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学等边三角形,要重视观察
学习《三角形的证明》,不少学生都有焦头烂额的感觉:一会三角形全等,一会等腰三角形,一会等边三角形,一会直角三角形,应接不暇;一会性质,一会判定,一会定理,一会逆定理,主次不分;读知识点,跟老师分析例题,头头是道心领神会,一旦遇到新问题,头也摸不着,脚也摸不到,云里雾中。瞻前就难以顾后,顾后就难以瞻前。学习三角形,不如说成一天天糊里又糊涂的煎熬。
2022年版《义务教育数学课程标准》,提出了数学核心素养的观点。所谓数学核心素养,通俗的说就是,带有数学特色的“看、想、说”。《三角形的证明》学习得茫然,恰恰说明了数学味道的清淡。索然无味,学生们的兴趣当然不会浓,热情当然不会高,精神当然不会好。
以等边三角形为例说明,我认为:挖掘特殊形状三角形的演变过程、体现数学学习的推理特色、重视观点和想法的描述和表达,学习才会既自然又生动而且能够提高效果。
1.挖掘等腰、等边、直角三角形的演变过程,链接成网。演变,既要有从低级到高级的进化,也要有从高级到低级的还原过程。低级到高级,代表着元素的特殊化。高级到低级,意味着元素的普适性。多维度考量,演变才会变得丰满。我设计了三个维度:等腰三角形与等边三角形的演变;对称属性的演变;特殊三角形家族俯瞰图。等腰三角形到等边三角形,条件强化,两边相等到三边相等,三个角相等到三个角相两,边的变化引起了角的变化;从等边三角形到等腰三角形,条件弱化,三边相等到两边相等,三个角相等到两个角相等,边的退化引起了角的退化。退化与进化,一般与特殊,等腰三角形与等边三角形之间才能形成一条完整的通道【见附件1】。
图形变换的存在,几何学习因而成了“活水”。从变换角度看,等腰三角形属于轴对称图形,对称轴就是底边的中垂线。沿着对称轴折叠,等腰三角形被分割成的两部分全等。而等边三角形,腰就是底、底就是腰,对称轴于是具有了3条。从三角形全等角度看,等边三角形中的全等也就不再限于直角三角形间。从图形形状上看,等边三角形中的特殊三角形更加丰富(有直角三角形12个、有等腰三角形3个)。对称性的进化或者退化考量,等边三角形与等腰三角形之间无疑错综成网状。【见附图2】
特殊三角形,初中阶段涉及到等腰三角形、等边三角形、含30度角的直角三角形、等腰直角三角形。等腰三角形,足能成为全体特殊三角形的纽带。底和腰相等,等边三角形出现;做出等腰三角形底边的高,被分割成了两部分是两个全等的直角三角形;伴随着等腰三角形底角度数的变化,直角三角形的形状也会发生变化,或者出现30度或者出现45度(就如三角形套尺)。完全可以说,等腰三角形就是直角三角形的“母亲”。等边三角形条件弱化,有异曲同工之妙。特殊三角形的集集,主干分支错落有致,俨然繁荣的大家族。【见附图3】
2.以推理为核心,体现数学的严谨之美。数学,发展思维的载体。学习数学,也就是学会思考。学数学的过程,解决问题的过程,不断拓展已知领域进而触摸还没有认知过的领域。从已知到未知,也就是紧紧依据法则概念公式定理来得到新的结论。以探索“含30度角直角三角形的性质”为例。认知基础:等边三角形的概念以及边角性质、判别方法、三角形全等;思考方法:绘制不同大小的含30度角的直角三角形,观察并且猜测30度角的对边和斜边的大小关系,利用原有认知解决新问题。一方面,可以将短片加倍延长构造等边三角形;另一方面,可以将斜边折半,构造出等边三角形和等腰三角形各一个。换一个角度,30度角所在的直角三角形恰恰是等边三角形的一半,或者,这种特殊的直角三角形可以继续分割,成等边三角形和直角三角形两部分。30度角所对的直角边的长度等于斜边长度一半,是截长或者补短的结果,是步行或者分割的结果,是原有经验的价值体现。教亦有道,学习亦有道。推理,提起有用的已知信息,注重每个步骤的依据,得到的结论才会真实可信。“暮然回首,那人却在灯火阑珊处”。推理的灵感,就在等腰等边的演变过程中。全方位审视,无疑就是后续学习的源头。【见附件4】
3.重视表达,学习成果达成内化。数学不仅是运算和推理的工具,还是表达和交流的语言。不管是研究空间形式还是数量关系,流利、完整、清晰、准确的表达才是数学素养素养的标志。有哑巴英语,也有哑巴数学。试卷、练习、考试,绝不是学数学的全部。数学表达,兼顾学科特色和观点展示才能称得上完美。结合课堂观察,以等边三角形的学习为例,有3点思考。第一,准确运用术语不可回避,常有类似“直角边的平方加直角边的平方等于斜边的平方,这样的三角形是直角三角形”,“平方加平方”我们称之为“平方和” 叙述显然繁琐,“未有鸡,哪有鸡蛋?”,没有直角三角形,怎么会有直角边和斜边的说法?语言规范,然后才有课堂的数学味道;第二,逻辑才是表达的魂,推理讲究“有条有理,步步有据”,表达也是如此。“30度角直角三角形的性质”探索,有这样的推理片段【见附件5】
教材编排重视“螺旋化上升”,螺旋化上升并非不要逻辑,“中垂线的性质”在直角三角形学习之后,显然不能作为此时推理的依据,依据盲目扩大化只会造成逻辑混乱,强调认知基础表达才会有清晰基础;第三,合理使用思维工具表达才有根,比如上述思考,可以借用思维导图来辅助。【见附件6】
工欲善其事,必先利其器,以思维导图引领,问题解决轨迹一目了然,“从哪里出发到何处去?”、“需要什么依据,能够得到哪些结论?”、“未知和已知的连接点”尽在其中。环节完整,不会遗失也不会重复;思路清晰,不会中断也不会走偏。用语规范,逻辑清晰,工具辅助,学习才能成为自己的独特经验,学习也能变成展示自我实力的舞台。
百度百科解释:“观察,是有目的、有计划的知觉活动,是知觉的一种高级形式。观,指看、听等感知行为,察即分析思考,即观察不止是视觉过程,是以视觉为主,融其他感觉为一体的综合感知,而且观察包含着积极的思维活动,因此称之为知觉的高级形式。”有目的、有计划、有层次、全方位观察,数学才能从“冰美人”的阴影中走出来,真正走进生活、走进经验、走进思想。多种感知一起发力,阅读、猜想、发现、归纳、验证、推广,丰富多彩的活动才能真正赋予数学学习“美人”的风采。