原創(chuàng)三:“探索”勾股定理

記北師版數(shù)學(xué)教材八上第一章第一節(jié)《探索勾股定理》

勾股定理是平面幾何有關(guān)度量的最基本定理,它從邊的角度進(jìn)一步刻畫了直角三角形的特征。學(xué)生在七年級已經(jīng)學(xué)習(xí)了任意三角形的三邊關(guān)系,則這本課內(nèi)容可以理解為教材由任意三角形向直角三角形、由特殊到一般的延伸。學(xué)習(xí)勾股定理是進(jìn)一步認(rèn)識和理解直角三角形的需要,也是后續(xù)有關(guān)幾何度量運(yùn)算和代數(shù)學(xué)習(xí)的必要基礎(chǔ)(如三角函數(shù)、平面解析幾何中的兩點(diǎn)間距離公式、無理數(shù)等內(nèi)容)。

本課標(biāo)題為《探索勾股定理》,重在“探索”,意在除定理本身之外,還應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、解決問題的能力。

一、教學(xué)目標(biāo):

1.經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)、探索、驗(yàn)證勾股定理的過程,了解勾股定理的各種探究方法以及內(nèi)在聯(lián)系,進(jìn)一步發(fā)展空間觀念和推理能力。

2.掌握勾股定理,并能運(yùn)用勾股定理解決簡單的數(shù)學(xué)、實(shí)際問題。

二、教學(xué)重難點(diǎn)

重點(diǎn):經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)、探索、驗(yàn)證勾股定理的過程。

難點(diǎn):用幾何方法驗(yàn)證勾股定理。

三、教學(xué)流程

1.回顧舊知,發(fā)現(xiàn)問題

工具:刻度尺、圓規(guī)。

準(zhǔn)備:每生在練習(xí)本上畫三條線段,分別長:3㎝,4㎝,6㎝,用做線段中垂線的方法作出直角。

要求:

(1)利用已經(jīng)畫好的直角,作出一個兩直角邊分別為3㎝和4㎝的直角三角形

(2)利用已經(jīng)畫好的直角,作出一個一條直角邊分別為3㎝, 斜邊為6㎝直角三角形

(3)利用已經(jīng)畫好的直角,作出一個一條直角邊為4㎝,斜邊為六㎝的直角三角形

師:在畫圖的過程中,你發(fā)現(xiàn)了什么?

設(shè)計(jì)意圖:

學(xué)生在七年級已經(jīng)學(xué)會用尺規(guī)作一個三角形,具備了基本的作圖能力。通過作圖,大部分學(xué)生可以感受到:在直角三角形中,如果兩邊長度確定,那么第三邊的長度也隨即確定。直角三角形的三邊之間存在著一種特定的數(shù)量關(guān)系。

2.提出問題,引發(fā)探究

師:我們已經(jīng)感受到直角三角形三邊之間存在著某種特殊的數(shù)量關(guān)系。那么具體是什么呢?想一想,我們已經(jīng)學(xué)過三角形的三邊之間什么關(guān)系?

學(xué)生很容易想到三角形的三邊關(guān)系:任意兩邊之和大于第三邊,任意兩邊之差小于第三邊。然而這屬于不等關(guān)系,學(xué)生在畫圖的過程中能夠體會到,直角三角形中兩邊確定,第三邊也隨之確定,這種“定”是一種等量關(guān)系,換句話說,直角三角形三角形長度之間是可以用“=”連接的。

此時(shí),要求學(xué)生用刻度尺測量出三個直角三角形的三邊長度,得到三組數(shù)據(jù)(結(jié)果有誤差)。

預(yù)設(shè)生成:

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觀察上面的三組數(shù)據(jù),要從中找到一種等量關(guān)系、用運(yùn)算符號和等號連接,并非易事。這時(shí)可從“等量關(guān)系”入手,分類進(jìn)行討論。

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通過計(jì)算、比較,得到a2+b2大約等于c2。然而這樣的猜想推導(dǎo)并不能讓人信服。原因在于——通過計(jì)算a2+b2約等于c2,我們想要得到的應(yīng)當(dāng)是一種確定的等量關(guān)系,而不是這種含糊不清的“約等”,加之測量線段時(shí)本身存在誤差,所以亟待找出一種新方法。

觀察a2+b2?c2,我們把測量-計(jì)算-比較的方法成為“代數(shù)法”,那么與之相對的便是“幾何法”,怎樣從幾何的角度來探究呢?

再觀察a2,從代數(shù)的角度講它是字母a的二次方,從幾何角度講是什么呢?部分學(xué)生想到以a為邊長的正方形的面積。同理b2,c2也可以分別理解為以b、c為邊長的正方形面積。這樣一來,用“數(shù)形結(jié)合”的思想就將問題就轉(zhuǎn)化成了正方形A與正方形B的面積相加, 是否等于正方形C的面積的問題。

設(shè)計(jì)意圖:從等量關(guān)系到二次等量關(guān)系,再到代數(shù)法探究,由“數(shù)形結(jié)合”引出幾何方法探究。讓學(xué)生充分的經(jīng)歷問題探究的過程,發(fā)現(xiàn)-猜想-驗(yàn)證-再驗(yàn)證,同時(shí)也是讓學(xué)生重走發(fā)現(xiàn)勾股定理探索之路。事實(shí)上,發(fā)現(xiàn)一個定理的價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于證明這個定理的價(jià)值,教學(xué)中不僅要讓學(xué)生具有分析問題和解決問題的能力,還應(yīng)讓學(xué)生具備發(fā)現(xiàn)問題,提出問題的能力。

3.深入探究、得出結(jié)論

借助方格紙,驗(yàn)證猜想。

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方格紙的引入,目的在于方便學(xué)生求出正方形的面積。記一個小方格的面積為1,易得左圖中正方形A面積為9,? 正方形B面積為9。至于正方形C的面積,學(xué)生可能有兩種方法:方法1.正方形C中完整的小正方形共有12個,剩下的小三角形兩兩一拼,恰好能拼得一個小正方形,12個小三角形可拼得6個小正方形,則正方形C的面積為12+6=18。方法2.連接正方形C的對角線,將大正方形c劃分成兩個或四個小三角形,再將三角形面積相加。這樣,9+9=18,可得正方形A的面積+正方形B的面積=正方形C的面積。右圖同理。

接下來,教材又給出了一組圖形。

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引導(dǎo)學(xué)生找出圖1-2與圖1-3的不同。學(xué)生容易發(fā)現(xiàn):圖1-2中的三角形為等腰直角三角形,而圖1-3中的直角三角形,兩直角邊不相等。接著教師可以再點(diǎn)撥:圖1-2中的正方形C的對角線在網(wǎng)格線上,而圖1-3中的正方形C并不具備上述特征。這一區(qū)別直接導(dǎo)致了圖1-2中的正方形C面積比較好求,沿網(wǎng)格線直接分割即可。圖1-3中的正方形C面積相對就困難一些了。

圖1-2中的計(jì)算方法給我們一些啟示:用網(wǎng)格線來分割,用橫平豎直的邊計(jì)算面積。因此想到用過圖1-3中的正方形頂點(diǎn)的網(wǎng)格線來分割(如圖)。

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分得的每個直角三角形的面積易求,四個直角三角形的面積相加,再加中間的小正方形面積,即可得到大正方形C的面積,顯然該面積等于正方形A與正方形B的面積之和。右圖同理。

通過以上過程可得:無論是等腰或是不等腰直角三角形,兩直角邊正方形面積之和,總等于斜邊正方形面積。如果用字母a,b,c分別表示直角三角形的兩直角邊和斜邊,則有a2+b2=c2。此時(shí)點(diǎn)出標(biāo)題——《勾股定理》。板書勾股定理的文字表達(dá)。介紹“勾”“股”的含義,簡介勾股定理的歷史背景。之后畫圖,板書符號表述。強(qiáng)調(diào)符號表述中“∠C=90°”,根據(jù)這一條件可以判斷出哪條邊是斜邊。

設(shè)計(jì)意圖:作為《探索勾股定理》的第一課時(shí),“方格紙”的引入在求正方形面積時(shí)起到了輔助作用,便于學(xué)生驗(yàn)證猜想,同時(shí)圖1-3中的分割方法也為第二課時(shí)中的“弦圖”作了鋪墊。

4.學(xué)以致用,鞏固提高

習(xí)題訓(xùn)練:

隨堂練習(xí)1.? 知識技能1.(規(guī)范書寫)

數(shù)學(xué)理解3

課堂板書:

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