精彩点评一
2022年广东省广州市中考数学第25题是一道与几何图形面积问题有关的题。听了王刚老师的课,受益颇多,对“一题多解促思维,一题多变提素养”以及新课标下的教学理念有了拨云见日的新认识。
王老师结合图形分析,从基本方法出发,总结出求线段长的方法有以下几种:运用勾股定理计算、运用图形的特殊性质进行推理计算、运用三角函数计算、运三角形相似线段比例计算、建系运用两点间距离公式计算。在第(2)问中E、F为动点,王老师从图形角度来看,题目只有描述,没有给出图形,提醒要求学生自己规范画图是做对此题的关键;涉及动点问题时采用“动中取静”的解题策略;引导学生解决问题。充分体现了学生为主体教师为主导的教学理念。在求不规则图形的面积时王老师从基本方法入手,采用割补法、比例法、割补结合、比例法。在解决几何最值问题从两种方向突破,一是几何变换(比如通过对称、旋转、平移、截取等方式构造相似进行推理);二是代数计算(比如通过函数增减性求最值、通过不等式求最值等)。真正的体现了“一题多解促思维,一题多变提素养”的教学理念。
解题探究的过程就是一种观察、尝试、猜想、探索、实验、论证、发现的过程,教师一定要带领学生读懂条件和结论,抓住题目中的条件特征、结论特征和图形特征,从中寻找突破口。但作为教师,不仅仅是教会学生正确的答案和解题方法,更重要的是挖掘中考题的潜在功能和作用,提升教学能力。因此,在总结经验、掌握通式和通法的基础上,还要引导学生结合题目的特点一题多解、一题多变、一图多变,拓宽思路,帮助学生在变式训练中发展思维的灵活性与发散性。“解一题,会一类,通一片”,让学生由此及彼,并感悟出同类问题的深层结构,使得学生下次再碰到类似问题时能快速找到切人点,顺利贯通思路,提升解题能力的同时,发展数学洞察力,训练思维的深度,让一题多解、一题多变成就精彩,让课堂高效起来。
再次感谢张钦博士提供的多元高效的学习平台,感谢王老师带给我们的思维“盛宴”。
精彩点评二
2022年广东省广州市中考数学第25题是一道以菱形为背景几何综合题,涉及到三角形、四边形、相似三角形、勾股定理、三角函数、二次函数等相关知识,需应用数形结合、函数思想、转化思想、类比等数学基本思想方法。聆听了王刚老师的研题,受益颇多:围绕真正的数学问题,开展有数学含金量的教学活动,促使学生在独立思考的过程中形成数学的思维方式,发展数学素养:几何直观、模型思想、空间观念、运算能力、推理能力等数学核心素养。
本题题目设计由基本图形“菱形ABCD中,∠BAD=120°,AB=6”开始,设计(1)连结BD,求BD的长;(基础性问题,学生轻松解答。激发学生挑战心里和好奇心:下一问会解决什么问题?)设计(2)点E为线段BD上的一动点(不与点B、D重合),点F在边AD上,且BE=√3DF.①当CE⊥AB时,求四边形ABEF的面积;
②当四边形ABEF的面积取得最小值时,CE+√3CF的值是否也最小?如果是,求CE+√3CF的最小值;如果不是,请说明理由。问题开始爬缓坡(读题画图);第①题,特殊情况(CE⊥AB)时, 求四边形ABEF的面积,这是爬陡坡;第②题,一般情况时, 求四边形ABEF的面积最小值,这是爬坎;当四边形ABEF的面积取得最小值时,CE+√3CF的值是否也最小?如果是,求CE+√3CF的最小值;如果不是,请说明理由,这是登上顶峰的峭壁 ,需付出艰辛的努力。
王刚老师解题探究:引导学生读懂条件和结论,抓住题目中的条件特征、结论特征和图形特征,从中寻找解题入点,由浅入深,循序渐进,水到渠成,完成解题,给人行云流水、非常通透的感觉。
1、解题思路分析:“从图形角度来看”、“从基本方法来看”,从题目的已知条件和需解决问题两方面分析,找到解决问题突破口和解题思路。在(1)求BD的长时,运用勾股定理、图形的特殊性质、三角函数、三角形相似比、建系用两点间距离公式多种方法求解,符合学生多角度思考问题的实际,同时也为后续解答打下基础。
2、紧扣课标和教材,应用常规和常法,突破重难点。
在第(2)问中E、F为动点,题目只有描述,没有给出图形,王老师引导的思路分析非常到位:当CE⊥AB时规范画图是做对此题的关键;引导学生求不规则图形的面积基本方法入手,采用割补法、比例法、割补结合。特别是应用和差法很容易突破此重点。
第(2)问中第②题在解决几何最值问题时,王老师引导的思路分析非常精彩:本题需要分两步解决两个问题,第一步是求出S四ABEF的最小值,确定前提;第二步是求出CE+√3CF的最小值;然后对比二者是否匹配.
在求出S四ABEF的最小值时,设DF=n,则BE=√3n,DE=6√3−√3n,AF=6−n,把相关边上高用含n的式子表示出来,再用含n的式子表示相关图形面积,后根据图形面积间数量关系得到二次函数,最后由二次函数的性质求出S四ABEF的最小值。
当四边形ABEF的面积取得最小值时,CE+√3CF的值是否也最小?王老师引导的思路分析: 1.代数法:第一想法依然是利用二次函数性质求最值;2.几何法:线段最值肯定绕不开“两点之间,线段最短”,“点到直线,垂线段最短”这两个基本定理,我们可以以此为突破口,打开思路;√3CF与BE=√3DF必有联系,可构造√3倍相似。其中,代数法:设DF=n,根据勾股定理和三角函数或建坐标系用含n的式子表示CE+√3CF,得到函数解析式求最小值;几何法:构造构造√3倍相似,利用两点之间线段最短求最小值。
3、在“双减”背景下,通过 “一题多解促思维,一题多变提素养”,以研题促高效的落实。
解题探究的过程就是一种观察、尝试、猜想、探索、实验、论证、发现的过程,在总结经验、掌握通式和通法的基础上,还要引导学生结合题目的特点一题多解、一题多变、一图多变,拓宽思路,帮助学生在变式训练中进行归纳和类比,达到“解一题,会一类,通一片”的高效目的。
张博士说过:理解数学,理解学生,理解教学,理解技术。特别是,教师对“内容所反映的数学思想方法”的理解水平决定了教学所能达到的水平和效果。王刚老师对研究的题目高屋建瓴把握,对教材和课标深度挖掘,行云流水的讲题,令人惊叹!我再一次体会到:理解数学,理解学生,理解教学,理解技术是教师专业发展的基石。
再次感谢张钦博士提供的学习平台,感谢王刚老师带给我们的精彩分享!
精彩点评三
认真学习了王老师2022年广东省广州市中考数学第25题的研题,收获颇多。本题是一道图形与几何领域、数与代数领域相结合的综合性大题,图形简洁、题干精炼,但涉及到的知识广、方法多,综合性强。综合考察菱形的性质、勾股定理、相似、三角函数、二次函数、几何变换及最短路径问题。综合考察学生的运算能力、几何推理意识、几何直观想象、数形结合思想及基本图形转化思想。
王老师结合题设条件展开理性推理,合理建立知识之间的逻辑关系,从而找到解题的出口,为我们做了非常好的示范。王老师的讲解有以下四个方面值得我学习:
一、充分挖掘题干信息,厘清文字信息与图形信息的联系
总题干:在菱形ABCD中,∠BAD=120°,AB=6,连结BD。结合文字信息与图形信息,三个条件:一个特殊形(菱形)、一个特殊角(120°角)、一条定长(边为6)。
将特殊角(120°)、定长(菱形边长为6)这两个条件与特殊形(菱形)结合可得特殊形(△DAB为顶角为120°、腰长为6的等腰三角形)。进而从两边一角(AD=AB=6,∠DAB=120°)、两角一边(AD=6,∠DAB=120°、∠DBA=30°)两个角度作两类辅助线(一类是等腰三角形“三线合一”连AC、一类是钝角三角形底边上的高)构造两种直角三角形,利用勾股定理、特殊角30°所对直角边是斜边一半、三角函数、相似比、建系解析法五种思路解决定长BD的长。而这五中思路的核心都离不开已知“两边一角”或“两角一边”构造直角三角形解决三角形的边、角元素的基本图。
进而得到特殊角(30°、60°、90°、120°角)、定长(边长为6、对角线BD为6√3、菱形的高3√3)、定比(BD:AD=√3)、特殊三角形(含30°的直角三角形、顶角为120°的等腰三角形)。为第二问的动态问题“动中取静”提供了较好的铺垫。
(2)问题干:点E为线段BD上的一动点(不与点B、D重合),点F在边AD上,且BE=√3DF.
两动点(E在线段BD上运动、F在线段AD上运动)、一定比(BE:DF=√3)。“动中取静”,结合第一问的结论可得定比(BD:AD=√3),两组线段成比例(DA:BD=DF:BE=√3)可得:E、F分别在BD、AD上运动,两点同时出发、同时到达终点,运动路程之比为定值即对角线BD与边AD之比。
(2)问的第一个问题特殊位置(CE⊥AB)下的四边形ABEF的面积的求法为第二个问题一般情况下四边形ABEF面积的最值问题做方法的铺垫。
二、综合运用常规常法,厘清算理算法与推理的联系
(3)问第一个问题以及第二个问题的第一步都是要解决四边形ABEF的面积。
从解题思路而言。王老师强调作图的重要性,给出求不规则图形面积的求法的基本思路——割补法,三个思考方向——分割法、补全法、割补结合法。
分割法有两个思路,思路1:连接AE.S四ABEF=S△ABE+S△AEF;思路2:连接BF,S四ABEF=S△ABF+S△BEF.其实还可以通过过E作AD//EM交AB于点M,将DF转化为EM,则S四ABEF=S△EBM+S四AMEFB。补全法S_四ABEF=S_△ABD−S_△DEF。割补结合法:S_四ABEF=S_梯PFEG+S_△BGE−S_△APF。三类解题思路,体现了算理的思维层次性与多样性。
从计算方式而言,有两类计算方式,一类是利用已知定长作高直接求各部分图形面积,由于底边选择不同、计算方式也不同,这类计算方式考察学生的运算能力。第二类将△ABD的面积当作定值作为整体,利用已求线段比,借助线段比、相似比,从比例角度将其它各部分图形面积借助底之比、高之比转化为用含△ABD的面积的代数式表示,体现了整体思想以及比例转化思想。两类计算方式的不同体现了算法背后思维的深度与广度。
三、充分运用代几结合,厘清代数推理与几何变换的联系
(2)问第二个问题中,CE+√3CF何时取最小值是本题的最后一个难点。通过前面的分析,E、F分别在DA、BD上运动,同时出发同时到达终点。CE在特殊形△CEB(CB=6,∠CBE=30°)中,CF在特殊形△CFD(CD=6,∠CDF=60°)中。通过作垂线构造直角三角形进行代数计算或利用“垂线段最短”借助信息技术手段动画演示,发现CE、CF同时取得最大值、同时取得最小值。因此,CE+√3CF何时取得最小值有两类思路方向。第一类思路方向:当CE、CF分别取最小值时(因为CE、CF同时取最小值),CE+√3CF最小。进而得出两种思路:构造直角三角形代数推理计算(解三角形或建系解析法)和特殊位置(CE⊥DB、CF⊥AD)利用“垂线段最短”解决。第二类思考方向:把“CE+√3CF”当作整体。一种思路是CE不变、构造线段长为√3CF,即作相似比√3的△CDF的相似三角形;第二种思路是CF不变,构造线段长为√3CE,即作相似比√3的△CEB的相似三角形.
四、注重变式教学,依标依教材追溯母题来源
王老师通过题变图不变、图变题也变,结合教材母题对本试题从课标要求、教材要求出发,深度挖掘变式。一个建议:本题是特殊形(菱形)特殊角(120°)特殊比(√3),可否对特殊形(菱形、矩形或正方形)特殊角(120°、135°)特殊比(√3、√2、2)等进行深度变式,达到多解归一,实现触类旁通。
感谢张钦博士提供的学习平台,感谢王刚老师带给我们的数学研题盛宴!
“数学思维的培育”是数学教学的终极目标,通过王老师的讲解,我也进行了反思。希望自己在今后的课堂教学中,抓住教材母题,深度挖掘文字信息与图形信息,从机械运算与推理角度厘清算理算法,实现算理算法的最优化,运用代数问题几何化、几何问题代数化,从代几结合的角度去分析代数运算中的几何逻辑、从几何逻辑中寻求代数推理的优化。注重试题的变式探究,力争让学生“解一题、会一类、通一片”。静下心来沉淀,向理解数学、理解学生、理解技术、理解教学的要求中孜孜不倦的改变自己的教学。
精彩点评四
通过对王老师第99讲的学习,我主要得到了以下几点收获
一、在平时的教学过程中,要注重几何基本图形,解题基本方法。
几何基本图形包括点、直线、线段、射线、角、平行线、垂线、三角形、四边形、圆等。在学习几何时,需要首先掌握这些基本图形的定义、特征和性质。
掌握基本图形后,需要学习相关的基本方法和技巧,如三角形的相似性质、勾股定理、正弦定理、余弦定理等。同时,还应该掌握几何推理和证明的方法,如假设法、反证法、对偶原理等。
为了更好地学习几何,还需要进行大量的练习,通过实际操作和解题,加深对基本图形和方法的理解和掌握。另外,在学习中还需注意积极思考、多角度思考,善于发现和运用几何知识,提升自己的创造力和解决问题的能力。
二、针对基础薄弱的同学如何提高他们的几何解题能力。
1. 理清知识体系:几何学是一门需要建立起严谨知识体系的学科,在学习的过程中需要清晰地理解不同概念与定理之间的关系。较弱的同学应该在构建知识体系上下功夫,不要盲目攻坚,而应从简单的逐步迈向复杂,合理安排时间,不断巩固。
2. 多画图加深理解:几何学需要通过画图加深学习理解程度,较弱的同学可以多做画图的练习,比如画出几何图形、截图、变形,增强几何视觉化的理解。
3. 练习解题技巧:几何学的题目往往有着具体的解题思路和技巧,建议多练习例题和习题,掌握几何学的解题技巧,并且多思考证明每一个例如中各个步骤的必要性。
4. 提高数学素养:几何学考察综合能力整体素养,包括代数、数论等各方面。除了纯几何的精细计算外,数学素养也是非常必要的,比如不等式、代数方程、函数图像,多做类似题目,拓宽数学视野。
5. 养成逻辑思维:几何学的解题实际上是运用逻辑思维进行推理,随着对理论与知识的逐渐熟练掌握,需要注重构建问题的逻辑框架和方法论,养成精确高效的解题思维,并在做题后及时反思总结。
三、几何最值问题的解决方法。
几何最值问题是一类比较典型的几何优化问题。在解决几何最值问题时,可以采用以下基本思路:
1. 确定问题:明确所求问题,通过建立合适的几何模型,清晰地描述问题、寻找限制条件。
2. 特殊情况:根据问题的不同,考虑特殊情况,包括平移、旋转、反演等几何变换,或者问题中存在等比例关系等特殊情况,利用这些特殊情况简化问题的分析。
3. 加强限制条件:将问题中的限制条件尽可能地紧化,增加限制性,进而确定几何形状和大小的范围,减少解的空间。
4. 利用面积、相似、等比等关系:将几何形状抽象为图形,利用图形的面积、相似、等比例关系等基本性质,使问题简化,将连续、曲折的问题转化为图像上直线和面的运算。
5. 确定目标函数:将目标量用数值进行具体化,并且把目标变量和约束条件以及问题的其他信息相互关联,确定目标函数。
需要注意的是,在解决几何最值问题时,对能够用到的相关几何定理和图形要非常熟悉,并且要注重几何图形的抽象、分析和归纳,以及加强数学建模和计算机辅助求解能力。
最后感谢王老师的充分准备,以及张钦博士为我们提供了这样一个交流和进步的平台。
个人感言
从选题而言,本次研题所选的题目是2022年广州中考第二十五题,是一道以菱形为骨架、以数形结合为脉络、以函数观念为灵魂的几何综合题,由于我的整个研究过程是断断续续的,所以每一次再来整理和思考的时候都会发现不同的道路和新的方法。在反复研究了题目之后,我发现题目虽然难度不算很高,但是它覆盖的知识、方法、思想非常广泛,每一问给考生留的思路很开阔,可以从很多不同的方向去思考,不管是擅长几何、还是擅长代数的考生都能较快打开局面。
从个人感受而言,本次研题对我来说可谓是:痛并快乐着。
痛,是因为对自己来说,这是一个很大的挑战,当初硬着头皮报名其实也是想借此机会逼自己一把,希望以此为契机促使自己的知识和能力有所提升。在准备的过程中,随着我不断深入思考,就不断发现自己身上的能力欠缺,就像给自己的教学能力和研究能力做了一次体检,暴露出了自己的各种病症。再有,每周看到其他老师的优秀表现,会让自己压力倍增,生怕自己表现糟糕,拉低了整个研题的档次。再加上本学期自己私事缠身,空闲时间不多,只能抽碎片时间进行,这更让我心中不安。
快乐,是因为在研究题目、反思教学的过程中自己解题能力、教学能力、研究能力有了显著提升,面对压轴题思考的广度和深度也有所增加,自己的日常教学也因此发生着悄然的变化,对学生的辅导也变得更深入、更精准、更从容。
对我来说最难的是教学反思的部分,由于自己学习不足,一开始真的不知从何说起,所以只能一遍遍翻教材、读课标、观看其他老师的研题示范,才有了一点简单的想法。由于能力所限,对于题目和教学的认识还不够深刻,反思可能也不太准确,和之前的老师们比,差距甚远。但是于我个人而言,本次的研题过程,对我有非常大的促进作用。
感谢张钦博士给我们提供了这样一个研究展示的平台,感谢本次点评的胡芳老师、谭明文老师、王超老师、许莎老师对我的建议,感谢我们五峰数学教研员雷斌老师的鼓励,感谢黄毅老师、王勋友老师、尹文才老师、黄学芳老师对我的指导,感谢研题群中的各位老师的指点。
王刚老师简介
王刚,五峰实验初级中学数学教师,宜昌市卓越教育人才“千人计划”成员,宜昌市数学学“1+1+N”学科中心组成员,五峰数学学科工作室成员。本是学文学出身,因学校工作需要,转教数学。从教五年来,一直秉承“亲其师,方能信其道”的理念,注重对学生的引导和沟通。我也一直在不断学习,努力提升自己,争取早日成为一名合格的数学教师。
教研参考书籍推荐
《从优秀试题研究中领悟初中数学教学》(张钦著)
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