,第三道就让他们自己动手,效果比全讲好。以后这类题可以再往前放一道,留更多时间给他们自己算。
问题出在时间。例4的方位角画图花了将近八分钟,变式训练第3题只讲了一半就到点了。下次考虑把例4挪到课堂练习的环节去处理,或者课前准备好一张画好方向线的图,省下画图的时间。
还有一处要改:这节课我板书上的字写得偏密,中间写证明那一段,后排的学生应该在跟着抄,抄得有点赶。以后证明过程那一段趁早写成卡片贴在黑板上,把板书的活留给关键的那几句话。
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