2、重视知识间的联系与综合
本章内容涉及了“空间与图形”中“图形的认识”“图形与变换”“图形与坐标”“图形与证明”等各个部分的内容。在教材编写时,力求注意各个部分内容的联系与综合,围绕对于特殊四边形的认识,有机地整合各个部分的内容。
例如,利用平移由平行四边形引出菱形的概念,利用图形的旋转发现平行四边形、矩形的性质,利用菱形的轴对称性探究菱形的性质等都体现了“图形与变换”与“图形的认识”的整合。再如,前面讲的利用逻辑推理发现图形的性质也体现了“图形与证明”与“图形的认识”的整合。教科书还安排了一个选学栏目“观察与猜想 平面直角坐标系中的特殊四边形”,包括利用特殊四边形的性质在平面直角坐标系中表示它们的顶点坐标,利用图形的顶点坐标证明一些特殊四边形的性质等,这些也都体现了“图形与坐标”与“图形的认识”“图形与证明”的有机整合。
再有,本章中各种特殊四边形的研究是按照一定的逻辑顺序展开的,如由平行四边形到矩形、菱形,再到正方形,这些知识本身之间联系非常紧密,在教材编写时,也充分注意到这一点。比如注意在原有属概念基础上通过附加一些条件(种差)扩大概念的内涵、减少概念的外延来引出新的种概念,在原有属概念的性质和判定方法的基础上来研究种概念的性质和判定方法。教学时,也要充分重视到这一点。
另外,学生在小学已经学过一些四边形的知识,如一些特殊四边形的概念、平行四边形、梯形的高、面积计算等等,在七年级下册“三角形”一章中,学生也已经学习了多边形、多边形的内角和等内容。在本章教科书编写时,对这些内容未作重复而是直接使用了。在教学时,可结合学生的实际情况,必要时进行适当复习,注意知识间的联系。一方面加深对学过知识的理解,也能起到温故而知新的作用。
(三)课程学习目标
1、掌握平行四边形、矩形、菱形、正方形、梯形的概念,了解它们之间的关系;
2、探索并掌握平行四边形、矩形、菱形、正方形、等腰梯形的有关性质和常用判别方法,并能运用这些知识进行有关的证明和计算;
3、探索并了解线段、矩形、平行四边形、三角形的重心的物理意义;
4、通过经历特殊四边形性质的探索过程,丰富学生从事数学活动的经验和体验,进一步培养学生的合情推理能力;
5、结合特殊四边形性质和判定方法以及相关问题的证明,进一步培养和发展学生的逻辑思维能力和推理论证的表达能力;
6、通过分析四边形与特殊四边形,以及平行四边形与各种特殊平行四边形概念之间的联系与区别,使学生认识到特殊与一般的关系,从而体会事物之间总是互相联系又是互相区别的,进一步培养学生的辩证唯物主义观点。
(一)本章知识结构框图
本章知识结构如下图所示:
(二)适当总结与定理、逆定理有关的内容
本章中给出了定理、逆定理的概念,可以在小结中回顾已学的一些结论。例如,在第七章“三角形”中,“三角形的内角和等于180°”是由平行线的性质与平角的定义推出的,这个结论也称为三角形内角和定理。又如,在第十三章“全等三角形”中,都是利用三角形全等证明的,前一个结论也称为角的平分线的性质定理,而后一个结论是角的平分线的性质定理的逆定理。这样就可以从定理、逆定理的角度认识已学的一些结论,明确其中一些结论之间的关系。
互逆命题、互逆定理的概念,学生接受它们困难不大,对于那些不是以“如果……那么……”形式给出的命题,叙述它们的逆命题困难较大,是教学中的一个难点。解决这个难点的方法是,适当复习命题的有关内容,学会把一个命题变为“如果……那么……”的形式。注意这些概念是第一次学习,不要要求过高。
第十九章“四边形”简介
同三角形一样,四边形也是基本的平面图形。也是本学段“空间与图形”的主要研究对象。本章将在前面学生学过的平行线和三角形的基础上进一步研究一些特殊四边形的知识,探索平行四边形、矩形、菱形、正方形、梯形的有关性质和常用判定方法,并结合对相关内容的推理证明,发展学生的逻辑思维能力。本章共安排四个小节和三个选学内容,教学时间约需17课时,具体分配如下(仅供参考):
19.1 平行四边形 5课时
19.2 特殊的平行四边 6课时
19.3 梯形 2课时
19.4 课题学习 重心 2课时
数学活动
小结 2课时
(三)注重介绍数学文化
我国古代的学者们对勾股定理的研究有许多重要成就,不仅在很久以前独立地发现了勾股定理,而且使用了许多巧妙的方法证明了它,尤其在勾股定理的应用方面,对其他国家的影响很大,这些都是我国人民对人类的重要贡献。
本章介绍了我国古代的有关研究成果。在引言中介绍我国古算书《周髀算经》的记载“如果勾是三、股是四、那么弦是五”。有很多方法可以证明勾股定理。教科书为了弘扬我国古代数学成就,介绍了我国古人赵爽的证法。首先介绍赵爽弦图,然后介绍赵爽利用弦图证明命题1的基本思路。“赵爽弦图”表现了我国古人对数学的钻研精神和聪明才智,它是我国古代数学的骄傲。正因为此,这个图案被选为2002年在北京召开的世界数学家大会的会徽。还在习题中安排我国古代数学著作《九章算术》中的问题,展现我国古人在勾股定理应用研究方面的成果。
本章也介绍了国外的有关研究成果。如勾股定理的发现是从与毕达哥拉斯有关传说故事引入的。又如勾股定理的逆定理从古埃及人画直角的方法引入。再如介绍古希腊哲学家柏拉图关于勾股数的结论。
(二)结合具体例子介绍抽象概念
在本章中,结合勾股定理、勾股定理的逆定理介绍了定理、逆命题、逆定理的内容。
在勾股定理一节中,先让学生通过观察得出命题1,然后通过面积变形证明命题1。由此说明,经过证明被确认正确的命题叫做定理。
在勾股定理的逆定理一节中,从古埃及人画直角的方法谈起,然后让学生画一些三角形(已知三边,并且两边的平方和等于第三边的平方),可以发现画出的三角形是直角三角形。因而猜想如果三角形的三边长满足
,那么这个三角形是直角三角形,即教科书中的命题2。把命题2的条件、结论与上节命题1的条件、结论作比较,引出逆命题的概念。接着探究证明命题2的思路。用三角形全等证明命题2后,顺势引出逆定理的概念。命题1,命题2属于原命题成立,逆命题也成立的情况。为了防止学生由此误以为原命题成立,逆命题一定成立,教科书特别举例说明有的原命题成立,逆命题不成立。
(一)让学生体验勾股定理的探索和运用过程
勾股定理的发现从传说故事讲起,从故事中可以发现等腰直角三角形有这样的性质:以等腰直角三角形两直角边为边长的小正方形的面积的和,等于以斜边为边长的正方形的面积。再看一些其他直角三角形,发现也有上述性质。因而猜想所有直角三角形都有这个性质,即如果直角三角形的两直角边长分别为,斜边长为
,那么
(教科书把这个猜想记作命题1,把下节“如果三角形的三边长
满足
,那么这个三角形是直角三角形”记作命题2,便于引出互逆命题)。
教科书让学生用勾股定理探究三个问题。探究1是木板进门问题。按照已知数据,木板横着、竖着都不能进门,只能斜着试试。由此想到求长方形门框的对角线的长,而这个问题可以用勾股定理解决。探究2是梯子滑动问题:梯子顶端滑动一段距离,梯子的底端是否也滑动相同的距离。这个问题可以转化为已知斜边与一条直角边的长求另一条直角边的长的问题,这也可以用勾股定理解决。
探究3是在数轴上画出表示的点。分以下四步引导学生:
(1)将在数轴上画出表示的点的问题转化为画出长为
的线段的问题。
(2)由长为的线段是直角边都为1的直角三角形的斜边,联想到长为
的线段能否是直角边为正整数的直角三角形的斜边。
(3)通过尝试发现,长为的线段是直角边为2,3的直角三角形的斜边。
(4)画出长为的线段,从而在数轴上画出表示
的点。
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