如何反驳学生认为三角形有六个外角?

爱数学做数学


我认为这个问题极具教研价值。在我的教学生涯中,每当在教到这个章节时,特别是多边形外角和时,必然要牵扯到多边形外角的个数问题?虽然没有学生当面质疑,但总觉得少数学生没有心服,只有口服。这是教师在教学时常面临的两难:不提不知道,提出更困惑。明知少数爱思考的学生可能会困惑,但限于大多数学生知识和认知的局限,教师不会主动提出(除非有学生主动提出),以免引起更多人认知上的困惑。


看罢题主的描述,我认为师生的交锋分两轮:

第一轮:

老师认为:三角形有三个外角。

学生认为:三角形有六个外角。

第二轮:

师生都认为:三角形的外角和等于三角形所有外角的和。

但因为师生第一轮认知冲突,导致第二轮表面看起来好像师生达成共识,其实不然!师生对“所有”二字的理解,显然是不同的。老师理解的“所有”是“三个”,学生理解的“所有”是“六个”。

争议的焦点在于:1.三角形到底有几个外角?2.三角形的外角和是指三角形所有外角的和吗?并由此联想到:n边形到底有几个外角? n边形的外角和是指n边形所有外角的和吗?


任何新概念的引入都是在已有认知基础之上的。无论是三角形的外角,还是三角形的外角和,它们都来源于已有的认知(相对应于三角形的内角、三角形的内角和)。原有的认知对新概念的建立产生的影响,有时候是积极的,起促进作用;有时候是消极的,有干扰作用。教学的最理想的状态,就是能够引起学生的认知上冲突,在最近发展区调动学生学习的积极性,发挥其潜能,扩大已有认知的积极影响,克服消极影响,从而超越最近发展区,进入一个发展阶段。对学生是这样,有时候对教师也是这样的!所谓教学相长,意即如此。本文师生的两轮交锋就是实现这种教学状态难得的教学资源。


1.三角形到底有几个外角?

  • 三角形的到底有几条边,几个内角?

----图1----

三角形有三个顶点,三条边,三个内角。顶点数,边数,内角个数是一一对应的关系,这是不争的事实。

但是,学生对三角形的边,内角的认知,是以对线段,角的认知为基础的。如果学生对线段和角的认知出现偏差,就会产生如下认识:比如,有学生认为三角形有六条边,六个内角。

其理由是:按照定义,三角形相邻两个顶点所连的线段,叫做三角形的边;三角形相邻两边组成的角,叫三角形的内角。

△ABC中,三个顶点A,B,C,显然可以连出六条线段:AB,BA;AC,CA;BC,CB,因而三角形有六条边。

同样地,三角形相邻两边组成的角有六个:∠BAC,∠CAB;∠ABC,∠CBA;∠ACB,∠BCA,因而三角形有六个内角。

作为老师,如何回应这样的质疑?

不外乎从两个方面:

(1)仅从A,B,C三个字母的排列方式(有序)来说,其排列方式有六种:AB,BA;AC,CA;BC,CB,这无疑是正确的。但是把这种理解迁移到对三角形边的理解,就是负迁移了,就产生抑制和干扰了。因为三角形的边只能用A,B,C三个字母的组合(无序)方式来理解。A,B,C组合方式只有三种AB,BC,CA。因为要用到排列与组合,这样的解释很显然不适合初中生。

(2)结合图形(很重要!),已有的认知:线段是没有方向的(无序),线段AB和线段BA是同一条线段(从图形看,它们是完全重合的!),其他同理。因而,由三个顶点A,B,C,任意两个顶点连线段,有且只有三条线段AB,BC,CA,因而三角形有且只有三条边。该同学所说的六条,其实只有三条。从计数原则来说,他重复计数了。同样的解释,适合于内角。甲边与乙边组成的角,其组成方式是无序的!从甲到乙还是从乙到甲组成的都是同一个角。因而该同学所说的六个角,其实一半是重复的,所以三角形有且只有三个内角。


  • 什么叫三角形的外角?三角形到底有几个外角?

按教科书的定义,三角形一边与另一边的延长线组成角,叫做三角形的外角。

如何理解其中“一边的延长线”这个说法?

理解1:一边只能向一个方向延长,因而三角形有三个外角。

如下图,△ABC的三条边,每边只向一个方向延长,其延长线与另一条边组成角有三个∠1,∠2,∠3。

----图2----

理解2:一边可以向两个方向延长,因而三角形有六个外角。

如下图,△ABC的三条边,每边可以向二个方向延长,其延长线与另一条边组成角有六个∠1,∠2,∠3,∠4,∠5,∠6,它们互为对顶角,度数是相等的。

----图3----

两种理解,到底哪一种理解正确?

只能从原有的认知去确认。原有的认知:虽然线段没有方向性,但可以向两个方向无限延长,延长后,其实得到两条不同的射线,而线段的延长线就是这两条射线上除去原线段后的部分。

所以从原有的认知可以确认,虽然线段没有方向性,但其延长线是有方向性的。实际教学中,我们常以正向延长线和反向延长线来区分!因而上述第一种理解是片面的,不完整的,第二种理解才是完整的。

显然题主是第一种理解,学生是第二种理解。

这一轮,题主的理解错误,学生的理解正确。

三角形有六个外角!


2.三角形的外角和是指三角形所有外角的和吗?

三角形的内角和是三角形所有内角的和吗?

三角形内角和定理:三角形三个内角的和等于180°。

此处强调三个内角,显然是为后续的三角形外角和定理埋下伏笔的!

前面说过,三角形的顶点数,边数,内角个数,是一一对应的关系,三角形3个顶点,3个内角,因而三角形内角和定理完全可以弱化理解为:三角形所有内角的和等于180°。此处这种理解强调“所有”,弱化“所有”的具体数目。其实在大多数的人记忆中,甚至连“所有”二字都省掉了,直接理解为:三角形的内角和等于180°。这样理解三角形内角和定理,不会出问题,但将此迁移到三角形的外角和,显然就会出现大问题,正如前面叙述师生的第二轮交锋:

老师理解为:三角形的顶点数,边数,内角个数,外角个数仍然为一一对应的关系:三角形3个顶点,3条边,3个内角,3个外角,所以三角形的外角和当然是所有(3个)外角的和。

学生理解为:三角形的顶点数,边数,内角个数,外角个数并不是一一对应关系:三角形3个顶点,3条边,3个内角,6个外角,所以三角形的外角和当然是所有(6个)外角的和。

但是,教科书上说的是,三角形的外角和是指,在三角形的每一个顶点处各取一个外角,这些外角的和,叫做三角形的外角和。“这些外角”显然是指“3个外角”,而非“6个”。

第二轮交锋,师生各对一半。

因而三角形的外角和是指三角形3个外角(每个顶点各取一个)的和。


综述:

1.至此,我们可以得出最终结论:三角形有6个外角,其中三个外角(每个顶点各取一个)的和,叫做三角形的外角和。

三角形外角和定理:三角形的三个外角(每个顶点各取一个)的和等于360°。(证明从略)

并由此推广到n边形:n边形,有n个顶点,n条边,n个内角,2n个外角,n边形的n个内角的和等于(n-2)180°,n边形的n个外角(每个顶点各取一个)的和等于360°。

2.本人对教科书关于三角形外角和定义的认识:

合理性:

a.三角形的外角和是三角形内角和的延续,

b.三角形外角和在生活中的对应模型:从三角形一个顶点出发,沿三边绕行一周,回到起点,身体转向360°。

3.本人对教科书关于三角形外角定义的认识:

现行教科书对三角形外角的定义,容易引发师生认知冲突,焦点在于三角形的外角到底有几个?(3 or 6)三角形外角和到底是3个还是6个外角的和?

为避免此冲突,三边形的外角和的定义应修改为:三角形的一边的正向延长线与另一边组成的角。这样定义更加合理,承前接后过渡更自然!


一孔之见,欢迎讨论。


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中考数学当百荟


三角形的确有六个外角,每个顶点有两个。而任何凸多边形“外角和”的定义指的都是每个顶点只取一个外角。


手机用户5994526403


一个三角形本来就有6个外角,你还要反驳?你有资格当老师吗?只是说“三角形外角和”的时候,只取每一个内角相邻的一个外角而已。


用户2870448581372


本来就有6个外角,只不过外角和定义规定每个定点只取一个外角。


朝阳164848282


不用反驳,学生说的没有问题,任何一个多边形一个顶点都有两个外角,n边形有2n个外角。只是在三角形外角定理会增加说明一句,一个顶点只选取一个外角计算。


数学思维课堂


一个三角形本来就有6个外角!三角形外角和的定义指的是每个顶点各取一个外角的和,教材中有特别强调,所以并无冲突


最美大自然666


定义写的明明白白,就是六个外角。

至于外角和定理,外角等于另外两个内角之和,哪里说三个外角了?该不会是哪个辅导书写的吧?


sAviOr本座


为什么要反驳,他说的是有道理的,这就是数学,数学没有标准答案,只有在限定条件下才有标准答案。听说过非欧几何吗?在不限定平面上时,很多平面几何(欧几里几何)的结论都是错的,这就是数学的魅力,而在航空航海计算上,非欧几何比欧式几何有用的多。


tree5433


不是反驳,而且讨论!这证明你的学生很有思想,不按部就班,是好事


可乐初中数学


本就有6个呀!每一个顶点处有两个,由于是一对对顶角,彼此相等。只研究一个就行。


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