江蘇省蘇州市吳中區(qū)碧波中學(xué) 王叢叢
(南京卷第27 題)結(jié)果如此巧合!
以下是小穎對一道題目的解答。
題目:如圖,Rt △ABC的內(nèi)切圓與斜邊AB相切于點(diǎn)D。AD=3,BD=4。求△ABC的面積。
解:設(shè)△ABC的內(nèi)切圓分別與AC、BC相切于點(diǎn)E、F,CE的長為x。
根據(jù)切線長定理,得AE=AD=3,BF=BD=4,CF=CE=x。
根據(jù)勾股定理得,(x+3)2+(x+4)2=(3+4)2。
整理,得x2+7x=12。
小穎發(fā)現(xiàn),12 恰好就是AD·BD,即△ABC的面積等于AD與BD的積,這僅僅是巧合嗎?
請你幫她完成下面的探索:
已知△ABC的內(nèi)切圓與AB相切于點(diǎn)D,AD=m,BD=n??梢砸话慊瘑??
(1)若∠C=90°,求證△ABC的面積等于mn。
倒過來思考呢?
(2)若AC·BC=2mm,求證∠C=90°。
改變一下條件……
(3)若∠C=60°,用m、n表示△ABC的面積。
本題原型來自蘇科版教材九年級上冊第五章第5 節(jié)“直線與圓的位置關(guān)系”的課后習(xí)題5.5 第13 題,原題如下:
在△ABC中,∠C=90°,它的內(nèi)切圓O分別與邊AB、BC、CA相切于點(diǎn)D、E、F,且BD=6,AD=4,求⊙O的半徑r。
教材習(xí)題是要解決內(nèi)切圓的半徑長度,而中考題則在此基礎(chǔ)上作了延伸,研究△ABC的面積,但其解決問題的本質(zhì)未變,都需要利用勾股定理列方程解決問題。本題既確立了教材的中心地位,又對教材習(xí)題做了延伸和拓展,為教師的教學(xué)指明了方向。
學(xué)生在中考如此緊張的氛圍中看到經(jīng)典而又熟悉的圖形,題目語言簡潔清爽,讓學(xué)生懸著的心不免放下,感覺最后一道壓軸題也可攻破,顯示出命題者對學(xué)生的人文關(guān)懷。讓學(xué)生心中產(chǎn)生壓軸題壓的并非是“難、偏、怪”,而壓的是課本的經(jīng)典和基礎(chǔ)之感,從而跳出“題海戰(zhàn)術(shù)”,回歸教材之本。
“守、破、離”源于日本劍道學(xué)習(xí)方法,后發(fā)展到匠人行業(yè)中,用來描述匠人精神。而本題的層次與“守、破、離”的精神一致,凸顯匠道之魂。
(1)守——以模仿為基礎(chǔ),全力吸收所傳授的知識
“守”即是模仿,成功的第一步驟就是“復(fù)制”。所以題目首先給出了小穎對一道題目的解答過程,這部分其實(shí)是為第(1)小題提供思路,起了鋪墊作用。學(xué)生在閱讀完解題過程后,理清題意,即可模仿小穎的解答過程,將具體數(shù)值3 和4 替換為m和n,即可做出正確答案。
(2)破——邊摸索邊探索,將堅實(shí)的基礎(chǔ)轉(zhuǎn)化為自身本領(lǐng)
“破”即是轉(zhuǎn)化,在模仿的過程中轉(zhuǎn)化為自己的內(nèi)在。第(2)小題其實(shí)相當(dāng)于證明第(1)小題的逆命題,題目難度略有提升,但是起伏不大。該題其實(shí)是考查學(xué)生是否真正理解題(1),從而對題(1)進(jìn)行反過來的應(yīng)用,既能考驗(yàn)學(xué)生在題(1)“守”的部分是否深入理解,又能考查學(xué)生是否將題目消化吸收轉(zhuǎn)化為自身部分而產(chǎn)生想法。
(3)離——開創(chuàng)新境界,加入自己的想法
“離”意味著“分離”,意味著學(xué)生要走自己想走的路,這一階段是最難的。“離”代表著過往學(xué)習(xí)的所有技巧和知識已經(jīng)成為學(xué)生的一部分,學(xué)生能流暢熟練地運(yùn)用它們。第(3)小題打開新的境界,難度進(jìn)一步提升,改變∠ACB的度數(shù),讓學(xué)生用m、n表示的面積??此祁}目發(fā)生了本質(zhì)性的改變,讓學(xué)生無從下手,但學(xué)生在經(jīng)歷了模仿和探索后,通過深入的分析思考,便會產(chǎn)生與解決第(1)小題的類似思路。要表示△ABC的面積,便要表示出△ABC的底和高,而此三角形沒有高,所以需要構(gòu)造高并想辦法表示高。一旦把高作出來,又產(chǎn)生了90°的角,便可利用勾股定理找到x、m、n之間的關(guān)系式,再用面積表達(dá)式和整體代換思想將答案求出。
《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中指出,在數(shù)學(xué)課程中,應(yīng)當(dāng)注重發(fā)展學(xué)生的數(shù)感、符號意識、空間觀念、幾何直觀、數(shù)據(jù)分析觀念、運(yùn)算能力、推理能力和模型思想,還要特別注重發(fā)展學(xué)生的應(yīng)用意識和創(chuàng)新意識。本題在考查符號意識、幾何直觀、運(yùn)算能力和模型思想上都大有體現(xiàn)??v觀本題3 道小題,無一小題出現(xiàn)具體數(shù)字的運(yùn)算,全部是用字母代表數(shù)來進(jìn)行運(yùn)算和推理,讓學(xué)生明白符號的使用,尤其是用字母表示數(shù)是數(shù)學(xué)表達(dá)和進(jìn)行數(shù)學(xué)思考的重要形式。而貫穿其中的整式運(yùn)算的量也不小,稍有不慎,便無法得出正確結(jié)論,需要學(xué)生有較強(qiáng)的運(yùn)算基礎(chǔ)。第(3)小題中的輔助線作法,就可以憑借幾何直觀由面積而自然想到,再借助第(1)小題的模型利用勾股定理建立方程。不難看出,南京市的這道中考題考查了《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》提出的學(xué)生十大核心素養(yǎng),為教師在課堂的教學(xué)指明方向。
學(xué)生如果打破本題的慣常風(fēng)格,不用題目提供的思路,而是回顧教師在講解這一圖形時講過的等面積法,也可以利用等面積法解決本道題。方法如下:
連接OA、OB、OC、OD、OE、OF,并過點(diǎn)A作AG⊥BC交BC于點(diǎn)G,設(shè)內(nèi)切圓的半徑OD=OE=OF=r。
∵∠ACB=60°,∴∠OCF=30°,
∵AG⊥BC,∴∠AGC=90°,
教材是課程標(biāo)準(zhǔn)的代言人,是教師執(zhí)教之本,一線教師不能忽視對課本例題和習(xí)題的教學(xué)。現(xiàn)在網(wǎng)上資源和市面上的習(xí)題教輔很多,許多教師將新課知識講完,隨手在網(wǎng)上或教輔上印一張試卷給學(xué)生做,試卷上的題目是否符合學(xué)生的實(shí)際情況也無從談起,導(dǎo)致對課本的“經(jīng)典”輕輕滑過,讓學(xué)生在“題?!敝姓也坏椒较?。許多中考題都能從教材上找到影子,所以教師應(yīng)該認(rèn)真研究教材,巧妙利用教材的例題和習(xí)題,不忘“培育學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科素養(yǎng)”之初心,固學(xué)生“基礎(chǔ)知識”之本,培學(xué)生“基本技能”之元,讓教學(xué)回歸到樸實(shí)和真實(shí)。只有學(xué)生打好堅實(shí)的基礎(chǔ),才能以不變應(yīng)萬變,在中考中自在地發(fā)揮自我。
數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的“靈感”如同語言學(xué)科的“語感”一樣,也是在打好基礎(chǔ),循序漸進(jìn)的過程中積累出來的,并非一蹴而就。教師應(yīng)設(shè)計好每一個環(huán)節(jié),關(guān)注好學(xué)生的思維動向,在課本的例題和習(xí)題上進(jìn)行變式教學(xué)。當(dāng)學(xué)生掌握了基本知識與技能,就應(yīng)該教導(dǎo)學(xué)生開始試著去理解出題者背后的理念,也可讓學(xué)生嘗試出題。在這一過程中,要讓學(xué)生學(xué)會獨(dú)立思考,丟棄依賴教師的習(xí)慣,并養(yǎng)成反思、質(zhì)疑的習(xí)慣,要能舉一反三,融會貫通。例如本題中第(3)小題,命題者選取了60°的角,教師在講解時可以變換角度,如特殊角30°、45°,與學(xué)生共同探討35°、45°角是否可行,命題者為何最終選取了60°角。
初三試題的講評不僅是為了學(xué)生順利通過中考服務(wù),更要激發(fā)他們的學(xué)習(xí)潛能。學(xué)生不能拘泥于原來所學(xué),要“分離”,從而達(dá)到升華之境界。例如本題的第(3)小題,教師更可與學(xué)生探究∠C角度變?yōu)槿我饨铅習(xí)r,結(jié)論如何?筆者試做如下探究:
對教師來說,“守、破、離”就是讓學(xué)生從“無我”進(jìn)入“自我”階段,再升華到“超我”階段,這是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的必經(jīng)之路。通過南京市的這道中考題,我們應(yīng)學(xué)習(xí)其匠人之道,將“匠道之魂”孕育于每節(jié)數(shù)學(xué)課堂中,培養(yǎng)學(xué)生良好思維習(xí)慣,提高學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。