精彩點評一
2022年廣東省廣州市中考數(shù)學第25題是一道與幾何圖形面積問題有關的題。聽了王剛老師的課,受益頗多,對“一題多解促思維,一題多變提素養(yǎng)”以及新課標下的教學理念有了撥云見日的新認識。
王老師結(jié)合圖形分析,從基本方法出發(fā),總結(jié)出求線段長的方法有以下幾種:運用勾股定理計算、運用圖形的特殊性質(zhì)進行推理計算、運用三角函數(shù)計算、運三角形相似線段比例計算、建系運用兩點間距離公式計算。在第(2)問中E、F為動點,王老師從圖形角度來看,題目只有描述,沒有給出圖形,提醒要求學生自己規(guī)范畫圖是做對此題的關鍵;涉及動點問題時采用“動中取靜”的解題策略;引導學生解決問題。充分體現(xiàn)了學生為主體教師為主導的教學理念。在求不規(guī)則圖形的面積時王老師從基本方法入手,采用割補法、比例法、割補結(jié)合、比例法。在解決幾何最值問題從兩種方向突破,一是幾何變換(比如通過對稱、旋轉(zhuǎn)、平移、截取等方式構(gòu)造相似進行推理);二是代數(shù)計算(比如通過函數(shù)增減性求最值、通過不等式求最值等)。真正的體現(xiàn)了“一題多解促思維,一題多變提素養(yǎng)”的教學理念。
解題探究的過程就是一種觀察、嘗試、猜想、探索、實驗、論證、發(fā)現(xiàn)的過程,教師一定要帶領學生讀懂條件和結(jié)論,抓住題目中的條件特征、結(jié)論特征和圖形特征,從中尋找突破口。但作為教師,不僅僅是教會學生正確的答案和解題方法,更重要的是挖掘中考題的潛在功能和作用,提升教學能力。因此,在總結(jié)經(jīng)驗、掌握通式和通法的基礎上,還要引導學生結(jié)合題目的特點一題多解、一題多變、一圖多變,拓寬思路,幫助學生在變式訓練中發(fā)展思維的靈活性與發(fā)散性。“解一題,會一類,通一片”,讓學生由此及彼,并感悟出同類問題的深層結(jié)構(gòu),使得學生下次再碰到類似問題時能快速找到切人點,順利貫通思路,提升解題能力的同時,發(fā)展數(shù)學洞察力,訓練思維的深度,讓一題多解、一題多變成就精彩,讓課堂高效起來。
再次感謝張欽博士提供的多元高效的學習平臺,感謝王老師帶給我們的思維“盛宴”。
精彩點評二
2022年廣東省廣州市中考數(shù)學第25題是一道以菱形為背景幾何綜合題,涉及到三角形、四邊形、相似三角形、勾股定理、三角函數(shù)、二次函數(shù)等相關知識,需應用數(shù)形結(jié)合、函數(shù)思想、轉(zhuǎn)化思想、類比等數(shù)學基本思想方法。聆聽了王剛老師的研題,受益頗多:圍繞真正的數(shù)學問題,開展有數(shù)學含金量的教學活動,促使學生在獨立思考的過程中形成數(shù)學的思維方式,發(fā)展數(shù)學素養(yǎng):幾何直觀、模型思想、空間觀念、運算能力、推理能力等數(shù)學核心素養(yǎng)。
本題題目設計由基本圖形“菱形ABCD中,∠BAD=120°,AB=6”開始,設計(1)連結(jié)BD,求BD的長;(基礎性問題,學生輕松解答。激發(fā)學生挑戰(zhàn)心里和好奇心:下一問會解決什么問題?)設計(2)點E為線段BD上的一動點(不與點B、D重合),點F在邊AD上,且BE=√3DF.①當CE⊥AB時,求四邊形ABEF的面積;
②當四邊形ABEF的面積取得最小值時,CE+√3CF的值是否也最???如果是,求CE+√3CF的最小值;如果不是,請說明理由。問題開始爬緩坡(讀題畫圖);第①題,特殊情況(CE⊥AB)時, 求四邊形ABEF的面積,這是爬陡坡;第②題,一般情況時, 求四邊形ABEF的面積最小值,這是爬坎;當四邊形ABEF的面積取得最小值時,CE+√3CF的值是否也最小?如果是,求CE+√3CF的最小值;如果不是,請說明理由,這是登上頂峰的峭壁 ,需付出艱辛的努力。
王剛老師解題探究:引導學生讀懂條件和結(jié)論,抓住題目中的條件特征、結(jié)論特征和圖形特征,從中尋找解題入點,由淺入深,循序漸進,水到渠成,完成解題,給人行云流水、非常通透的感覺。
1、解題思路分析:“從圖形角度來看”、“從基本方法來看”,從題目的已知條件和需解決問題兩方面分析,找到解決問題突破口和解題思路。在(1)求BD的長時,運用勾股定理、圖形的特殊性質(zhì)、三角函數(shù)、三角形相似比、建系用兩點間距離公式多種方法求解,符合學生多角度思考問題的實際,同時也為后續(xù)解答打下基礎。
2、緊扣課標和教材,應用常規(guī)和常法,突破重難點。
在第(2)問中E、F為動點,題目只有描述,沒有給出圖形,王老師引導的思路分析非常到位:當CE⊥AB時規(guī)范畫圖是做對此題的關鍵;引導學生求不規(guī)則圖形的面積基本方法入手,采用割補法、比例法、割補結(jié)合。特別是應用和差法很容易突破此重點。
第(2)問中第②題在解決幾何最值問題時,王老師引導的思路分析非常精彩:本題需要分兩步解決兩個問題,第一步是求出S四ABEF的最小值,確定前提;第二步是求出CE+√3CF的最小值;然后對比二者是否匹配.
在求出S四ABEF的最小值時,設DF=n,則BE=√3n,DE=6√3?√3n,AF=6?n,把相關邊上高用含n的式子表示出來,再用含n的式子表示相關圖形面積,后根據(jù)圖形面積間數(shù)量關系得到二次函數(shù),最后由二次函數(shù)的性質(zhì)求出S四ABEF的最小值。
當四邊形ABEF的面積取得最小值時,CE+√3CF的值是否也最???王老師引導的思路分析: 1.代數(shù)法:第一想法依然是利用二次函數(shù)性質(zhì)求最值;2.幾何法:線段最值肯定繞不開“兩點之間,線段最短”,“點到直線,垂線段最短”這兩個基本定理,我們可以以此為突破口,打開思路;√3CF與BE=√3DF必有聯(lián)系,可構(gòu)造√3倍相似。其中,代數(shù)法:設DF=n,根據(jù)勾股定理和三角函數(shù)或建坐標系用含n的式子表示CE+√3CF,得到函數(shù)解析式求最小值;幾何法:構(gòu)造構(gòu)造√3倍相似,利用兩點之間線段最短求最小值。
3、在“雙減”背景下,通過 “一題多解促思維,一題多變提素養(yǎng)”,以研題促高效的落實。
解題探究的過程就是一種觀察、嘗試、猜想、探索、實驗、論證、發(fā)現(xiàn)的過程,在總結(jié)經(jīng)驗、掌握通式和通法的基礎上,還要引導學生結(jié)合題目的特點一題多解、一題多變、一圖多變,拓寬思路,幫助學生在變式訓練中進行歸納和類比,達到“解一題,會一類,通一片”的高效目的。
張博士說過:理解數(shù)學,理解學生,理解教學,理解技術(shù)。特別是,教師對“內(nèi)容所反映的數(shù)學思想方法”的理解水平?jīng)Q定了教學所能達到的水平和效果。王剛老師對研究的題目高屋建瓴把握,對教材和課標深度挖掘,行云流水的講題,令人驚嘆!我再一次體會到:理解數(shù)學,理解學生,理解教學,理解技術(shù)是教師專業(yè)發(fā)展的基石。
再次感謝張欽博士提供的學習平臺,感謝王剛老師帶給我們的精彩分享!
精彩點評三
認真學習了王老師2022年廣東省廣州市中考數(shù)學第25題的研題,收獲頗多。本題是一道圖形與幾何領域、數(shù)與代數(shù)領域相結(jié)合的綜合性大題,圖形簡潔、題干精煉,但涉及到的知識廣、方法多,綜合性強。綜合考察菱形的性質(zhì)、勾股定理、相似、三角函數(shù)、二次函數(shù)、幾何變換及最短路徑問題。綜合考察學生的運算能力、幾何推理意識、幾何直觀想象、數(shù)形結(jié)合思想及基本圖形轉(zhuǎn)化思想。
王老師結(jié)合題設條件展開理性推理,合理建立知識之間的邏輯關系,從而找到解題的出口,為我們做了非常好的示范。王老師的講解有以下四個方面值得我學習:
一、充分挖掘題干信息,厘清文字信息與圖形信息的聯(lián)系
總題干:在菱形ABCD中,∠BAD=120°,AB=6,連結(jié)BD。結(jié)合文字信息與圖形信息,三個條件:一個特殊形(菱形)、一個特殊角(120°角)、一條定長(邊為6)。
將特殊角(120°)、定長(菱形邊長為6)這兩個條件與特殊形(菱形)結(jié)合可得特殊形(△DAB為頂角為120°、腰長為6的等腰三角形)。進而從兩邊一角(AD=AB=6,∠DAB=120°)、兩角一邊(AD=6,∠DAB=120°、∠DBA=30°)兩個角度作兩類輔助線(一類是等腰三角形“三線合一”連AC、一類是鈍角三角形底邊上的高)構(gòu)造兩種直角三角形,利用勾股定理、特殊角30°所對直角邊是斜邊一半、三角函數(shù)、相似比、建系解析法五種思路解決定長BD的長。而這五中思路的核心都離不開已知“兩邊一角”或“兩角一邊”構(gòu)造直角三角形解決三角形的邊、角元素的基本圖。
進而得到特殊角(30°、60°、90°、120°角)、定長(邊長為6、對角線BD為6√3、菱形的高3√3)、定比(BD:AD=√3)、特殊三角形(含30°的直角三角形、頂角為120°的等腰三角形)。為第二問的動態(tài)問題“動中取靜”提供了較好的鋪墊。
(2)問題干:點E為線段BD上的一動點(不與點B、D重合),點F在邊AD上,且BE=√3DF.
兩動點(E在線段BD上運動、F在線段AD上運動)、一定比(BE:DF=√3)。“動中取靜”,結(jié)合第一問的結(jié)論可得定比(BD:AD=√3),兩組線段成比例(DA:BD=DF:BE=√3)可得:E、F分別在BD、AD上運動,兩點同時出發(fā)、同時到達終點,運動路程之比為定值即對角線BD與邊AD之比。
(2)問的第一個問題特殊位置(CE⊥AB)下的四邊形ABEF的面積的求法為第二個問題一般情況下四邊形ABEF面積的最值問題做方法的鋪墊。
二、綜合運用常規(guī)常法,厘清算理算法與推理的聯(lián)系
(3)問第一個問題以及第二個問題的第一步都是要解決四邊形ABEF的面積。
從解題思路而言。王老師強調(diào)作圖的重要性,給出求不規(guī)則圖形面積的求法的基本思路——割補法,三個思考方向——分割法、補全法、割補結(jié)合法。
分割法有兩個思路,思路1:連接AE.S四ABEF=S△ABE+S△AEF;思路2:連接BF,S四ABEF=S△ABF+S△BEF.其實還可以通過過E作AD//EM交AB于點M,將DF轉(zhuǎn)化為EM,則S四ABEF=S△EBM+S四AMEFB。補全法S_四ABEF=S_△ABD?S_△DEF。割補結(jié)合法:S_四ABEF=S_梯PFEG+S_△BGE?S_△APF。三類解題思路,體現(xiàn)了算理的思維層次性與多樣性。
從計算方式而言,有兩類計算方式,一類是利用已知定長作高直接求各部分圖形面積,由于底邊選擇不同、計算方式也不同,這類計算方式考察學生的運算能力。第二類將△ABD的面積當作定值作為整體,利用已求線段比,借助線段比、相似比,從比例角度將其它各部分圖形面積借助底之比、高之比轉(zhuǎn)化為用含△ABD的面積的代數(shù)式表示,體現(xiàn)了整體思想以及比例轉(zhuǎn)化思想。兩類計算方式的不同體現(xiàn)了算法背后思維的深度與廣度。
三、充分運用代幾結(jié)合,厘清代數(shù)推理與幾何變換的聯(lián)系
(2)問第二個問題中,CE+√3CF何時取最小值是本題的最后一個難點。通過前面的分析,E、F分別在DA、BD上運動,同時出發(fā)同時到達終點。CE在特殊形△CEB(CB=6,∠CBE=30°)中,CF在特殊形△CFD(CD=6,∠CDF=60°)中。通過作垂線構(gòu)造直角三角形進行代數(shù)計算或利用“垂線段最短”借助信息技術(shù)手段動畫演示,發(fā)現(xiàn)CE、CF同時取得最大值、同時取得最小值。因此,CE+√3CF何時取得最小值有兩類思路方向。第一類思路方向:當CE、CF分別取最小值時(因為CE、CF同時取最小值),CE+√3CF最小。進而得出兩種思路:構(gòu)造直角三角形代數(shù)推理計算(解三角形或建系解析法)和特殊位置(CE⊥DB、CF⊥AD)利用“垂線段最短”解決。第二類思考方向:把“CE+√3CF”當作整體。一種思路是CE不變、構(gòu)造線段長為√3CF,即作相似比√3的△CDF的相似三角形;第二種思路是CF不變,構(gòu)造線段長為√3CE,即作相似比√3的△CEB的相似三角形.
四、注重變式教學,依標依教材追溯母題來源
王老師通過題變圖不變、圖變題也變,結(jié)合教材母題對本試題從課標要求、教材要求出發(fā),深度挖掘變式。一個建議:本題是特殊形(菱形)特殊角(120°)特殊比(√3),可否對特殊形(菱形、矩形或正方形)特殊角(120°、135°)特殊比(√3、√2、2)等進行深度變式,達到多解歸一,實現(xiàn)觸類旁通。
感謝張欽博士提供的學習平臺,感謝王剛老師帶給我們的數(shù)學研題盛宴!
“數(shù)學思維的培育”是數(shù)學教學的終極目標,通過王老師的講解,我也進行了反思。希望自己在今后的課堂教學中,抓住教材母題,深度挖掘文字信息與圖形信息,從機械運算與推理角度厘清算理算法,實現(xiàn)算理算法的最優(yōu)化,運用代數(shù)問題幾何化、幾何問題代數(shù)化,從代幾結(jié)合的角度去分析代數(shù)運算中的幾何邏輯、從幾何邏輯中尋求代數(shù)推理的優(yōu)化。注重試題的變式探究,力爭讓學生“解一題、會一類、通一片”。靜下心來沉淀,向理解數(shù)學、理解學生、理解技術(shù)、理解教學的要求中孜孜不倦的改變自己的教學。
精彩點評四
通過對王老師第99講的學習,我主要得到了以下幾點收獲
一、在平時的教學過程中,要注重幾何基本圖形,解題基本方法。
幾何基本圖形包括點、直線、線段、射線、角、平行線、垂線、三角形、四邊形、圓等。在學習幾何時,需要首先掌握這些基本圖形的定義、特征和性質(zhì)。
掌握基本圖形后,需要學習相關的基本方法和技巧,如三角形的相似性質(zhì)、勾股定理、正弦定理、余弦定理等。同時,還應該掌握幾何推理和證明的方法,如假設法、反證法、對偶原理等。
為了更好地學習幾何,還需要進行大量的練習,通過實際操作和解題,加深對基本圖形和方法的理解和掌握。另外,在學習中還需注意積極思考、多角度思考,善于發(fā)現(xiàn)和運用幾何知識,提升自己的創(chuàng)造力和解決問題的能力。
二、針對基礎薄弱的同學如何提高他們的幾何解題能力。
1. 理清知識體系:幾何學是一門需要建立起嚴謹知識體系的學科,在學習的過程中需要清晰地理解不同概念與定理之間的關系。較弱的同學應該在構(gòu)建知識體系上下功夫,不要盲目攻堅,而應從簡單的逐步邁向復雜,合理安排時間,不斷鞏固。
2. 多畫圖加深理解:幾何學需要通過畫圖加深學習理解程度,較弱的同學可以多做畫圖的練習,比如畫出幾何圖形、截圖、變形,增強幾何視覺化的理解。
3. 練習解題技巧:幾何學的題目往往有著具體的解題思路和技巧,建議多練習例題和習題,掌握幾何學的解題技巧,并且多思考證明每一個例如中各個步驟的必要性。
4. 提高數(shù)學素養(yǎng):幾何學考察綜合能力整體素養(yǎng),包括代數(shù)、數(shù)論等各方面。除了純幾何的精細計算外,數(shù)學素養(yǎng)也是非常必要的,比如不等式、代數(shù)方程、函數(shù)圖像,多做類似題目,拓寬數(shù)學視野。
5. 養(yǎng)成邏輯思維:幾何學的解題實際上是運用邏輯思維進行推理,隨著對理論與知識的逐漸熟練掌握,需要注重構(gòu)建問題的邏輯框架和方法論,養(yǎng)成精確高效的解題思維,并在做題后及時反思總結(jié)。
三、幾何最值問題的解決方法。
幾何最值問題是一類比較典型的幾何優(yōu)化問題。在解決幾何最值問題時,可以采用以下基本思路:
1. 確定問題:明確所求問題,通過建立合適的幾何模型,清晰地描述問題、尋找限制條件。
2. 特殊情況:根據(jù)問題的不同,考慮特殊情況,包括平移、旋轉(zhuǎn)、反演等幾何變換,或者問題中存在等比例關系等特殊情況,利用這些特殊情況簡化問題的分析。
3. 加強限制條件:將問題中的限制條件盡可能地緊化,增加限制性,進而確定幾何形狀和大小的范圍,減少解的空間。
4. 利用面積、相似、等比等關系:將幾何形狀抽象為圖形,利用圖形的面積、相似、等比例關系等基本性質(zhì),使問題簡化,將連續(xù)、曲折的問題轉(zhuǎn)化為圖像上直線和面的運算。
5. 確定目標函數(shù):將目標量用數(shù)值進行具體化,并且把目標變量和約束條件以及問題的其他信息相互關聯(lián),確定目標函數(shù)。
需要注意的是,在解決幾何最值問題時,對能夠用到的相關幾何定理和圖形要非常熟悉,并且要注重幾何圖形的抽象、分析和歸納,以及加強數(shù)學建模和計算機輔助求解能力。
最后感謝王老師的充分準備,以及張欽博士為我們提供了這樣一個交流和進步的平臺。
個人感言
從選題而言,本次研題所選的題目是2022年廣州中考第二十五題,是一道以菱形為骨架、以數(shù)形結(jié)合為脈絡、以函數(shù)觀念為靈魂的幾何綜合題,由于我的整個研究過程是斷斷續(xù)續(xù)的,所以每一次再來整理和思考的時候都會發(fā)現(xiàn)不同的道路和新的方法。在反復研究了題目之后,我發(fā)現(xiàn)題目雖然難度不算很高,但是它覆蓋的知識、方法、思想非常廣泛,每一問給考生留的思路很開闊,可以從很多不同的方向去思考,不管是擅長幾何、還是擅長代數(shù)的考生都能較快打開局面。
從個人感受而言,本次研題對我來說可謂是:痛并快樂著。
痛,是因為對自己來說,這是一個很大的挑戰(zhàn),當初硬著頭皮報名其實也是想借此機會逼自己一把,希望以此為契機促使自己的知識和能力有所提升。在準備的過程中,隨著我不斷深入思考,就不斷發(fā)現(xiàn)自己身上的能力欠缺,就像給自己的教學能力和研究能力做了一次體檢,暴露出了自己的各種病癥。再有,每周看到其他老師的優(yōu)秀表現(xiàn),會讓自己壓力倍增,生怕自己表現(xiàn)糟糕,拉低了整個研題的檔次。再加上本學期自己私事纏身,空閑時間不多,只能抽碎片時間進行,這更讓我心中不安。
快樂,是因為在研究題目、反思教學的過程中自己解題能力、教學能力、研究能力有了顯著提升,面對壓軸題思考的廣度和深度也有所增加,自己的日常教學也因此發(fā)生著悄然的變化,對學生的輔導也變得更深入、更精準、更從容。
對我來說最難的是教學反思的部分,由于自己學習不足,一開始真的不知從何說起,所以只能一遍遍翻教材、讀課標、觀看其他老師的研題示范,才有了一點簡單的想法。由于能力所限,對于題目和教學的認識還不夠深刻,反思可能也不太準確,和之前的老師們比,差距甚遠。但是于我個人而言,本次的研題過程,對我有非常大的促進作用。
感謝張欽博士給我們提供了這樣一個研究展示的平臺,感謝本次點評的胡芳老師、譚明文老師、王超老師、許莎老師對我的建議,感謝我們五峰數(shù)學教研員雷斌老師的鼓勵,感謝黃毅老師、王勛友老師、尹文才老師、黃學芳老師對我的指導,感謝研題群中的各位老師的指點。
王剛老師簡介
王剛,五峰實驗初級中學數(shù)學教師,宜昌市卓越教育人才“千人計劃”成員,宜昌市數(shù)學學“1+1+N”學科中心組成員,五峰數(shù)學學科工作室成員。本是學文學出身,因?qū)W校工作需要,轉(zhuǎn)教數(shù)學。從教五年來,一直秉承“親其師,方能信其道”的理念,注重對學生的引導和溝通。我也一直在不斷學習,努力提升自己,爭取早日成為一名合格的數(shù)學教師。
教研參考書籍推薦
《從優(yōu)秀試題研究中領悟初中數(shù)學教學》(張欽著)
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