玉 蘭
(內(nèi)蒙古通遼市庫倫旗第四中學,內(nèi)蒙古通遼,028299)
圓形在生活中十分常見,也是數(shù)學中的一個特殊的有規(guī)則圖形,教師應在執(zhí)教過程中,引導學生正確理解圓的基本定理,并結(jié)合圓形的特殊性質(zhì),更好地解決圓形問題的相關(guān)知識.教師還應注意激發(fā)學生的數(shù)學知識學習興趣,讓學生能夠自發(fā)自覺地探究關(guān)于圓形問題的解題策略,啟發(fā)學生更加深入地思考相關(guān)圓形的知識.
作為軸對稱圖形、中心對稱圖形及旋轉(zhuǎn)對稱圖形,圓形上任何一條直徑的所在直線都是其對稱軸,且圓心是其對稱中心.教師可以通過動手實作的方式,讓學生進一步對圓的對稱性進行理解.教師可以讓學生將手中的圓形沿著中心線進行任意折疊,會發(fā)現(xiàn)無論從哪一個方向進行折疊,都會使圓形變成一個半圓形,教師可以借此啟發(fā)學生認知;通過圓心進行折疊,一條折痕就是直徑,而直徑的一般即為半徑,一條圓弧和經(jīng)過圓弧這條兩端的兩條半徑所圍成的圖形叫扇形.教師可以以此為學習基礎,將學習知識點進行深入挖掘,包括引導學生認知圓形周長及面積,這會順理成章地完成知識內(nèi)容的遷移,讓學生能夠進一步理解圓的對稱性.
例1學生甲和學生乙在沙灘上玩耍,需要在沙灘上畫出一個圓形,但二人手中均沒有工具,那么,應如何在沙灘上畫出圓形?結(jié)合圓的對稱性進行分析,圓是在平面內(nèi)到一定點的距離等于定長的點的軌跡,而圓心被稱為定點O,半徑Oa則被稱為定長,由于定長的點的集合與到點的距離相等,所以,學生甲可以在原地旋轉(zhuǎn),將學生甲設置為O點,并拉動學生乙的手臂,將學生乙設置為a點,讓學生乙繞著學生甲在沙灘上走一圈,學生乙與學生甲之間的距離即為Oa,當繞到點b時,就會形成一個半圓,學生乙繼續(xù)前行,直到走到a點,這自然就會形成一個圓形(見圖1).教師通過這種與生活內(nèi)容相結(jié)合的,甚至與每個人都息息相關(guān)的模式開展教學,這會增加學生的代入感,讓學生可以更好地理解圓的對稱性這一特征.教師也可以讓同桌兩人在室外場地還原畫圓圈的場景,讓學生能夠通過實踐進一步理解圓的對稱性的特點,促進學生進行鞏固記憶.
圖1
在等圓或同圓中,圓心角相等則其所對應的弦及所對應的弧都是相等的.在等圓或同圓中,若兩條弦相等、兩條弧相等、兩個圓心角相等中只要有一個概念成立,則說明另外兩個概念也是成立的.教師在引導學生理解了圓心角的基本概念后,應通過案例對學生進行教學引導,以此提高學生的圓心角知識應用能力.
例2如圖2-1,已知在⊙O中,∠A=35°,OB⊥OA,求∠COD的度數(shù).
圖2-1
解題:將OC連接,在Rt△AOB中,∠A=35°,∴∠B=55°,又∵OB=OC,∴180°-2∠B=∠COB=70°,∴∠COD=90°-∠COB=90°-70°=20°.在本問題中,將OC相連,在求圓心角度數(shù)的基礎上求解,以此對圓心角的概念進行鞏固性認知.
圖2-2
解法1:若證明弧相等,可以將BD、OD、OC、AC進行連接,N、M分別為BO、AO的中點,AB⊥CM、AB⊥DN,∴BD=OD、OC=AC,又∵OD=OC,∴BD=AC,所以弧度相等.
解法2:為拓展學生的思維模式,教師還可以鼓勵學生連接OD和OC進行證明.由于N、M分別是BO、AO的中點,∴BN=ON、AM=OM,∵OB=OA,∴ON=OM,∵AB⊥CM,AB⊥DN,OD=OC,∴Rt△DON≌Rt△COM,∴∠DOB=∠COA,所以弧度相等.
這一案例題目的難度并不強,但其解題方法較為靈活,而通過基本的輔助線可以提高學生的發(fā)散思維素養(yǎng).
利用垂徑定理進行解題,大都結(jié)合勾股定理,以及弦心距、弦長、半徑間的運算,為提高學生對垂徑定理的解題能力,教師可以通過案例教學的方式啟發(fā)學生學習,并將案例進行組合,讓學生能夠通過掌握一種解題方法,進而對相同類型問題進行解題的素養(yǎng),提高學生舉一反三的能力,以及知識遷移能力,促進學生發(fā)散思維素養(yǎng)的不斷提高.
例4⊙O的弦CD與直徑AB在E點相交,∠DEB=30°,EB=6,AE=2,求弦CD的長度.(見圖3-1)
圖3-1
圖3-2
變式2⊙O的弦為AB,AB上的一點為M,若OM=10 cm、MB=8 cm、AB=20 cm,求⊙O的半徑.(見圖3-3)教師應結(jié)合垂徑定理,啟發(fā)學生進行分析,通過計算可知,⊙O的半徑等于14.
圖3-3
在此基礎上,教師應鼓勵學生以垂徑定理解決綜合應用問題.
圖3-4
學生在對本題進行解題后,能夠有效提高對垂徑定理的應用能力,還可以根據(jù)題意做出輔助線,以此對構(gòu)造出的直角三角形進行分析,會有效提高本題的解題效率.
在一個圓中,圓心與該圓的任一弦距離即這一弦的弦心距,在等圓或同圓中,弦心距及弦都是相等的,若兩條弦不相等,則其弦心距也是不相等的,弦心距較小反而說明弦大.教師在引導學生理解弦心距定理后,應結(jié)合實際問題啟發(fā)學生進行深入思考,確保學生通過解題對數(shù)學定理進一步認識,并以此提高學生將理論知識轉(zhuǎn)換為實踐思維的能力,使學生的數(shù)學思考能力可以獲得不斷突破[3].
例5如圖4,在⊙O中,弦EF=CD,直徑為10 cm,CD⊥OA于A,EF⊥OB于B,EF=8 cm,求OA的長.在對本問題進行解決的過程中,教師應提醒學生,在解決弦心距、弧、弦問題的環(huán)節(jié),應做出弦心距或半徑,確保半徑、弦心距、弦的一半構(gòu)成直角三角形,并注意在等圓或同圓中,將弦心距、弧、弦、圓心角的關(guān)系進行解讀.可以將OF連接,EF=CD,CD⊥OA、EF⊥OB,∴BF=BE,AD=AC,OB=OA,∴直徑為10 cm,而OF則為5 cm,∴OA=3 cm.
圖4
圖5
利用不同方法進行解題,有利于提高學生對弦心距概念的理解能力,也可以讓學生從不同角度思考數(shù)學問題,對促進學生數(shù)學綜合思維素養(yǎng)的提高大有裨益.
總而言之,在學習關(guān)于“圓”知識內(nèi)容的過程中,教師應注意結(jié)合不同的案例幫助學生進行分析,這會有助于學生鞏固對相關(guān)數(shù)學概念問題的理解,也可以讓學生能夠通過分析數(shù)學概念,對數(shù)學應用問題進行探究,確保學生能夠運用數(shù)學思維發(fā)現(xiàn)數(shù)學問題、分析問題、解決問題.尤其對于“圓”知識點的學習,更應對與圓有關(guān)的所有定理有一個充分的掌握,使學生能夠更加高效地解決關(guān)于“圓”的問題,幫助學生從多元視角進行解題.