几何画板让数学思想更完美

发表时间:2020/9/24   来源:《中小学教育》2020年第17期   作者:吴从汇
[导读] 本文选择天津市中考真题中折叠和旋转变换的题目
        吴从汇
        静海第七中学  
        摘要:本文选择天津市中考真题中折叠和旋转变换的题目,运用几何画板进行绘制,讲解真题,将思路和解题技巧呈现于学生,很大程度提高学生抽象思维能力和对解决问题的创造能力。
        关键字:几何画板,数学思想,技巧,应用
          数学课程的设计与实施应根据实际情况合理地运用现代信息技术,要注意信息技术与课程内容的整合,注重实效[1]。把现代信息技术作为学生学习数学和解决问题的有力工具,有效地改进教与学的方式,使学生乐意并有可能投入到现实的、探索性的数学活动中去。
        折叠、旋转变换是初中数学的难点内容,也是重点内容。这也是大部分学生对这类问题难以把握,造成经常丢分的地方。几何画板具有强大的空间展示能力,让学生在图形运动变化过程中体验、把握、认知数学的美和压轴题的精髓,以此来帮助学生构建空间思维[2], 使问题的整个思路结构完美呈现  。
         一、走进几何画板,了解画板功能
        几何画板是一个通用的数学、物理教学工具。它为使用者提供了丰富而方便的创造功能,方便使用者根据自己的意愿创造教学课件,辅导教学。作为一名数学教师,应该掌握几何画板的基本功能。当讲授几何内容时,教师可以通过几何画板的动态展示功能,根据解题思路逐步展开需要,为每道题绘制多幅图,或整体,或局部,讲解知识的时候,学生们通过眼睛直接感官图像,节省了时间,讲清了重点,突破了难点,提高了学生的几何空间能力,发展了学生的抽象思维,大大提高了课堂效率。
         二、应用几何画板,突破真题变化的神秘。
        1、2016年中考24题:在平面直角坐标中,O为原点,点A(4,0),点B(0,3),把?ABO绕点B逆时针旋转,得?A'BO',点A,O旋转后的对应点为A',O',记旋转角为α。(Ⅰ)如图5,若α=90,求AA'的长;(Ⅱ)如图6,若α=120,求点O'的坐标;(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,边OA上的一点P旋转后的对应点P',当O'P+BP'取得最小值时,求P'的坐标(直接写出结果即可)
        


图7                          图8
分析:此题为三大变换中的旋转问题。(Ⅰ)考察旋转角和勾股定理的有关内容。(Ⅱ)考察旋转角和坐标系内点的坐标,坐标系的点的坐标,我们很容易想到横纵坐标,过点O'向坐标轴做垂线就可以。(Ⅲ)做图后,我们可以发现?0'BP'与?OBP是全等的,O'P+BP'的最值问题就转换为O'P+BP三点共线,即点P为O'B连线与X轴交点时,即为所求。
        解:(Ⅰ)如图5,∵点A(4,0),点B(0,3),∴AO=4,OB=3.在Rt?AOB中,AB2=AO2+OB2=42+32=5.由题意得,∠A'BA=90°,A'B=AB=5.在Rt?ABA'中,AA'2=AB2+BA'2=52+52=.
        (Ⅱ)如图7,过点O'做O'C⊥Y轴,垂足为C,由题意,得∠O'BO=120°,∴∠O'BC=60°.  在RtCBO'中,
        2、2017年中考24题:将一个直角三角形纸片ABO放置在平面直角坐标系中,点A(,0)点B(0,1),点O(0,0)。P是边AB上的一点(点P不与点A,B重合),沿着OP折叠该纸片,得点A的对应点A'。(1)如图9,当点A'在第一象限,且满足A'B⊥OB时,求点A'的坐标;(2)如图10,当P为AB中点时,求A'B的长;(3)当∠BPA'=30°时,求点P的坐标(直接写出结果即可)。

                          图9                
分析:第(1)问,在直角三角形OA'B中,通过计算A'B的长度。解答第(2)问,准确找到本题的关键点四边形OPA'B是菱形。本题的难点就是第(3)问,没有图像,几何画板的优势可以完全的体现出来。拖动点P,让∠BPA'=30°时,通过几何画板的动态演示,一个如图9所示,计算出PA的线段长,过点P做PC⊥OA,计算PC、AC的线段长,得到点P的坐标。
         解:(1)由题意,得OA'=OA.∵点A(,0)点B(0,1),∴OA'=OA=,OB=1.在RtOBA'中,BA'2=AO'2-BO2=3-1=2,即BA'=.
∴点A'的坐标为.
        (2)在Rt?OBA中,BA2=AO2+BO2=3+1=4,即BA=2.∵PA=PB=1,
∴OP=0.5*BA=1,由题意,得?0A'P≌?OAP.∴∠OPA'=∠OPA=120°. ∵∠BPA'=∠OPA'-∠BPO= 120°-60°=60°=∠BPO,OP=A'P,BP=BP,∴?BA'P≌?BOP.∴A'B=OB=1.
         (3)如图9,由题意,得∠OPA'=∠OPA,∠OPA'-∠OPB=30°,∴∠OPA'=∠OPA=105°.在Rt?OBA中,∵OB:OA=1:,∴∠OAP=30°.∵∠OPA=105°,∴∠AOP=45°.∵∠POA'=∠AOP=45°,∴点A'在y轴.过点P做PE⊥OA',垂足为E.在Rt?OPE中,∵∠POA'=45°,∴OE=PE.

         数学课堂上交互式电子白板的使用,为课堂教学注入了新的活力。几何画板在初中数学课堂教学中的应用,把一些抽象难懂的问题,具体化,学生更加清晰地认识问题。可以轻松的讲清重点,突破难点。压轴题作为命题组智慧的浓缩,我们不可能提出有突破性的反思,只是想借用“几何画板”把智慧延伸一下,在常规性的问题追求形式上对称,帮学生建构直观的解题思路,完美释全压轴题变化神秘感。
参考文献
[1]陶成锦. 如何利用几何画板解中考动态几何题[J]. 语数外学习:初中版(上旬), 2014(4):56.
[2]谢登峰, 唐剑岚. 运用几何画板 提效解题教学——以动态几何题中重叠图形面积的计算为例[J]. 中小学电教, 2015(11):57-59.
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