相似三角形的判定教學反思
人教版數學九年級下冊第27章《相似》27.2.1相似三角形的判定第1課時,建立在前一小節“圖形的相似”基礎上,學生在課前應該了解了相似的概念,以及相似多邊形定義,在學習本課之前,對于成比例線段也有一定理解,因此教學目標是類比全等三角形的判定,探索相似三角形的判定方法,即利用平行線判定相似;
平行線分線段成比例定理,通常也稱相似判定的預備定理,在本節課中非常重要,也是本節課重點之一,而利用預備定理證明相似三角形的判定定理則是本節課難點。
一、學習方法遷移
之所以要把相似三角形的判定與全等三角形的判定進行類比,是因為我們在探索三角形全等的判定方法時,也是經歷了由定義出發,三個角對應相等、三條邊對應相等的三角形,減配到只需要三個條件即可判斷全等;在相似三角形判定中,我們依然是通過前面的定義知道三個角對應相等、三條邊對應成比例的三角形,探索如何減配到更少的條件。
事實上在教材一開始,就通過“k=1”這個環節建立了全等和相似間的關系,如下圖:
所以這一部分遵循由全等到相似,是符合教材要求的教學思路。
當然方法的遷移是否成功,并不完全取決于本節課,如果在學習三角形全等的時候,對概念或定理的理解不透徹,則方法的遷移便沒有了源頭,那這個環節便會落空。
所以說,在八年級學習全等三角形判定的時候,我們究竟是教的解法還是方法,此處一試便知。
二、為什么要從平行線開始探究?
由方法遷移講到平行線分線段成比例,這個過渡非常突兀,至少在我聽過的公開課,或自已的課堂上,總感覺沒有任何關聯就直接開始探究平行線與兩條截線的問題,但事實上,平行在相似三角形判定前是有先兆的。
這一切得從學生畫圖開始,我們在前面給學生的展示相似圖形的時候,有意無意地將這些圖形“平移式”擺放,這從視覺上就得到了對應邊是平行線,因此隱約感覺這二者間存在關系。
在第29頁探究中,學生作圖非常有必要,因為涉及到后面的測量與計算,不同的學生作平行線間距不會相同,更具一般性。
按七年級學習平行線的“三線八角”方法,規定三條平行線被兩條直線所截,則直線l1和直線l2是截線,用不同顏色標注,讓學生先觀察在這兩條截線上,三條平行線構造了幾個交點,進一步觀察在每一條截線上,這些交點構成了幾條線段。
如果我們用左、右截線分別代表直線l1和l2,用圖中的位置來命名,則得到了左上線段AB、左下線段BC、左全線段AC、右上線段DE、右下線段EF、右全線段DF總共6條線段。
引導學生觀察它們的對應關系,自然就有AB與DE、BC與EF、AC與DF為三組對應線段。在左截線上先測量一組線段AB、BC,計算它們的比值,再在右截線上測量另一組線段DE、EF,計算它們的比值,由于學生測量可能存在誤差,如果貿然發問,比值相等嗎?極有可能得到不同的答案,所以不急著去公布結果,而是在學生測量并計算完畢之后,用更精確的方式——幾何畫板來進行測量與計算,從而讓學生認知到自已的測量是有誤差的,應該關注誤差背后的真相。
由于每個學生作圖的平行線間距不同,因此小組內或同桌相互交流一下結果,即可達到“任意平移l5”的目的。
探究中的最后一個問題,其實不再需要測量了,利用好第一次測量的結果,用推導的形式,可能更多一點數學味道。至此,平行線分線段成比例定理基本成型,教材在30頁給出了歸納文字,如下圖:
我們在規范書寫時,也可以讓學生養成把左截線上的線段寫等號左邊,右截線上的線段寫在等號右邊,從而更強化“對應”的理解。總體來講,我們可以得到左上:左下=右上:右下,左上:左全=右上:右全,左下:左全=右下:右全三類比例線段。如果考慮到比例性質,交換比例內項、外項,事實上得到的比例式會更多。
我們將兩條截線中的一條,例如右截線,進行平移,當它經過A點或B點時,又得到兩個新的圖形,如下圖:
這就和教材上30頁的圖27.2-3對應上了,如下圖:
在平移過程中,很容易理解其中存在的平行四邊形,因此線段DE=AG=IB,EF=GH=BJ,DF=AH=IJ,再去理解教材上的兩個圖,就簡單多了。
但始終提醒學生,我們目前得到的成比例線段,均存在于截線上,不在平行線上,給后面定理的證明埋個伏筆。
三、由平行線到三角形
將多余的線條擦掉,就得到相似三角形的兩個基本圖形,A型和X型,如下圖:
此時截線為AB和AC或它們的反向延長線。
選擇其中一個圖進行后續證明,即教材上的思考,如下圖:
教材關于這個思考的提示語其實非常重要,按這個提示的思路也是這個問題的最優解,沒有之一,若是不管不顧,確實浪費。
首先是直覺,也就是幾何直觀,去發現△ADE∽△ABC,然后通過相似的定義去證明,即證明6個條件,三個角對應相等,三條邊對應成比例,這顯然很麻煩。
注意教材上的引導“除DE外,AE、AC、BC都在△ABC的邊上,因此只需要將DE平移到BC邊上去,使得BF=DE”,如果繼續追問,為什么要將DE平移到BC邊上呢?
我們從這一點出發深入探究,前面反復強調過,成比例線段均位于兩條截線上,那么在上圖中,若以AB、AC為截線,那是無論也得不到DE這條線段的,所以我們需要轉換,讓DE和BC中的某一條成為截線,用新的平行線去截它們,這就有了構造新平行線的需求,從哪里作,過點D或過點E均可以,并不拘泥于教材。
以教材圖為例,過點E作EF∥BC,現在截線變成了BC和AC,在選擇成比例線段時,需要留意原有條件,盡可能讓關聯更順暢,已有成比例線段是AD:AB=AE:AC,對于等號右邊的AE:AC,我們在新的平行線EF∥AB所截出的線段中,可以找到AE和AC的對應線段,分別是BF和BC,于是可得AE:AC=BF:BC,最后利用平行四邊形BDEF轉換BF=DE即可。
于是得到了本節課的判定相似的第一個定理:
平行于三角形一邊的直線和其他兩邊相交,所構成的三角形與原三角形相似;
順便拓展一下,平行于三角形一邊的直線和其他兩邊的延長線相交,所構成的三角形與原三角形相似。
四、對學生的評價及反饋
在突破本節難點——定理的證明之后,對于截線的強調在學生理解為什么要作平行線起到了很大作用,前面的鋪墊快不得,學生在經歷前面的探究之后,若能理解“左上左下左全,對應的是,右上右下右全”則在定理證明中,將圖形看作是整體向左旋轉的“A”型,則立刻采用上述方式去尋找成比例線段,找到解決方法更快。
在新課標和教材中,淡化了對于比例式的變形要求,雖然沒有刻意去講,但這些比例變換本質上也是分式性質、等式性質的延伸,理解起來并不困難,在后續教學過程中,少數學生能自行領悟,不宜提出過高要求。
課堂練習選擇教材上的兩道題,如下圖:
第1題可以直接用本課前面的預備定理,AG+GD=AD,它的對應線段是BC,同時DF的對應線段是CE,over;
第2題是對判定定理的直接運用,在學生腦子里建立“平行”與“相似”間的強關聯,并計算相似比。
相似三角形的判定定理一,是后面所有判定定理的出發點,這也是我們在探究相似三角形判定方法過程中,最稱手的工具,用它能發現更多判定相似的新工具,這和我們在學習全等三角形判定時,采用的解決問題的思路如出一轍。當然,按教材要求,后面的判定定理并不要求學生去證明,但至少要懂得證明它的思路,知道該如何去想,即知道解決問題的方法。
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