三角形全等的判定(第4课时)(HL)教学设计
本文是2015年5月21—23日在北京市举行的一个全国性会议上执教的一节示范课的教学设计.现不揣浅陋,敬请批评指正.
教学目标
1.已知斜边和直角边会作直角三角形;
2.探索并掌握直角三角形全等的“斜边、直角边”(HL)判定方法,能熟练运用“HL”解决直角三角形全等的判定问题.(不能仅限于“HL”,已学过的判定方法1~4也不能回避.)
3.经历观察、思考、操作、猜想、验证等探究过程,提高分析、作图、归纳、概括、表达等能力和逻辑推理能力;通过探究与交流,解决一些问题,获得成功的体验,进—步激发探究的积极性.
4.经历发现问题、提出问题、解决问题的科学探索过程,体会由一般到特殊的思维方法.
教学重难点
重点:发现问题、提出问题的方法,掌握判定两个直角三角形全等的特殊方法——HL.
难点:发现判定直角三角形全等的“HL”方法,已知斜边和直角边会作直角三角形.
课前准备多媒体课件、圆规、三角板、彩纸2张、A4纸50张,学生准备三角板、直尺、量角器、练习本等.
教学过程设计
上课前,我先和同学们提两点建议:一是,今天上课都合上课本,让看再看;二是,今天的问题可能有的较难,而且要求现场思考,希望同学们能积极思考,并主动回答.
前几节课同学们学习了一些有关三角形全等的判定方法,请同学们先看下面的问题:
一、设计问题,创设情境
问题1:(1)三角形全等的判定方法有哪些?
(2)用文字语言叙述每个方法.
(稍停2秒)——知道的同学请举手(或谁想回答),然后指定学生回答.
生1:(1)“边边边”或“SSS”;“边角边”或“SAS”;“角边角”或“ASA”;“角角边”或“AAS”.(板书)
师:从边多到边少列举,3→2→1,这样不易漏.
生2:(2)①“SSS”——三边分别相等的两个三角形全等;
②、③、④均从略.
师:(1)判定方法4是由判定方法3推出的,相当于判定方法3的一个推论.原因在于在三角形中,知道了两个角,就相当于知道了三个角(为什么?).
(2)奇怪!判定方法中,有三边的无三角的;2个角的有两个,2条边的仅有1个.为什么?
生3:①“AAA”——三角分别相等的两个三角形不一定全等.
②“SSA”——两边和其中一边的对角分别相等的两个三角形不一定全等.
问题2:判定两个三角形全等(或者要确定一个三角形),一般需要几个条件?这几个条件中,最多有几个角?最少有几条边?
生:3;2;1.(即,需要3个条件;最多有2个角;最少有1条边).(板书)
师:上述4个判定方法适用于判定两个一般(任意)的三角形是否全等!当然也包括特殊三角形,问题是,对于两个特殊的三角形,是否有更简便、特殊的判定方法?(由一般到特殊)请问:我们都学过哪些特殊的三角形?
生:等边三角形、等腰三角形、直角三角形.
师:对于两个等边三角形,还要满足几个条件,这两个等边三角形就全等了?
生:只需再满足:一边相等.
师:请说说你的理由.
生:等边三角形,若一边相等,则三边分别相等(SSS),或,因是等边三角形,所以三个角都等于60°(ASA).
师:(重述学生的回答,并作出评价.)注意:上面判定两个等边三角形全等,表面上是一个条件,实际上仍是三个条件.
对于两个等腰三角形,留给同学们课下研究,这节课,我们重点研究“直角三角形全等的判定”.
板书课题:直角三角形全等的判定.
问题3:对于两个直角三角形,除了直角相等的条件,还要满足几个条件,这两个直角三角形才有可能全等?试猜测这几个条件可能是 .
师:下面给同学们1分钟的时间思考,并将你的结论写在练习本上.注意:一定要先独立思考,大胆猜测,然后,若有困难,再小组合作、交流、讨论.
设计意图 (1)引导学生复习回忆三角形全等的4个判定方法,是为了研究直角三角形全等的判定方法做准备.这不仅是新知识的基础,也是新知识的生长点.要根据学生原有的知识结构进行教学.使课堂在旧知识的自然生长,旧方法的新运用中进行,一节课下来,要让学生感觉到并没有多少新内容.这样的课学生能看到知识、方法之间的内在联系,记忆的负担也减少了很多,这时低负高效的课堂教学就实现了.另外,让学生体会到“由一般到特殊”也是数学发现、数学研究的重要方法.比如以前学习多项式时,也是先研究一般多项式的运算,再研究特殊多项式的运算(平方差公式、完全平方公式等).(2)问题3之所以给学生留出思考时间,是为中下游的学生在课堂上创造表现机会,让他们也要积极思考,并有机会发表意见,而不仅仅是几个优等生表现的舞台.
二、信息交流,揭示规律
师:哪位同学(或小组代表)汇报一下,你们的结论.
生:还需要2个条件.
这2个条件可能是,①一直角边一锐角分别相等;②一斜边一锐角分别相等;(①、②可合为:一边一锐角分别相等);③两直角边分别相等;④斜边和一直角边分别相等.
师:还有没有其它情况?若没有,谁来说说:为什么?
生:因为,两个三角形全等共需要3个条件,且最多有2个角,最少有1条边,现已知一角(直角)相等,所以,最少要有1条边,最多有2条边,按照边的条数分类,只有两类:(1)1条边,①;②;(2)2条边,③;④.总共就这四种可能.
师:学会思维、学会枚举,既是数学思维训练的要求,也是能用分类讨论思想解题做到不重不漏的需要.怎么知道列全了没有呢?这需要定好分类的标准→按类别→逐个数.比如,从有到无,或从无到有;从大到小,或从小到大.
师生共同逐个判断其正确与否:
1.(1)①、②,即再满足一边一锐角分别相等,就可用“AAS”(①)或“ASA”(②)证全等了.
2.(2)①,即再满足两直角边分别相等,就可用“SAS”证全等了;
3.(2)②,即再如果斜边和一条直角边分别相等,那么这两个直角三角形全等吗?
问题4:如果斜边和一条直角边分别相等,那么这两个直角三角形全等吗?
师:这时还能用判定方法1~4中的某个判定这两个直角三角形全等吗?为什么?
生:不能,因为不符合判定方法1~4的条件.而且,因为“两边和其中一边的对角分别相等的两个三角形不一定全等”.
师:很好!“SSA”对于两个一般的三角形是无法判定它们全等的.但是对于两个直角三角形是否成立呢?若成立,则就找到了直角三角形全等的判定的一个简单、特殊的方法,值得称其为判定方法.下面我们回到课本P39的思考:
注意:本文中所指的“课本”均是指人教版八年级(上册)(数学).下同.
“如图,把一长一短的两根木棍的一端固定在一起,摆出△ABC.固定住长木棍,转动短木棍,得到△ABD.这个实验说明了什么?”
这个实验说明:三角形的两边的长度和其中一边的对角的大小确定了,这个三角形的形状、大小也确定不了.这里用一长一短的两根木棍,在固定住长木棍的情况下,摆出了两个△ABC与△ABD,满足两边和其中一边的对角分别相等,即AB=AB,AC=AD,∠ABC=∠ABD,但是△ABC与△ABD不全等.为什么说它们不全等?(不能完全重合).具体地说:∠ACB≠∠ADB(BC≠BD),能让∠ACB=∠ADB吗?(一钝角一锐角,一个变小一个变大)只有使它们均为直角时,才能实现.且这时△ABC与△ABD全等.这就是说,若在课本P39页思考中的图中,规定AB为斜边(即AB所对的角是直角),AC为一直角边,则这时摆出的△ABC是确定的.具体操作、实验一下:
探究1:有一长一短的两根木棍,试以长木棍为斜边,短木棍为一直角边,摆出一个直角三角形.唯一确定吗?(木棍的端点为三角形的顶点)(注意要留意摆的过程).
温馨提示:可以就地取材,比如,直尺、三角尺、书、A4纸等,要求:同桌两人所取的斜边、直角边分别相等(全班不要求一致),最后分别把个人所得的直角三角形画到一张A4纸上,剪下来,同桌所得的两个直角三角形放在一起比较,它们全等吗?
(给学生1分钟左右的时间,教师巡视、指导,并注意发现合适的人选,让2名学生上台合作演示.)
生:唯一确定.
师:具体说说你是怎样摆的?
生:先固定好那条较短的木棍(作为一条直角边)(或先画出直角,再确定一条直角边所在的位置),这样就有了3个顶点中的2个,只需再确定第三个顶点即可.…….
师:本来先固定好那条较长的木棍(作为斜边)也有了3个顶点中的2个啊!为什么先固定这条直角边,而不是斜边呢?
生:因为直角边上的信息(性质)更多一点,比如,其中的一个端点(顶点)处是直角,这样不仅另一条直角边的位置确定了,而且第三个顶点必在这条新确定的直角边所在的射线上,即第三个顶点的位置也就部分确定了.
师:因此,我们认为问题4的答案应当是肯定的——全等.但在没有验证之前,还只能称为“猜想”.
问题5:如何验证(肯定或否定)问题4?请回想前面的判定方法1~3是怎样验证的?
生:……(若回答不出来,可以提醒学生看课本P37探究3)
师:前面的判定方法1~3是按照“画→作→剪→比→判”的方法验证的.关键也是难点是“作”,而要作出一个符合条件的三角形的关键是确定三角形的三个顶点,因为至少有一边,所以就相当于有了两个顶点,关键也是难点是确定第三个顶点.
生:知道了!用“画→作→剪→比→判”的方法验证.即先任意画出一个Rt△ABC,使∠C=90°,再画一个Rt△A′B′C′,使∠C′=90°,B′C′=BC,A′B′=AB.把画好的Rt△A′B′C′剪下来,放到Rt△ABC上,看看它们是否全等?
(注意:因为有了前面验证判定方法1~3的经验,所以这里就应当让学生自己提出验证的内容和办法,而不是教师直接出示探究2(即课本P42探究5).)
师:很棒!请完成探究2.
探究2:任意画出一个Rt△ABC,使∠C=90°,再画一个Rt△A′B′C′,使∠C′=90°,B′C′=BC,A′B′=AB.把画好的Rt△A′B′C′剪下来,放到Rt△ABC上,它们全等吗?
(给学生2分钟的时间思考,并完成探究2,教师通过巡视、指导,并发现合适的学生上台板演.要求边画边讲,或画好后,再讲作法.下图给出了画Rt△A′B′C′的方法.)图12.2-11画一个Rt△A′B′C′,使∠C′=90°,B′C′=BC,A′B′=AB:(1)画∠MC′N=90°;(2)在射线C′M上截取B′C′=BC;(3)以点B′为圆心,AB为半径画弧,交射线C′N于点A′;(4)连接A′B′.
提问:画好后,把Rt△A′B′C′剪下,放到Rt△ABC上,看它们全等吗?(全等).
师:现在我有一个疑问——那就是,台下的同学可以把画好的Rt△A′B′C′剪下来,放到Rt△ABC上比较!但是在黑板上画的这个Rt△A′B′C′没法剪下来,放到Rt△ABC上比较,怎么办?(这需要认真思考,才能想到分别用判定方法1~4均可以解决问题.有疑问之处,就是我们提出问题的地方、机会,也是培养学生提出问题、解决问题的能力的有效举措!)
生:只需再量一量(用圆规最准确)A′C′与AC的长(或∠A′B′C′与∠ABC),看看是否相等.若相等,因为,作图时已经保证了,B′C′=BC,A′B′=AB,则由“SSS”(或“SAS”、“ASA”、“AAS”)即可说明它们是否全等.
问题6:探究2的结果反映了什么规律(结论)?试用文字语言表述这一规律(结论).
(在不看课本的前提下,尽量让学生自己用语言进行描述,若实在困难,则可以回忆或看一看课本上判定方法1~4的表述,并不断修正学生的表述,直至达到精确表述.)
生:斜边和一条直角边分别相等的两个直角三角形全等.(板书)
问题7:判定方法1~4均可简写,请问:这个判定方法可以简写吗?若可以,则应当简写为?
(估计学生想到简写成“斜边、直角边”还有可能,但想到简写成“HL”有困难.)
生:可以简写成“斜边,直角边”或“HL”.
师:(若学生知道),则问:你是怎么想到简写成“HL”的?说说你的理由.
(若学生不知道),则讲(回想)为什么“边边边”可记作“SSS”;“边角边”可记作“SAS”.是因为,“边”的英文“side”的第一个字母是“s”;“角”的英文“angle”的第一个字母是“a”;…….因此,因为“斜边”的英文“hypotenuse”的第一个字母“h”,“直角边”的英文“leg”的第一个字母是“L”,所以这个判定方法可以简写为“HL”.这样学习数学,只要学会一个,就自然知道后面的若干个,这样学习数学也就会更有趣、更好玩一些.数学就是玩出来的.
这是想告诉同学们,类比着学,可学一知三;要学会数学,需要举一反三,需要弄清道理(追问为什么,不仅知其然,也要知其所以然),才会学一个会一类.)
师生共同补充完善得到:斜边和一条直角边分别相等的两个直角三角形全等(简写成“斜边,直角边”或“HL”).(板书)(要求学生默记——数学同样需要“记忆”!)
师:这样我们由一般到特殊,用“观察、思考、操作、猜想、验证”的方法获得的了判定直角三角形全等的一个新方法——“HL”方法.
另外,“HL”实质上就是“SSA”当A=90°时的情况.这样本来用“SSA”无法判定两个一般三角形全等,但对判定直角三角形全等却是一个不错的办法.这不就是“变废为宝”,“废物利用”吗!
设计意图 让学生经历观察、思考、操作、猜想、验证等探究过程,提升学生的动手能力、猜想能力和思维能力.尤其,探究2是在回想前面的判定方法1~3是怎样验证的基础上,让学生设计,而不是教师提出.这不仅考查了学生对判定方法1~3的验证方法的掌握情况,而且让学生学以致用,学会举一反三,明白基础、迁移、联系的重要性.通过追问“为什么”,不仅会促进学生的理性思维能力,而且会提升学生提出问题的能力.这样类比着学,不仅学一知三,而且揭示了规律、减轻了负担、提高了兴趣.
因为“长边”的英文“longside”的第一个字母是“L”.
师:这就是说,“HL”方法仅仅是“SLSA(SLA)”方法的一个特例.
这里我们只是发现了一个结论,并仿简写,但并不能用于直接解题,因为没有写到教材中.但我们并不后悔,因为凭着我们的聪明才智,我们发现了一个从来没人说、写的结论,而且有意义.因为,今后你学习正弦定理时,若知道这个结论,会带来很大便利!写不写上是他们的事,能不能发现是我们的事.
另外,这就相当于又给出了如何提出问题的一个方法——没有研究的角度、方面就是提出问题、发现问题的地方.这就是创新.同学们,创新真的很难吗?——不难!学习知识虽然很重要,但知识是无限的,所以学会发现知识的方法更重要!
思考2:对直角三角形全等的判定方法(HL)的深入解读.
问题10:“HL”方法除了能判定两个直角三角形全等外,还能告诉我们些什么(信息)?
(如果学生回答不出来,那么请同学们看课本P36,38,40,41判定方法后的“也就是说”.引导教学生读课本!重视课本!)
师:例如,课本P36“SSS”法的下面有一段话说,“也就是说,三角形的三边的长度确定了,这个三角形的形状、大小也就确定了.”进一步说,这个三角形的一切(比如,边、角、面积等的大小)均确定了.
生:“HL”它能告诉我们:一个直角三角形,如果它的斜边和一条直角边的大小(长度)确定了,那么这个直角三角形的形状、大小也就确定了.
师:很好!进一步说,这个直角三角形的一切(比如,边、角、面积等的大小)均确定了.比如,①2个锐角也就确定了——“锐角三角函数”;②另一条直角边也就确定了——“勾股定理”.(即斜边和一条直角边的长度就确定了另一条直角边的长度,所以直角三角形的三边之间一定存在着一个等量关系——勾股定理.)
上述推断是基于老师掌握了“基本量”的思想而获得的.所谓基本量,就是若干个能唯一确定一个数学问题的量称为该问题的一组“基本量”.多一个没必要,少一个不行.其中的每一个量称为该问题的一个基本量.
所以,斜边和一条直角边就是直角三角形的一组基本量.
谁能再说出直角三角形的另一组基本量?
生:斜边和一个锐角(或一条直角边和一个锐角)也是直角三角形的一组基本量.
师:在遇到问题时,“基本量思想”会促使你首先想一想:由题设是否可以唯一确定结论.它能整体把握问题,知道只要用足、用全条件即可得出结论.这样解题就有了信心、方向,有方向的探索,总比无目标的瞎碰要好得多,要有效的多,当然问题也就不难解决了.
设计意图 通过变式题、开放题、学生自己编题等,进一步加深学生对问题的理解,培养发散思维能力,培养设计问题的能力,变得更聪明.最后的两点思考,是为了提高学生“识”的意识和能力,进而培养学生提出问题的能力.
五、反思小结,观点提炼
请同学们想一想:这节课你收获了哪些知识?是怎样得到这些知识的?在获得这些知识的过程中都用到了哪些思想、方法?你有哪些感悟?
(“HL”方法;是通过“观察、思考、操作、猜想、验证”得到的;是用“画→作→剪→比→判”的方法验证的;
由一般到特殊的方法,“观察、思考、操作、猜想、验证”的方法,枚举法,分类讨论的思想,基本量的思想;
学会提出问题的方法:一般到特殊,有疑问之处,没有研究到的角度,试着编题;
注意遇到问题多问几个为什么?数学是玩出来的.)
布置作业:
1.课本习题12.2的第6,7,8题;
2.探讨等腰三角形全等的判定方法.
3.试着自编几道用“HL”解决的问题,并与同学们交流.
同学们!中学学习数学最主要的目的是训练思维的!学习数学就是玩智力游戏、思维游戏、推理游戏!数学是玩出来的!所以数学“好玩”!愿同学们高高兴兴上好每一节课,数学学习越来越轻松!有趣!好玩!
六、回顾与反思
1.根据学生原有的知识结构进行教学,即找准知识的生长点是上好一节课的前提,也是减负增效的有效措施.这样会使学生觉得新知识就是旧知识的自然生长,新方法就是旧方法在新情境中的新运用;比如,本节课的新知识(“HL”方法)就是旧知识(“SSA”)的自然生长;“HL”方法正确性的验证方法就是“SSS”、“SAS”、“ASA”、“AAS”验证方法的运用,而且是通过“问题5”让学生自己得出的.这种把有思考价值的问题提出来,把思考的机会留给学生,使学生独立用旧方法解决新问题的做法,不仅复习巩固了旧知识、旧方法,而且学生把握了新旧知识(方法)之间的联系,提高了数学学习的积极性和兴趣,减轻了数学学习的记忆负担,提升了数学学习的效益和质量,降低了数学学习的难度.使数学学习有趣、好玩.
2.问题意识是提升数学思维的有效措施.本节课通过设置问题串,即问题1~10将本节课上下贯通,一气呵成.一是,按照由一般到特殊的方法提出问题4;二是,由课本P39的思考,不仅获得了“HL”方法,而且在课的最后得出“两边和其中较长一边的对角分别相等的两个三角形全等”这一从未有人说、写的结论;三是,让学生“猜”,让学生“表述”所得结论;四是,课的最后还通过“问题10”引出了锐角三角函数和勾股定理——给学生留下了继续学习、探索的“悬念”.
3.要讲推理,更要讲道理.比如为何可以简写成“HL”,以及“SSS”、“SAS”、“ASA”、“AAS”等,并自得“SLSA”或“SLA”.又如,课始在回忆了一般三角形的四个判定方法后,并没有直接提出直角三角形全等如何判定,而是按照从一般到特殊的思维方法首先提出了“对于两个特殊的三角形,是否有更简便、特殊的判定方法?”,其次问,都学过哪些特殊的三角形?——等边三角形、等腰三角形、直角三角形,再次,先研究等边三角形的判定方法,第四,才研究直角三角形全等的判定方法(等腰三角形全等的判定方法留给同学们课后研究).这样提出问题、发现问题,学生就不仅不会感到突兀,有好像教师是魔术师,帽子里突然变出一只兔子来感觉,只会欣赏,无法把玩,而且也会学会从一般到特殊的思维方法,学会发现问题、提出问题的方法.
4.数学是“玩”出来的.本节课就是按照由一般到特殊提出问题,进而由课本P39的思考,并按照“观察、思考、操作、猜想、验证”等玩出来的.
5.采用“换一个”的策略——即不用教材的原例题.本节例1就是由课本P42例5的条件和结论互换后得到的.这样学生不能直接从教材上获得问题的解法,就必需通过独立、深入、真正的思考才能获得问题的解法(答).可以有效避免课堂上的假思考、假效果、假热闹、假繁荣、假积极,为表现而投机,使数学课堂回归真实、平实、朴实、扎实、踏实.
6.变式训练、学生编题、开放性问题.本课的第四个环节,变式1~3和请你设计问题,不仅出现了证明“角”的问题(课本上没有),开放性问题,而且让学生自己设计问题、编题.这可以加深学生对问题的理解,开阔学生的视野,提高学生的能力,繁荣课堂内容.
7.有的师生只有“知”,而无“识”,本节课中的思考1及所得结论,这一意义的发现就是对课本P39上思考栏目的中“思考”问题的一个“识”.所谓“识”,就是,一般人所想不到的看法,但是当有人把它说出来以后,这种看法会让人拍案击节,并感叹为什么自己事先没有想到.即看出了、发现了隐含在数学结论背后的有意义的数学事实.
作者简介 王文清,男,1963年生,中学高级教师,山东省特级教师,山东省教学能手,山东省优秀教师,滨州市有突出贡献的专业技术人员.
教学目标
1.已知斜边和直角边会作直角三角形;
2.探索并掌握直角三角形全等的“斜边、直角边”(HL)判定方法,能熟练运用“HL”解决直角三角形全等的判定问题.(不能仅限于“HL”,已学过的判定方法1~4也不能回避.)
3.经历观察、思考、操作、猜想、验证等探究过程,提高分析、作图、归纳、概括、表达等能力和逻辑推理能力;通过探究与交流,解决一些问题,获得成功的体验,进—步激发探究的积极性.
4.经历发现问题、提出问题、解决问题的科学探索过程,体会由一般到特殊的思维方法.
教学重难点
重点:发现问题、提出问题的方法,掌握判定两个直角三角形全等的特殊方法——HL.
难点:发现判定直角三角形全等的“HL”方法,已知斜边和直角边会作直角三角形.
课前准备多媒体课件、圆规、三角板、彩纸2张、A4纸50张,学生准备三角板、直尺、量角器、练习本等.
教学过程设计
上课前,我先和同学们提两点建议:一是,今天上课都合上课本,让看再看;二是,今天的问题可能有的较难,而且要求现场思考,希望同学们能积极思考,并主动回答.
前几节课同学们学习了一些有关三角形全等的判定方法,请同学们先看下面的问题:
一、设计问题,创设情境
问题1:(1)三角形全等的判定方法有哪些?
(2)用文字语言叙述每个方法.
(稍停2秒)——知道的同学请举手(或谁想回答),然后指定学生回答.
生1:(1)“边边边”或“SSS”;“边角边”或“SAS”;“角边角”或“ASA”;“角角边”或“AAS”.(板书)
师:从边多到边少列举,3→2→1,这样不易漏.
生2:(2)①“SSS”——三边分别相等的两个三角形全等;
②、③、④均从略.
师:(1)判定方法4是由判定方法3推出的,相当于判定方法3的一个推论.原因在于在三角形中,知道了两个角,就相当于知道了三个角(为什么?).
(2)奇怪!判定方法中,有三边的无三角的;2个角的有两个,2条边的仅有1个.为什么?
生3:①“AAA”——三角分别相等的两个三角形不一定全等.
②“SSA”——两边和其中一边的对角分别相等的两个三角形不一定全等.
问题2:判定两个三角形全等(或者要确定一个三角形),一般需要几个条件?这几个条件中,最多有几个角?最少有几条边?
生:3;2;1.(即,需要3个条件;最多有2个角;最少有1条边).(板书)
师:上述4个判定方法适用于判定两个一般(任意)的三角形是否全等!当然也包括特殊三角形,问题是,对于两个特殊的三角形,是否有更简便、特殊的判定方法?(由一般到特殊)请问:我们都学过哪些特殊的三角形?
生:等边三角形、等腰三角形、直角三角形.
师:对于两个等边三角形,还要满足几个条件,这两个等边三角形就全等了?
生:只需再满足:一边相等.
师:请说说你的理由.
生:等边三角形,若一边相等,则三边分别相等(SSS),或,因是等边三角形,所以三个角都等于60°(ASA).
师:(重述学生的回答,并作出评价.)注意:上面判定两个等边三角形全等,表面上是一个条件,实际上仍是三个条件.
对于两个等腰三角形,留给同学们课下研究,这节课,我们重点研究“直角三角形全等的判定”.
板书课题:直角三角形全等的判定.
问题3:对于两个直角三角形,除了直角相等的条件,还要满足几个条件,这两个直角三角形才有可能全等?试猜测这几个条件可能是 .
师:下面给同学们1分钟的时间思考,并将你的结论写在练习本上.注意:一定要先独立思考,大胆猜测,然后,若有困难,再小组合作、交流、讨论.
设计意图 (1)引导学生复习回忆三角形全等的4个判定方法,是为了研究直角三角形全等的判定方法做准备.这不仅是新知识的基础,也是新知识的生长点.要根据学生原有的知识结构进行教学.使课堂在旧知识的自然生长,旧方法的新运用中进行,一节课下来,要让学生感觉到并没有多少新内容.这样的课学生能看到知识、方法之间的内在联系,记忆的负担也减少了很多,这时低负高效的课堂教学就实现了.另外,让学生体会到“由一般到特殊”也是数学发现、数学研究的重要方法.比如以前学习多项式时,也是先研究一般多项式的运算,再研究特殊多项式的运算(平方差公式、完全平方公式等).(2)问题3之所以给学生留出思考时间,是为中下游的学生在课堂上创造表现机会,让他们也要积极思考,并有机会发表意见,而不仅仅是几个优等生表现的舞台.
二、信息交流,揭示规律
师:哪位同学(或小组代表)汇报一下,你们的结论.
生:还需要2个条件.
这2个条件可能是,①一直角边一锐角分别相等;②一斜边一锐角分别相等;(①、②可合为:一边一锐角分别相等);③两直角边分别相等;④斜边和一直角边分别相等.
师:还有没有其它情况?若没有,谁来说说:为什么?
生:因为,两个三角形全等共需要3个条件,且最多有2个角,最少有1条边,现已知一角(直角)相等,所以,最少要有1条边,最多有2条边,按照边的条数分类,只有两类:(1)1条边,①;②;(2)2条边,③;④.总共就这四种可能.
师:学会思维、学会枚举,既是数学思维训练的要求,也是能用分类讨论思想解题做到不重不漏的需要.怎么知道列全了没有呢?这需要定好分类的标准→按类别→逐个数.比如,从有到无,或从无到有;从大到小,或从小到大.
师生共同逐个判断其正确与否:
1.(1)①、②,即再满足一边一锐角分别相等,就可用“AAS”(①)或“ASA”(②)证全等了.
2.(2)①,即再满足两直角边分别相等,就可用“SAS”证全等了;
3.(2)②,即再如果斜边和一条直角边分别相等,那么这两个直角三角形全等吗?
问题4:如果斜边和一条直角边分别相等,那么这两个直角三角形全等吗?
师:这时还能用判定方法1~4中的某个判定这两个直角三角形全等吗?为什么?
生:不能,因为不符合判定方法1~4的条件.而且,因为“两边和其中一边的对角分别相等的两个三角形不一定全等”.
师:很好!“SSA”对于两个一般的三角形是无法判定它们全等的.但是对于两个直角三角形是否成立呢?若成立,则就找到了直角三角形全等的判定的一个简单、特殊的方法,值得称其为判定方法.下面我们回到课本P39的思考:
注意:本文中所指的“课本”均是指人教版八年级(上册)(数学).下同.
“如图,把一长一短的两根木棍的一端固定在一起,摆出△ABC.固定住长木棍,转动短木棍,得到△ABD.这个实验说明了什么?”
这个实验说明:三角形的两边的长度和其中一边的对角的大小确定了,这个三角形的形状、大小也确定不了.这里用一长一短的两根木棍,在固定住长木棍的情况下,摆出了两个△ABC与△ABD,满足两边和其中一边的对角分别相等,即AB=AB,AC=AD,∠ABC=∠ABD,但是△ABC与△ABD不全等.为什么说它们不全等?(不能完全重合).具体地说:∠ACB≠∠ADB(BC≠BD),能让∠ACB=∠ADB吗?(一钝角一锐角,一个变小一个变大)只有使它们均为直角时,才能实现.且这时△ABC与△ABD全等.这就是说,若在课本P39页思考中的图中,规定AB为斜边(即AB所对的角是直角),AC为一直角边,则这时摆出的△ABC是确定的.具体操作、实验一下:
探究1:有一长一短的两根木棍,试以长木棍为斜边,短木棍为一直角边,摆出一个直角三角形.唯一确定吗?(木棍的端点为三角形的顶点)(注意要留意摆的过程).
温馨提示:可以就地取材,比如,直尺、三角尺、书、A4纸等,要求:同桌两人所取的斜边、直角边分别相等(全班不要求一致),最后分别把个人所得的直角三角形画到一张A4纸上,剪下来,同桌所得的两个直角三角形放在一起比较,它们全等吗?
(给学生1分钟左右的时间,教师巡视、指导,并注意发现合适的人选,让2名学生上台合作演示.)
生:唯一确定.
师:具体说说你是怎样摆的?
生:先固定好那条较短的木棍(作为一条直角边)(或先画出直角,再确定一条直角边所在的位置),这样就有了3个顶点中的2个,只需再确定第三个顶点即可.…….
师:本来先固定好那条较长的木棍(作为斜边)也有了3个顶点中的2个啊!为什么先固定这条直角边,而不是斜边呢?
生:因为直角边上的信息(性质)更多一点,比如,其中的一个端点(顶点)处是直角,这样不仅另一条直角边的位置确定了,而且第三个顶点必在这条新确定的直角边所在的射线上,即第三个顶点的位置也就部分确定了.
师:因此,我们认为问题4的答案应当是肯定的——全等.但在没有验证之前,还只能称为“猜想”.
问题5:如何验证(肯定或否定)问题4?请回想前面的判定方法1~3是怎样验证的?
生:……(若回答不出来,可以提醒学生看课本P37探究3)
师:前面的判定方法1~3是按照“画→作→剪→比→判”的方法验证的.关键也是难点是“作”,而要作出一个符合条件的三角形的关键是确定三角形的三个顶点,因为至少有一边,所以就相当于有了两个顶点,关键也是难点是确定第三个顶点.
生:知道了!用“画→作→剪→比→判”的方法验证.即先任意画出一个Rt△ABC,使∠C=90°,再画一个Rt△A′B′C′,使∠C′=90°,B′C′=BC,A′B′=AB.把画好的Rt△A′B′C′剪下来,放到Rt△ABC上,看看它们是否全等?
(注意:因为有了前面验证判定方法1~3的经验,所以这里就应当让学生自己提出验证的内容和办法,而不是教师直接出示探究2(即课本P42探究5).)
师:很棒!请完成探究2.
探究2:任意画出一个Rt△ABC,使∠C=90°,再画一个Rt△A′B′C′,使∠C′=90°,B′C′=BC,A′B′=AB.把画好的Rt△A′B′C′剪下来,放到Rt△ABC上,它们全等吗?
(给学生2分钟的时间思考,并完成探究2,教师通过巡视、指导,并发现合适的学生上台板演.要求边画边讲,或画好后,再讲作法.下图给出了画Rt△A′B′C′的方法.)图12.2-11画一个Rt△A′B′C′,使∠C′=90°,B′C′=BC,A′B′=AB:(1)画∠MC′N=90°;(2)在射线C′M上截取B′C′=BC;(3)以点B′为圆心,AB为半径画弧,交射线C′N于点A′;(4)连接A′B′.
提问:画好后,把Rt△A′B′C′剪下,放到Rt△ABC上,看它们全等吗?(全等).
师:现在我有一个疑问——那就是,台下的同学可以把画好的Rt△A′B′C′剪下来,放到Rt△ABC上比较!但是在黑板上画的这个Rt△A′B′C′没法剪下来,放到Rt△ABC上比较,怎么办?(这需要认真思考,才能想到分别用判定方法1~4均可以解决问题.有疑问之处,就是我们提出问题的地方、机会,也是培养学生提出问题、解决问题的能力的有效举措!)
生:只需再量一量(用圆规最准确)A′C′与AC的长(或∠A′B′C′与∠ABC),看看是否相等.若相等,因为,作图时已经保证了,B′C′=BC,A′B′=AB,则由“SSS”(或“SAS”、“ASA”、“AAS”)即可说明它们是否全等.
问题6:探究2的结果反映了什么规律(结论)?试用文字语言表述这一规律(结论).
(在不看课本的前提下,尽量让学生自己用语言进行描述,若实在困难,则可以回忆或看一看课本上判定方法1~4的表述,并不断修正学生的表述,直至达到精确表述.)
生:斜边和一条直角边分别相等的两个直角三角形全等.(板书)
问题7:判定方法1~4均可简写,请问:这个判定方法可以简写吗?若可以,则应当简写为?
(估计学生想到简写成“斜边、直角边”还有可能,但想到简写成“HL”有困难.)
生:可以简写成“斜边,直角边”或“HL”.
师:(若学生知道),则问:你是怎么想到简写成“HL”的?说说你的理由.
(若学生不知道),则讲(回想)为什么“边边边”可记作“SSS”;“边角边”可记作“SAS”.是因为,“边”的英文“side”的第一个字母是“s”;“角”的英文“angle”的第一个字母是“a”;…….因此,因为“斜边”的英文“hypotenuse”的第一个字母“h”,“直角边”的英文“leg”的第一个字母是“L”,所以这个判定方法可以简写为“HL”.这样学习数学,只要学会一个,就自然知道后面的若干个,这样学习数学也就会更有趣、更好玩一些.数学就是玩出来的.
这是想告诉同学们,类比着学,可学一知三;要学会数学,需要举一反三,需要弄清道理(追问为什么,不仅知其然,也要知其所以然),才会学一个会一类.)
师生共同补充完善得到:斜边和一条直角边分别相等的两个直角三角形全等(简写成“斜边,直角边”或“HL”).(板书)(要求学生默记——数学同样需要“记忆”!)
师:这样我们由一般到特殊,用“观察、思考、操作、猜想、验证”的方法获得的了判定直角三角形全等的一个新方法——“HL”方法.
另外,“HL”实质上就是“SSA”当A=90°时的情况.这样本来用“SSA”无法判定两个一般三角形全等,但对判定直角三角形全等却是一个不错的办法.这不就是“变废为宝”,“废物利用”吗!
设计意图 让学生经历观察、思考、操作、猜想、验证等探究过程,提升学生的动手能力、猜想能力和思维能力.尤其,探究2是在回想前面的判定方法1~3是怎样验证的基础上,让学生设计,而不是教师提出.这不仅考查了学生对判定方法1~3的验证方法的掌握情况,而且让学生学以致用,学会举一反三,明白基础、迁移、联系的重要性.通过追问“为什么”,不仅会促进学生的理性思维能力,而且会提升学生提出问题的能力.这样类比着学,不仅学一知三,而且揭示了规律、减轻了负担、提高了兴趣.
因为“长边”的英文“longside”的第一个字母是“L”.
师:这就是说,“HL”方法仅仅是“SLSA(SLA)”方法的一个特例.
这里我们只是发现了一个结论,并仿简写,但并不能用于直接解题,因为没有写到教材中.但我们并不后悔,因为凭着我们的聪明才智,我们发现了一个从来没人说、写的结论,而且有意义.因为,今后你学习正弦定理时,若知道这个结论,会带来很大便利!写不写上是他们的事,能不能发现是我们的事.
另外,这就相当于又给出了如何提出问题的一个方法——没有研究的角度、方面就是提出问题、发现问题的地方.这就是创新.同学们,创新真的很难吗?——不难!学习知识虽然很重要,但知识是无限的,所以学会发现知识的方法更重要!
思考2:对直角三角形全等的判定方法(HL)的深入解读.
问题10:“HL”方法除了能判定两个直角三角形全等外,还能告诉我们些什么(信息)?
(如果学生回答不出来,那么请同学们看课本P36,38,40,41判定方法后的“也就是说”.引导教学生读课本!重视课本!)
师:例如,课本P36“SSS”法的下面有一段话说,“也就是说,三角形的三边的长度确定了,这个三角形的形状、大小也就确定了.”进一步说,这个三角形的一切(比如,边、角、面积等的大小)均确定了.
生:“HL”它能告诉我们:一个直角三角形,如果它的斜边和一条直角边的大小(长度)确定了,那么这个直角三角形的形状、大小也就确定了.
师:很好!进一步说,这个直角三角形的一切(比如,边、角、面积等的大小)均确定了.比如,①2个锐角也就确定了——“锐角三角函数”;②另一条直角边也就确定了——“勾股定理”.(即斜边和一条直角边的长度就确定了另一条直角边的长度,所以直角三角形的三边之间一定存在着一个等量关系——勾股定理.)
上述推断是基于老师掌握了“基本量”的思想而获得的.所谓基本量,就是若干个能唯一确定一个数学问题的量称为该问题的一组“基本量”.多一个没必要,少一个不行.其中的每一个量称为该问题的一个基本量.
所以,斜边和一条直角边就是直角三角形的一组基本量.
谁能再说出直角三角形的另一组基本量?
生:斜边和一个锐角(或一条直角边和一个锐角)也是直角三角形的一组基本量.
师:在遇到问题时,“基本量思想”会促使你首先想一想:由题设是否可以唯一确定结论.它能整体把握问题,知道只要用足、用全条件即可得出结论.这样解题就有了信心、方向,有方向的探索,总比无目标的瞎碰要好得多,要有效的多,当然问题也就不难解决了.
设计意图 通过变式题、开放题、学生自己编题等,进一步加深学生对问题的理解,培养发散思维能力,培养设计问题的能力,变得更聪明.最后的两点思考,是为了提高学生“识”的意识和能力,进而培养学生提出问题的能力.
五、反思小结,观点提炼
请同学们想一想:这节课你收获了哪些知识?是怎样得到这些知识的?在获得这些知识的过程中都用到了哪些思想、方法?你有哪些感悟?
(“HL”方法;是通过“观察、思考、操作、猜想、验证”得到的;是用“画→作→剪→比→判”的方法验证的;
由一般到特殊的方法,“观察、思考、操作、猜想、验证”的方法,枚举法,分类讨论的思想,基本量的思想;
学会提出问题的方法:一般到特殊,有疑问之处,没有研究到的角度,试着编题;
注意遇到问题多问几个为什么?数学是玩出来的.)
布置作业:
1.课本习题12.2的第6,7,8题;
2.探讨等腰三角形全等的判定方法.
3.试着自编几道用“HL”解决的问题,并与同学们交流.
同学们!中学学习数学最主要的目的是训练思维的!学习数学就是玩智力游戏、思维游戏、推理游戏!数学是玩出来的!所以数学“好玩”!愿同学们高高兴兴上好每一节课,数学学习越来越轻松!有趣!好玩!
六、回顾与反思
1.根据学生原有的知识结构进行教学,即找准知识的生长点是上好一节课的前提,也是减负增效的有效措施.这样会使学生觉得新知识就是旧知识的自然生长,新方法就是旧方法在新情境中的新运用;比如,本节课的新知识(“HL”方法)就是旧知识(“SSA”)的自然生长;“HL”方法正确性的验证方法就是“SSS”、“SAS”、“ASA”、“AAS”验证方法的运用,而且是通过“问题5”让学生自己得出的.这种把有思考价值的问题提出来,把思考的机会留给学生,使学生独立用旧方法解决新问题的做法,不仅复习巩固了旧知识、旧方法,而且学生把握了新旧知识(方法)之间的联系,提高了数学学习的积极性和兴趣,减轻了数学学习的记忆负担,提升了数学学习的效益和质量,降低了数学学习的难度.使数学学习有趣、好玩.
2.问题意识是提升数学思维的有效措施.本节课通过设置问题串,即问题1~10将本节课上下贯通,一气呵成.一是,按照由一般到特殊的方法提出问题4;二是,由课本P39的思考,不仅获得了“HL”方法,而且在课的最后得出“两边和其中较长一边的对角分别相等的两个三角形全等”这一从未有人说、写的结论;三是,让学生“猜”,让学生“表述”所得结论;四是,课的最后还通过“问题10”引出了锐角三角函数和勾股定理——给学生留下了继续学习、探索的“悬念”.
3.要讲推理,更要讲道理.比如为何可以简写成“HL”,以及“SSS”、“SAS”、“ASA”、“AAS”等,并自得“SLSA”或“SLA”.又如,课始在回忆了一般三角形的四个判定方法后,并没有直接提出直角三角形全等如何判定,而是按照从一般到特殊的思维方法首先提出了“对于两个特殊的三角形,是否有更简便、特殊的判定方法?”,其次问,都学过哪些特殊的三角形?——等边三角形、等腰三角形、直角三角形,再次,先研究等边三角形的判定方法,第四,才研究直角三角形全等的判定方法(等腰三角形全等的判定方法留给同学们课后研究).这样提出问题、发现问题,学生就不仅不会感到突兀,有好像教师是魔术师,帽子里突然变出一只兔子来感觉,只会欣赏,无法把玩,而且也会学会从一般到特殊的思维方法,学会发现问题、提出问题的方法.
4.数学是“玩”出来的.本节课就是按照由一般到特殊提出问题,进而由课本P39的思考,并按照“观察、思考、操作、猜想、验证”等玩出来的.
5.采用“换一个”的策略——即不用教材的原例题.本节例1就是由课本P42例5的条件和结论互换后得到的.这样学生不能直接从教材上获得问题的解法,就必需通过独立、深入、真正的思考才能获得问题的解法(答).可以有效避免课堂上的假思考、假效果、假热闹、假繁荣、假积极,为表现而投机,使数学课堂回归真实、平实、朴实、扎实、踏实.
6.变式训练、学生编题、开放性问题.本课的第四个环节,变式1~3和请你设计问题,不仅出现了证明“角”的问题(课本上没有),开放性问题,而且让学生自己设计问题、编题.这可以加深学生对问题的理解,开阔学生的视野,提高学生的能力,繁荣课堂内容.
7.有的师生只有“知”,而无“识”,本节课中的思考1及所得结论,这一意义的发现就是对课本P39上思考栏目的中“思考”问题的一个“识”.所谓“识”,就是,一般人所想不到的看法,但是当有人把它说出来以后,这种看法会让人拍案击节,并感叹为什么自己事先没有想到.即看出了、发现了隐含在数学结论背后的有意义的数学事实.
作者简介 王文清,男,1963年生,中学高级教师,山东省特级教师,山东省教学能手,山东省优秀教师,滨州市有突出贡献的专业技术人员.