素質教育背景下,教師應以生為本,引導學生主動建構知識,發展數學能力,助力全面發展.在實踐教學中,教師要充分研究教材內容,研究基本學情,合理創設探究活動,充分激發學生潛能,構建新型生態課堂,以此提升學生學力,培養“全面發展的人”筆者在教學“圓周角”時,精心創設問題情境,引導學生經歷觀察、類比、猜想、驗證等活動,讓學生主動參與概念的形成過程,幫助學生深入理解概念的本質,激發學習興趣,全面提升數學能力和數學素養.
教學分析
1.內容分析
本節課是在圓和圓心角的基本概念與性質的基礎上進行深入探索,它既為后續學習圓的知識做了充分的準備,又為說明線段相等和角相等提供依據.圓周角是圓心角、弧、弦之間關系的延續,圓周角的性質在圓的有關說理、作圖、計算中有著廣泛的應用.
2.學情分析
在學習本課內容前,學生已經理解并掌握三角形的外角定理、圓的概念、圓心角概念和性質等相關知識,具有一定的邏輯推理能力,具有較強的自我發現意識,這些知識、經驗、方法、能力為學習本課知識奠定了基礎.
3.教學目標
(1)理解并掌握圓周角的概念,并能辨識和畫出圓周角;(2)掌握圓周角定理,并能應用圓周角定理解決簡單的問題;(3)經歷探索過程,體會分類討論、化歸與轉化、特殊與一般的數學思想方法,提高學生邏輯推理能力,發展學生抽象能力、幾何直觀等核心素養.
4.教學方式
教學中,教師應從學生實際出發,創設一系列具有啟發性、挑戰性的問題情境,鼓勵學生獨立思考和合作交流,引導學生用數學的眼光觀察,用數學的思維思考,提高學生發現、分析和解決問題的能力.
教學過程
1.類比引入,生成概念
師:前面我們已經學習了圓心角,你還記得圓心角是如何定義的嗎?生1:頂點在圓心,兩邊為圓的半徑,且與圓周相交的角.師:你能畫出弧AB所對的圓心角嗎?生眾:能.教師讓學生動手畫,并展示學生的操作結果,如圖1.
圖1

師:若點A、點B的位置不變,改變頂點的位置,頂點可能在什么位置?
教師鼓勵學生在圖1的基礎上繼續畫,教師巡視,并投影展示學生的操作結果,分別為頂點移動到圓內、圓上和圓外,如圖2、圖3、圖4.
圖2

圖3

圖4

師:結合已有知識經驗,你認為哪種情況最具研究價值呢?
生眾:頂點在圓上.
師:很好,你認為這類角應該叫什么角呢?
學生通過合作交流,提出此類角為“圓周角”
師:類比圓心角的概念,你能給出圓周角的概念嗎?
與圓心角的概念相類比,學生很快給出圓周角的概念,即頂點在圓上,并且兩邊都與圓相交的角叫作圓周角.
設計意圖從已有的圓心角的定義出發,引導學生通過移動圓心角的頂點位置得到三種情形,并通過對比這三種情形,自然引入圓周角.在此過程中,教師重視滲透分類討論、特殊到一般的數學思想方法,引導學生經歷觀察、操作等過程,以此調動學生學習的積極性,培養學生的觀察能力,發展學生的推理能力、幾何直觀等核心素養.
2.動手操作,猜想命題
師:在圓O上任取A,B兩點,在同一個圓上畫出劣弧AB所對的圓周角和圓心角.
教師預留時間讓學生動手畫,并讓學生思考能畫幾個圓心角.教師展示學生的操作結果,如圖5
圖5

師:誰來說一說,可以得到幾個符合條件的圓心角?幾個圓周角?
生2:只能畫一個圓心角,可以畫無數個圓周角.
師:這些圓周角之間存在怎樣的數量關系呢?
學生通過觀察、測量,得到如下猜想:(1)同弧所對的圓周角相等;(2)同弧所對的圓周角是圓心角的一半.
師:我們知道,猜想不能作為結論,接下來我們需要做什么?
生眾:推理驗證.
師:觀察以上兩個猜想,你認為可以先證明哪個猜想呢?
學生獨立思考后,主動交流,一致認為,若猜想(2)成立,則猜想(1)也成立,所以只證明第(2)個猜想即可.學生給出的理由是:以圖5為例,劣弧AB所對的圓心角只有一個,若劣弧AB所對的圓周角等于圓心角的一半,則可以說明圓周角也相等,由此確定驗證方向.
設計意圖教師引導學生動手畫圓心角和圓周角,并讓學生思考劣弧AB所對的圓心角和圓周角的個數,通過經歷觀察、操作、類比、猜想、驗證等活動,不僅可以加深學生對圓周角和圓心角概念的理解,而且能讓學生感受圓周角位置的任意性,從而激發學生探究同孤所對圓周角的數量關系的積極性,促進知識的自然生成.此環節,教師讓學生思考兩個猜想之間的聯系,滲透轉化思想,有利于學生高階思維的發展.
3.分類證明,推理驗證
師:你想如何證明以上猜想呢?(生不語)
師:請大家在圖5的基礎上繼續畫劣弧AB所對的圓周角,并將這些圓周角進行分類,說說你能得到幾種情形呢?
教師鼓勵學生動手畫,并引導學生進行分類,師生合作將圓周角分為3類:(1)圓心在角的一邊上(圖6);(2)圓心在角的內部(圖7);(3)圓心在角的外部(圖8).
圖6

圖7

圖8

師:若想要探究同弧所對的圓心角和圓周角的大小關系,你認為我們可以從哪一類圖形入手呢?
生眾:第一類圖形.
師:說說你的理由.
生3:第一類圖形最特殊,可以利用特殊到一般的思想方法驗證結論
師:很好,結合圖6,你能說說它們之間的大小關系嗎?
生4:因為 OB=OC ,所以 ΔOBC 是等腰三角形,所以 ∠ACB=∠OBC 又因 ∠AOB=∠ACB+∠OBC ,所以∠AOB=2∠ACB
師:很好,靈活運用三角形的外角定理證明了猜想,
師:如圖7,若圓心在角的內部,以上結論是否成立呢?
生5:如圖9,連接 CO 并延長至點 D ,根據已知結論可知, ∠AOD= 2∠ACD, ∠BOD=2∠BCD ,故 ∠AOD+ ∠BOD=2∠ACD+2∠BCD ,即 ∠AOB= 2∠ACB.
圖9

師:很好,若圓心在角的外部,以上結論是否依然成立呢?
學生獨立思考,教師適時給予啟發和指導.
生6:如圖10,連接C0并延長至點 D (點 D 在圓上),根據已知結論可知, ∠AOD=2∠ACD , ∠BOD= 2∠BCD ,故 ∠AOD-∠BOD=2∠ACD- 2∠BCD ,即 ∠AOB=2∠ACB.
圖10

師:很好,可見無論圓心在圓周角的內部、外部,還是在角的一邊上,以上結論均成立,這就是我們本節課重點研究的內容——圓周角定理,它在證明角相等、邊相等中有著重要的作用.(板書:圓周角定理)
設計意圖教師鼓勵學生動手操作,并引導學生根據圓心位置進行分類,讓學生體會一種情況并不具有說服力,在任何情況下結論均成立,才能證明結論成立,充分體現了數學的嚴謹性,培養了學生的理性思維.在此過程中,教師放手讓學生利用已有知識經驗進行推理驗證,這樣不僅可以加深學生對圓周角定理的理解,而且可以發展學生的邏輯推理能力,讓學生學會用數學思維去思考問題,學會用數學知識去解決問題,發展學生的數學核心素養.
4.鞏固應用,深化理解
例1如圖11,已知四邊形ABCD是正方形,請找出圓心角及其同弧所對的圓周角.
圖11

師生活動:學生獨立思考后,教師點名讓學生呈現其觀察結果,其他學生進行點評.
設計意圖引導學生從復雜圖形中抽象出圓周角和圓心角,幫助學生理解圓周角的概念,直觀感受兩者之間的關系.
例2如圖12,點A, ,B,C,D 在圓 o 上,若 ∠1=80° ,求 ∠C 和 ∠D 的度數.
圖12

學生獨立思考后,教師呈現學生的思考過程
師: ∠D 是多少度?
生眾: 40°
師:你的依據是什么?
生7: ∠1 是劣弧AB所對的圓心角, ∠D 是劣弧 AB 所對的圓周角,根據圓周角定理可知,∠D=1
∠1,所以 ∠D=40°
師: ∠C 又是多少度呢?生 8:140° 師:你是如何計算的呢?
生9: ∠C 是優弧 ADB 所對的圓 周角,又因優弧 ADB 所對的圓心角 為 280° ,所以 ∠C=140°
師:很好,所以 ∠C+∠D=?∠DAC+ ∠DBC=?
生10 ∠C+∠D=180° , ∠DAC+ ∠DBC=180°
師:課下請感興趣的同學試一試,對于任意內接四邊形,它們的對角是否也存在同樣的結論呢?
設計意圖引導學生應用圓周角定理解決問題,加深其對圓周角定理的理解.在此過程中,教師引導學生關注圓的內接四邊形對角之間的關系,并鼓勵學生課下繼續推理,以此為證明“圓的內接四邊形對角互補\"埋下伏筆.
例3如圖13,點 A,B,C 在圓 o 上, ∠AOB=100° ,則 ∠C=
圖13

題目給出后,學生很快給出答案,即根據圓周角定理得 ∠C=50° 在此基礎上,教師將該題進行變式,讓學生思考當 ∠AOB=180° 時, ∠C 等于多少度.學生口算給出答案,即當 ∠AOB=180° 時, ∠C=90° 在此基礎上,教師讓學生動手畫(圖14),并讓學生結合圖形思考當圓心角是平角時,角的兩邊具有怎樣的特征.由此在教師的啟發和指導下,學生得到新結論: 90°"的圓周角所對的弦為直徑.得到這一結論后,教師讓學生繼續探究:如圖15,圓 o 的直徑 AB 長為10,弦A C=6 2 ∠ACB 的平分線交圓o 于點 D ,連接"AD,BD",求 BC,AD,BD 的長.學生獨立思考后,教師展示學生的思考過程
圖14

圖15

師:誰來說一說,你是如何解決這個問題的?請簡述你的解題過程
生11:因為"?AB"是圓 o 的直徑,所以 ∠ACB=∠ADB=90°"在Rt△ABC中, AC=6,AB=10 ,根據勾股定理得BC=8. 又 CD 平分 ∠ACB ,所以弧 AD= 弧 BD ,所以A 1D/=BD 又 ∠ADB=90°"所以根據勾股定理得A"
":
設計意圖例題和變式題的解決,一方面加強了學生對圓周角定理的理解,另一方面通過一般到特殊的轉化,讓學生自主發現規律,抽象出結論,培養了學生的抽象能力核心素養.學生得到新結論后,教師設計專題進行訓練,讓學生體會圓周角定理在解題中的應用,提高學生綜合運用知識解決問題的能力,發展學生的邏輯推理能力.
5.歸納總結,完善結構
師:本節課我們重點學習了哪些知識內容?是如何研究的?研究過程中運用了哪些數學思想方法?
教師預留時間和空間讓學生思考、交流、表達,隨后進行點評、完善.
設計意圖教師鼓勵學生對本課重難點知識進行歸納梳理,以此進一步加深對所學知識的理解,為知識的靈活運用打下堅實的基礎.在此過程中,教師重視引導學生提煉數學思想方法,如分類討論、化歸與轉化、特殊與一般等,以此發展學生的高階思維.
教學思考
1.合理整合,“教材\"變\"學材”
教材是教師教學的重要依據,其在教學中的地位和價值是不言而喻的.不同的學生,其學習能力、思維習慣等有所不同,為了滿足不同學生的學習需求,促進學生全面發展,教師應重視對教材進行二次開發,變\"教材\"為“學材\".數學知識具有系統性,知識點之間存在邏輯聯系,所以在教學中應遵循系統性、連貫性和可持續性的原則,合理地將相互聯系的知識進行整合,以此加深對知識的理解,促進知識的整體建構,發展學生的結構化思維,提高學生的綜合能力.在本課教學中,教師不是照本宣科地介紹圓周角的定義,而是從已學的圓心角作為切入點,引導學生利用已有知識經驗主動建構新知,這樣通過親歷知識“再創造”的過程,有利于學生理性思維的生長.
2.尊重學生,“學會\"變\"會學”
在數學教學中,不僅要讓學生學會知識,更重要的是要讓學生掌握學習方法,讓學生學會學習.“學會”與“會學”雖然只有一字之差,但卻體現了從被動接受到主動探索的躍進.在初中數學教學中,教師要以學生為中心,重視學法指導,提供時間和空間讓學生主動建構新知,使其真正成為課堂的主動參與者,而非被動接受者.課堂教學中,教師應重視自主學習和合作學習的有效結合,形成“個體深度思考一全體知識碰撞\"的協同學習模式,以此培養學生獨立思考的習慣和合作交流的精神.在本課教學中,教師尊重學生,為學生精心創設問題情境,合理地引入自主學習、合作學習的學習方式,引導學生去思考、發現、抽象,培養學生的數學思維能力.
總之,數學教學除了接受學習,還可應用自主探究、合作交流等重要學習方式.教學中,教師要認真研讀教材,結合教學實際對教材內容進行整合,引導學生經歷概念的形成過程,以此培養學生的關鍵能力和核心素養,讓數學學習真正發生.
參考文獻:
[1]卓奇.從教材到學材:初中數學教學再出發一以“圖形的軸對稱\"的教學為例[J].數學教學通訊,2024(23):75-76.