歐陽鑾容
(福建省莆田哲理中學,福建莆田 351100)
觀察近三年福建省中考數學試題不難發現,試題帶有濃濃的硝煙味,體現著數學學科必備的學科素養[1]。筆者以欣賞的方式選擇適于課堂教學的經典案例。學習了九年級第二十四章“圓的知識”后,進行章節復習時,筆者在課堂上詳細講解了2018年福建省中考數學(B)試卷的第24 題。
【案例】如圖1 所示,D是ΔABC外接圓上的動點,且B、D位于AC的兩側,DE⊥AB,垂足為E,DE的延長線交此圓于點F。BG⊥AD,垂足為G,BG交DE于點H,DC、FB的延長線交于點P,且PC=PB。
(1)求證:BG//CD。
(2)設ΔABC外接圓的圓心為O,若AB=3DH,∠OHD=80°,求∠BDE的大小。

圖1
試題以“圓”出現,一定會考查圓的相關性質;給出了三角形,就會運用三角形的性質定理,尤其是等腰三角形的性質定理。圖2 的備用圖中出現直角三角形,因此一定有直角三角形的性質應用。問題(1)要求證BG//CD,證明推理過程中一定用到平行線的性質與判定定理;問題(2)要求∠BDE的大小,考查學生的數學綜合運算能力和推理能力。

圖2
毋庸置疑,本題是一道綜合性很強的試題,將空間觀念與幾何的直觀性緊密結合起來,融入數學的化歸與轉化思想,也是分類與數形轉換學科素養的具體體現[2]。
第(1)問求證平行線的判定定理,讓學生回歸這方面的知識,總結歸納出這么幾點:①同位角相等;②內錯角相等;③同旁內角互補。然后進行思考作答,選擇恰當的平行線判定定理。
題干中有“BG⊥AD,垂足為G”,說明∠AGB=90°,只要證明∠ADC=90°,即可證明BG//CD。也就是證明AC為圓的直徑,需要證明ΔABC是直角三角形,∠ABC=90°。
再從題干PC=PB出發, 根據三角形的等邊對等角性質得出∠PCB=∠PBC, 根據四點共圓的 性 質 可 知∠BAD+∠BCD=180 °, 從 而 得 出:∠BFD=∠PCB=∠PBC。
再由平行線的判定知道BC//DF,即得出∠ABC=90°。至此,可引導學生寫出規范步驟。
如圖1 所示,因為PC=PB,所以有∠PCB=∠PBC。
又因四邊形ABCD內接于圓,其對角∠BAD+∠BCD=180°。
再 由∠BCD+∠PCB=180 °, ∠BAD=∠PCB; 因∠BAD=∠BFD,故∠BFD=∠PCB=∠PBC,BC//DF。
學生容易忽略同位角相等直接得出BC//DF的結論,在此多加強化,以增強解題過程的嚴密性。
由DE⊥AB,∠DEB=90°,∠ABC=90°,AC為圓的直徑,∠ADC=90°;再由BG⊥AD,∠AGB=90°,∠ADC=∠AGB,故BG//CD。
學生容易忽略BG⊥AD,∠AGB=90°,∠ADC=∠AGB,造成答題不規范。只有要求規范答題,才能培養學生的學科素養。
第(2)問讓學生回歸特殊三角函數值、直角三角形與角度的關系等知識。要求∠BDE的大小,先需要把BD連接起來,證明四邊形BCDH是平行四邊形,推出BC=DH,根據特殊的三角函數值確定∠ACB=60°,∠BAC=30°,進而得出再分圖3、圖4 兩種情況進行討論。

圖3

圖4
通過課堂分析,引導學生正確書寫答題過程。
由(1)可知:BC//DF,BG//CD,所以四邊形BCDH是平行四邊形,由此可知BC=DH;
已知在直角ΔABC中,因此,∠ACB=60°,∠BAC=30°;
∠ADB=60°,直角三角形中有,從而可得出
討論:學生只是按圖1 去思考問題,沒有討論,答案不全。教師應及時進行點撥,可以提高學生對數學知識的思辨能力、分析討論能力。
①當圓心O在DE的左側時,在圖3 中,作直徑DM,連接AM、OH,就可以確定∠DAM=90°,∠AMD+∠ADM=90°。
又因DE⊥AB,所以∠BED=90°,∠BDE+∠ABD=90°;
因為∠AMD=∠ABD,所以∠ADM=∠BDE;
又有∠AOB=60°,故有∠ADM+∠BDE=40°,得出∠BDE=∠ADM=20°。
②當圓心O在DE的右側時,如圖4 所示,作直徑DN,連接BN,根據①的推斷可知:∠ADE=∠BDN=20°,即∠ODH=20°,因此,∠BDE=∠BDN+∠ODH=40°。
學生沒有根據①的推斷得知:∠ADE=∠BDN=20°,而是再次將①中的步驟復述一遍,造成步驟煩瑣、重復。學會簡化過程,思路清晰,這是構建學科素養必備的素質[3]。
由①和②可知,∠BDE的度數為20°或40°。
總而言之,中考試題是命題專家為考查學科核心素養而精心策劃的,具有典型性。課堂上引經據典,一方面可以剖析考題涵蓋的知識點,分析試題考查的學科能力;另一方面,還可以點撥考題涉及的重要的知識點,引導學生在探究中培養學科核心素養。