“課題學(xué)習(xí)”是將研究性學(xué)習(xí)的思想和方法體現(xiàn)在數(shù)學(xué)教學(xué)中,使大家在獲得數(shù)學(xué)知識(shí)的同時(shí),參與體驗(yàn)研究性學(xué)習(xí)的過程,是一個(gè)實(shí)驗(yàn)、探索、交流的過程,從實(shí)際問題抽象出數(shù)學(xué)問題,建立數(shù)學(xué)模型,綜合應(yīng)用已有知識(shí)解決問題。
“課題學(xué)習(xí)”通常以探索、研究、實(shí)驗(yàn)操作等不同形式呈現(xiàn)于中考數(shù)學(xué)命題之中。課題學(xué)習(xí)試題的結(jié)構(gòu)有:課題的提出、數(shù)學(xué)模型的建立、問題的解決、數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用、研究問題的方法。下面是2011年江西省中考數(shù)學(xué)樣卷中的一道題,通過對(duì)這道題的賞析與拓展,希望同學(xué)們能領(lǐng)悟課題學(xué)習(xí)試題的本質(zhì)。
某課外學(xué)習(xí)小組在一次學(xué)習(xí)研討中發(fā)現(xiàn)以下命題:
平面內(nèi)兩條直線l1∥l2,它們之間的距離等于a。一塊正方形紙板ABCD的邊長(zhǎng)也等于a?,F(xiàn)將這塊硬紙板平放在兩條平行線上。如圖1,將點(diǎn)C放置在直線l2上,且AC⊥l1于O, 使得直線l1與AB、AD分別相交于E、F,則△AEF的周長(zhǎng)等于2a。
任務(wù)要求 (1)證明以上命題;(2)請(qǐng)你繼續(xù)完成下面的探索:
?、偃鐖D2,若繞點(diǎn)C轉(zhuǎn)動(dòng)正方形硬紙板ABCD,使得直線l1與AB、AD分別相交于E、F,試問△AEF的周長(zhǎng)等于2a還成立嗎?并證明你的結(jié)論。
?、谌鐖D3,將正方形硬紙板ABCD任意放置,使得直線l1與AB、AD相交于E、F,直線l2與BC、CD分別相交于G、H,設(shè)△AEF的周長(zhǎng)為m1,△CGH的周長(zhǎng)為m2,試問m1,m2和a之間存在著什么關(guān)系?試證明你的結(jié)論。
解析:(1)連接EC,F(xiàn)C(如圖1)。
由△BCE≌△OCE,得BE=EO,同理OF=FD,所以AE+EF+AF=AE+EO+OF+AF=AB+AD=2a。
?。?)①如圖4,過C作CM⊥EF于M,可證明△BCE≌△MCE,
△CMF≌△CDF,得BE=ME,MF=DF,則AE+EF+AF=AE+EM+MF+AF=AB+AD=2a。
?、趍1+m2=2a。
如圖5,將l1、l2分別同時(shí)向下平移相同的距離得到l3、l4,使得l4經(jīng)過點(diǎn)C,l3交AB于M,交AD于N,l3和l4的距離為a。由(2)①的證明知AM+MN+AN=2a。過F作FK∥AB交MN于K。由四邊形EMKF為平行四邊形可得EF=MK,F(xiàn)K=EM,通過證明△FKN≌△CHG(由這兩個(gè)三角形的高相等展開證明)得FK=CH,KN=GH,CG=FN。從而命題得證。
點(diǎn)評(píng):本題以“給出特例——猜想——一般情況”和“猜想——論證——再次猜想”的形式呈現(xiàn),考查了大家的創(chuàng)新意識(shí);本題運(yùn)用類比思想進(jìn)行猜想,用化歸思想解題,是平行線、三角形、平行四邊形、正方形、全等等知識(shí)的綜合運(yùn)用。
通過這道試題的學(xué)習(xí),我們可以感受課題學(xué)習(xí)試題的一些特征:有一個(gè)恰當(dāng)?shù)乃夭暮兔鞔_的研究方向,或是以幾何問題、社會(huì)問題為背景,通過對(duì)問題的逐步觀察、操作和歸納、探究,既考查相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)、方法的掌握,又考查同學(xué)們聯(lián)想、探索、發(fā)現(xiàn)、總結(jié)歸納的能力。這類題型是近幾年中考命題改革中出現(xiàn)的新題型。
由此課題學(xué)習(xí)試題也可聯(lián)想到以下兩個(gè)拓展中的基本圖形。
拓展一:靈活運(yùn)用一些基本圖形及其結(jié)論,化難為易,減少思考時(shí)間,降低思維難度,在運(yùn)動(dòng)變化的圖形中提煉出解決問題的本質(zhì),用“塊到塊”的思維模式代替“點(diǎn)到點(diǎn)”的思維模式。
基本圖形1 如圖6,已知:在正方形ABCD中,AB=a,點(diǎn)M、N分別在BC、CD上,連接MN。
則以下命題等價(jià):
?、佟螹AN=45°;
②DN+BM=MN;
?、邸鰿MN的周長(zhǎng)等于2a;
?、苋鬉K⊥MN于K,則AK=a。
此課題學(xué)習(xí)試題是這個(gè)基本圖形1的運(yùn)用與拓展:已知基本圖形1的④可得到基本圖形1的