“手脑并用”话相似

“手脑并用”话相似 基于数学美学理念下的相似三角形复习课宁波外国语学校 315000 郑瑄2006年10月29日，笔者应华东师大职培中心基础研究部之邀，在华东师大数学馆，开了一节题为“手脑并用”话相似的相似三角形复习课。授课对象是上海进华中学的初三学生们。正如梁启超先生所说：教育家有一种特别便宜之事，因为“教学相长”的关系，教人和自己研究学问是分离不开的。一面诲人，一面学，人也教的进步了，自己所好的学问也进步了，天下还有比他再快活的事吗？上海之行，师生相融，共探数学之美，十分愉悦。如今，撰文如下，以供同仁回味。一、理想中的教学目标数学通报2006年第45卷第6期，杨乐夫人黄且园女士的文章一位数学家的艺术之路记王元教授中，王元先生如是说：什么是好的数学？评价数学的标准是什么？“数学的评价标准和艺术一样，主要是美学标准，美学对物理科学也很重要，但对数学，它是第一标准。数学之美：简洁、对称和神秘。”以简约、清晰的数学“问题串”驱动，揭示数学本质的和谐、对称和恰到好处，以及数学内在的深邃、神秘和充满遐想，培养和形成“动手操作”与“逻辑思维”相融互摄的数学问题解决能力。这就是我理想中的教学目标。二、实际的教学行程让人身心激荡（一） 见面有一件小事，虽然和当天即将演绎的数学无关，但是，有记录的必要，我以为。那一张纸条，肯定是鱼贯而入报告厅的学生中的某一位放在讲台上的。我看见了这样的文字老师：我们会配合您上好这节课的！进华中学。端正、稚嫩的字体，纸条我至今留着。这是一群怎样的孩子啊！感谢他们的老师和父母给了他们良好的教养，感谢他们天性中的温润和善良。可是，除了感谢，我心中涌上来更多的是如同倒翻了五味瓶般的感叹，甚至还有些许心疼。我想和这群素昧平生的孩子们说：你们千万不要有“配合”老师的念头，也不必“配合”老师。因为老师不是演员，不是来这儿演出和作秀的。我们是数学学习的“同志者”！当然，在一起共同探究数学之真谛的过程中，老师会起到引领、帮助同学们的作用，更有这样的时候，那就是，同学们的思维，也能闪亮出智慧的火花！所谓“教学相长”。（二） 上课1、“双基”的准备和落实师：下列图形中，包含了许多相似三角形的基本图形，你能找出来吗？并且请给出理由。23161326 642468324 生：图、：有两角对应相等的两个三角形相似；图、：有两边对应成比例，夹角相等的两个三角形相似；图：三条边分别对应成比例的两个三角形相似.师：还可进一步挖掘：（1）事实上，图也可以是相似三角形的平行线判定；（2）图中，再连结DC、BE，有否新的相似三角形产生呢?它们分别是什么？为什么？生：【感想与评析】开课伊始，开门见山想要做的第一件事情，就是对相似三角形“双基”的检审和准备。没有良好的“双基”做基奠，任何数学问题的解决都将是“空中楼阁”。导课时，设计的问题切入层次低、口子大，呈现的图形十分简约，但是极具代表性和富有美感。可以看到，学生们参与度高积极性也高，而且对于第一次见面的师生来说，可以在最短的时间内，相互接受、彼此容纳。无论从情感的角度还是从做学问的角度，都有了一个良好的开端。2、“问题串”的展开和探究问题1师：一个很简单的问题如何找线段AB的中点？ 生A：对折 （漂亮！全场微笑）；生B：刻度尺 （行！老百姓都知道的方法）；生C：尺规作图（呵呵，看来C同学可不是一般的老百姓！）师：如今，圆规不得用，只有一副刻度模糊、磨损了的三角板，能否找到线段AB的中点呢？生： （出现迟疑和困顿）师：我来试试。（边说边画）用这副三角板任作一条直线MNAB；在直线AB、MN的同一侧任取一点P，连结PA、PB，分别交直线MN于C、D；再连结AD、BC，相交于点E；画射线PE交线段AB于点O，点O就是线段AB的中点。 师：同学们是否认为我的作法正确呢？生：（点头、首肯、认可）师：（微笑着调侃）呵呵，刚相识就如此信任与我，谢谢！但是，我们数学讲究的是“言必有据、话必有理”，我想问，为什么？事实上，纵观作图过程，我们能看见的条件非常之简单，只有“MNAB”.(众生动手画图、观察图形、轻声议论、探讨、琢磨)生D：由于MNAB，可得PCFPAO；于是，CFAO=PFPO，同理，PDFPBO，DFBO=PFPO，CFAO= DFBO师：漂亮！如此对称之美让人心动！可是，问题似乎还没有解决？ 怎么办？生E：再找一对相似三角形：CFEBOE 与DFEAOE，同理，可得：CFBO= DFAO师：好，现在，三角板也没有了，只有一副圆规，能否找到线段AB的中点呢？此问题我想留给同学们课后思考。问题2师：同学们，请画出两个不相似的直角三角形； 生：（积极地动手操作）师：我特别想问问你们，你是如何让两个直角三角形不相似的呢？ 生F：让两锐角两两有明显的不等。生G：还可以从边的角度来考虑，不成比例。师：好！A piece of cake ! 要让两个直角三角形不相似，虽然颇有讲究，但还是很简单的。师：同学们，那么你能否分别将这两个不相似的直角三角形，各分割成两个三角形，使所分成的两个三角形分别对应相似呢？所谓的“化腐朽为神奇”！生：（又出现了些许迟疑和困顿）教师提示、启迪，师生相互探讨，议论，学生心领神会、达成共识：从“角”着手考虑是合理而明智的；分割线必然是从三角形顶点出发的；而且是从较大的角中分割出较小的角。生H：可以从一个三角形的直角中分割出另一个三角形的一个锐角，我可以到黑板上画吗？（见图）师：当然！ 生I：我还有一种分割方法：因为两个三角形的不相似，所以它们的锐角也两两不相等，于是，可以从较大的锐角中分割出较小的锐角，我也可以上来画吗？（见图）师：当然可以！你来吧！（此时，有笑声从我们所有人的心底里发出，那种美好，真是妙不可言！） 师：谢谢两位同学睿智的展示。现在，我又有一个课后思考题留给大家：你能否分别将两个不相似的钝角三角形，各分割成三个三角形，使所分得的三个三角形分别对应相似。问题3边长为1厘米的25个小正方形组成的正方形网格上有一个ABC.请同学们在网格上，画出一个与ABC相似且面积最大的网格三角形，并求出其最大面积？生：（这又是一个能够马上动手进入解题状态的问题）师：各位同学，请注意其中的关键词：相似、面积最大、网格三角形。（教师在巡视同学们解题方法的同时，不时指出其中的问题。）师：我很抱歉地告诉你，你的这个三角形并非最大的，还有比它更大的呢！师：哦，我很遗憾地告诉你，你的这个三角形和ABC并不相似呢，你不妨再看看。（一些同学已经发现了解决问题的切入口，一些同学还在摸索中尝试。教师请一代表阐述自己的观点）生J：网格图中最长的线段是对角线，如若对角线能成为与ABC相似的网格三角形的最长边，那么，问题就迎刃而解了。师：说得真好！那么，这种理想状态能否实现呢？生K：能！我来画给大家看。当然，我们还需要辅助一些计算来说明问题。师：事实上，这个问题尝试多了也能凑出来。但是，令我高兴的是，同学们能从理性的角度给出数学本质上的严谨的阐述。原来问题的解决是有规律可循的。好，我又想给出我的课后思考题了：请问，在这个正方形网格图上，有多少和ABC相似的网格三角形？需要提醒的是，全等也是相似的一种特殊情况噢！【感想与评析】“问题串”的设置大都简约、明晰，而且似乎在最初的时刻，人人都可以马上动手进入解题状态。但是，不能否认的是，每一题都充满了刺激和神奇，并非一蹴而就。令人心向往之的同时又不乏艰辛和挑战。特别地，问题解决的过程处处彰显着数学之美。3、作业与练习问题4矩形的长与宽分别为1，a（其中a大于1），将其分割成三个与原来矩形均相似的小矩形，画出分割图，并求出相应的a的值.问题5如果正方形的一边落在三角形的一条边上，其余两个顶点分别在三角形的另外两条边上，则这样的正方形叫做三角形的内接正方形）（1）请在图、图的两个直角三角形中分别画出可能的内接正方形，并通过计算说明哪个内接正方形的面积最大？（2）在锐角ABC中，BC=a，AC=b，AB=c，且abc，请问怎样的内接正方形面积最大？并说明理由. 三、留下的是什么？爱因斯坦曾经援引过M.劳厄尔的一段话:“教育，是指所有学会的东西都忘却了以后仍然留下来的那些东西”。最后，我在课将结束与学生分别之时，这样说：同学们，作为教师我来说，题目如何能讲得完？！作为学生你来说，题目又如何能做得尽？！最关键的是：要能在若干题目的解决、领略、思考过程中，得到灵动的感悟和深刻的启迪。比方说，今天的课中，动手操作与逻辑思维的相融互摄，以敏锐的嗅觉和敏