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[摘 要]对考题开展追本溯源有助于理解问题,发掘结论.中考几何探究题往往与教材的习题、模型、结论有着一定的关联,深入探究可显著提升解题能力,发展数学思维.文章以一道中考几何探究题为例进行考题溯源、解法探究,并开展教学反思.
[关键词]习题;几何;相似;模型;探究
教材是知识的本源,习题具有强化知识、引导方法的作用.历年的中考压轴题往往“根”源于教材习题,深入研读习题可以获得典型问题的解题思路.因此考题教学中,有必要深入探究考题,对考题进行追本溯源.下面以一道2020年中考压轴题为例进行具体探究.
一、考题呈现
评析:本题为几何探究题,以“基础巩固→尝试应用→拓展提高”的形式引导学生探究,题目所涉三个小问既相互独立又存在关联.理解“基础巩固”环节问题的结构和解法思路对于后续问题的探究极为关键.
二、考题探究
1.问题溯源
第(1)问,设定[△ABC]的[AB]边上的一点为D,与C相连后形成三个共边共角三角形:[△ABC]、[△ADC]、[△BDC].分析图形结构发现,问题源自人教版教材九年级下册第36题的习题2,其内容如下.
虽然考题与习题的条件存在差异,但本质上是一致的,图像所涉三个三角形是相似关系,以第(1)问证明为例,过程如下:
实则在该相似模型中,还可以由相似性质转化出线段之间的乘积关系,由于[△ACD?△ABC],则[ACAD=ABAC],所以[AC2=AD·AB],这也是上述考题“基础巩固”环节结论证明的思路方法.
2.问题解析
(1)参考问题溯源中习题的解析思路,要证明三线段之间的乘积关系,只需要证明[△ABC∽△ACD],该对相似三角形存在一个显著特点:含有一个公共角、一条公共边,图形结构为初中数学常见的共边共角相似模型.
(2)该问依托平行四边形构建了与(1)问相似的共边三角形,问题突破还需参考上述模型的解析思路.具体突破时可进行图形分割,[EF]将[△BCF]分割为[△BFE]和[△ECF],三者互为共边共角三角形.求[AD]的长,则可由平行四边形的性质进行等量转化,即[AD=BC],则后续只需分析[BE]、[BF]和[BC]三线段关系即可,显然可将其转化为分析[△BFE]和[△BCF]的图形关系.参考上述问题,可知只需证明两者相似.
(3)该问以菱形为背景,求菱形的边长,根据上述问题突破的思路,显然需要在图形中构建共边共角相似模型,然后利用相似性质进行比例关系转化,进而求出线段长.注意到条件[EF∥AC],则可分别延长[EF]和[DC],设两线交点为G,如图6所示,则在[△DEF]中存在共边共角相似模型,具体求解过程如下.
3.问题评析
上述以探究的形式,依托共边共角相似模型构建了几何综合题,整体难度适中.第(1)问的基础巩固实则就是引导学生回顾教材中的共边共角相似模型,这也是整个问题突破的核心关键,掌握三角形相似比例变换是重点.后续两问所考查的侧重点略有不同,第(2)问侧重复杂图像中的模型提取,而第(3)问侧重模型的综合构建,上述突破过程充分利用菱形、平行四边形等基本图形的性质,有效实现问题转化.
三、解后思考
1.重视图像解析,追溯问题原型
中考几何探究题往往进行阶梯递进设问,图像结构由简单到复杂,充分理解图像、掌握图形特点是关键.因此在读题阶段要重视图像解析,必要时可進行问题溯源,思考问题在教材中的原型,从而联想解题思路,获得对应的解题策略,这也是中考几何探究题的重要考查方向.如上述几何探究题实则是对教材共边共角模型的拓展变式,利用相似模型的结论可直接获得关键条件,从而高效破解.在教学中,教师应重视教材经典习题的讲解,结合数学模型来引导学生掌握问题突破策略.
2.重视结论归纳,关注模型变化
几何探究题侧重考查学生提炼结论、总结归纳能力,即基于几何问题的条件、特征提取结论,形成问题的解析策略.如上述探究题中提取了共边共角模型,利用相似比例关系推导线段长,模型的结论是后续破解的基础.因此在探究教学中,要注重提升学生的总结归纳能力,引导学生掌握总结问题、归纳结论的方法,提升学生的数学能力.另外,归纳总结是建立在对模型的深层理解上,故教学中教师还应引导学生关注模型变化,从模型的一般性中获得特殊的结论,逐步提升学生的综合能力.
3.重视探究过程,发展数学思维
“经历探究过程,总结问题结论”是探究型问题的典型特点,即考题以探究形式引导学生思考,进行结论总结,强化应用.因此该类问题更为关注学生的思维过程,教学中教师要注重培养学生发现问题、猜想验证的能力,发展学生的数学思维,可结合具体内容开展探究活动,引导学生操作实践、独立思考.以上述几何探究题的共边共角模型为例,可首先展示习题,让学生思考问题图像的特点,然后讨论问题解析方法,总结并验证结论,在此基础上进行拓展探究,可以函数图像为背景进一步变式探究,帮助学生完成知识融合与思维完善.
四、写在最后
几何探究题往往注重对教材习题、模型、结论的挖掘,开展考题溯源,挖掘问题本源内容对于理解问题、总结方法有一定的帮助.教学中教师要注重引导学生关注教材,以教材为基础开展探究活动,针对性地提升学生的探究能力,发展学生的数学思维.
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[关键词]习题;几何;相似;模型;探究
教材是知识的本源,习题具有强化知识、引导方法的作用.历年的中考压轴题往往“根”源于教材习题,深入研读习题可以获得典型问题的解题思路.因此考题教学中,有必要深入探究考题,对考题进行追本溯源.下面以一道2020年中考压轴题为例进行具体探究.
一、考题呈现
评析:本题为几何探究题,以“基础巩固→尝试应用→拓展提高”的形式引导学生探究,题目所涉三个小问既相互独立又存在关联.理解“基础巩固”环节问题的结构和解法思路对于后续问题的探究极为关键.
二、考题探究
1.问题溯源
第(1)问,设定[△ABC]的[AB]边上的一点为D,与C相连后形成三个共边共角三角形:[△ABC]、[△ADC]、[△BDC].分析图形结构发现,问题源自人教版教材九年级下册第36题的习题2,其内容如下.
虽然考题与习题的条件存在差异,但本质上是一致的,图像所涉三个三角形是相似关系,以第(1)问证明为例,过程如下:
实则在该相似模型中,还可以由相似性质转化出线段之间的乘积关系,由于[△ACD?△ABC],则[ACAD=ABAC],所以[AC2=AD·AB],这也是上述考题“基础巩固”环节结论证明的思路方法.
2.问题解析
(1)参考问题溯源中习题的解析思路,要证明三线段之间的乘积关系,只需要证明[△ABC∽△ACD],该对相似三角形存在一个显著特点:含有一个公共角、一条公共边,图形结构为初中数学常见的共边共角相似模型.
(2)该问依托平行四边形构建了与(1)问相似的共边三角形,问题突破还需参考上述模型的解析思路.具体突破时可进行图形分割,[EF]将[△BCF]分割为[△BFE]和[△ECF],三者互为共边共角三角形.求[AD]的长,则可由平行四边形的性质进行等量转化,即[AD=BC],则后续只需分析[BE]、[BF]和[BC]三线段关系即可,显然可将其转化为分析[△BFE]和[△BCF]的图形关系.参考上述问题,可知只需证明两者相似.
(3)该问以菱形为背景,求菱形的边长,根据上述问题突破的思路,显然需要在图形中构建共边共角相似模型,然后利用相似性质进行比例关系转化,进而求出线段长.注意到条件[EF∥AC],则可分别延长[EF]和[DC],设两线交点为G,如图6所示,则在[△DEF]中存在共边共角相似模型,具体求解过程如下.
3.问题评析
上述以探究的形式,依托共边共角相似模型构建了几何综合题,整体难度适中.第(1)问的基础巩固实则就是引导学生回顾教材中的共边共角相似模型,这也是整个问题突破的核心关键,掌握三角形相似比例变换是重点.后续两问所考查的侧重点略有不同,第(2)问侧重复杂图像中的模型提取,而第(3)问侧重模型的综合构建,上述突破过程充分利用菱形、平行四边形等基本图形的性质,有效实现问题转化.
三、解后思考
1.重视图像解析,追溯问题原型
中考几何探究题往往进行阶梯递进设问,图像结构由简单到复杂,充分理解图像、掌握图形特点是关键.因此在读题阶段要重视图像解析,必要时可進行问题溯源,思考问题在教材中的原型,从而联想解题思路,获得对应的解题策略,这也是中考几何探究题的重要考查方向.如上述几何探究题实则是对教材共边共角模型的拓展变式,利用相似模型的结论可直接获得关键条件,从而高效破解.在教学中,教师应重视教材经典习题的讲解,结合数学模型来引导学生掌握问题突破策略.
2.重视结论归纳,关注模型变化
几何探究题侧重考查学生提炼结论、总结归纳能力,即基于几何问题的条件、特征提取结论,形成问题的解析策略.如上述探究题中提取了共边共角模型,利用相似比例关系推导线段长,模型的结论是后续破解的基础.因此在探究教学中,要注重提升学生的总结归纳能力,引导学生掌握总结问题、归纳结论的方法,提升学生的数学能力.另外,归纳总结是建立在对模型的深层理解上,故教学中教师还应引导学生关注模型变化,从模型的一般性中获得特殊的结论,逐步提升学生的综合能力.
3.重视探究过程,发展数学思维
“经历探究过程,总结问题结论”是探究型问题的典型特点,即考题以探究形式引导学生思考,进行结论总结,强化应用.因此该类问题更为关注学生的思维过程,教学中教师要注重培养学生发现问题、猜想验证的能力,发展学生的数学思维,可结合具体内容开展探究活动,引导学生操作实践、独立思考.以上述几何探究题的共边共角模型为例,可首先展示习题,让学生思考问题图像的特点,然后讨论问题解析方法,总结并验证结论,在此基础上进行拓展探究,可以函数图像为背景进一步变式探究,帮助学生完成知识融合与思维完善.
四、写在最后
几何探究题往往注重对教材习题、模型、结论的挖掘,开展考题溯源,挖掘问题本源内容对于理解问题、总结方法有一定的帮助.教学中教师要注重引导学生关注教材,以教材为基础开展探究活动,针对性地提升学生的探究能力,发展学生的数学思维.
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