《平面图形的镶嵌》

2016-05-05 14:55:11   来源：   撰稿：刘婷   摄影摄像：    ;  评论：0 点击：

 

一、教学课题

《平面图形的镶嵌》

二、教案背景

《平面图形的镶嵌》是在北师大版八下教材中以数学活动的形式呈现的。课标中已将综合实践活动作为数学学习的一个重要组成部分。“综合与实践”是一类以问题为载体，学生主动参与的学习活动．学生在教师的指导下，将所学过的知识有机地结合，增强对知识的理解；注意与实际问题有机地结合，进一步获得数学活动的经验，增强应用意识。

三、教材分析

  （一）学习目标分析：                       

《平面图形的镶嵌》是在北师大版八下教材中以数学活动的形式呈现的。课标中已将综合实践活动作为数学学习的一个重要组成部分。“综合与实践”是一类以问题为载体，学生主动参与的学习活动．学生在教师的指导下，将所学过的知识有机地结合，增强对知识的理解；注意与实际问题有机地结合，进一步获得数学活动的经验，增强应用意识。

（二）资源环境分析：

现代信息技术及各种有效的资源既能调动学生思维的主观能动性，培养其创新精神，又能使学生活跃思路，多角度、全方位的思考问题。为此，我构建了图形镶嵌的图片资源、拼图动画资源、现场实物操作资源等环境。在思考、操作、欣赏与提高各板块的活动中，充分利用现代信息技术让学生欣赏图形的镶嵌、感受到图形镶嵌的魅力；在合作学习、快乐体验中达到学习目标。

整个活动过程中学生积极性很高，最后学生在欣赏图片中，将图形的镶嵌知识由平面拓展到空间，从而达到了活动的高潮。

（三）学生学习心理分析：

我所面对的教学对象是八年级学生，他们思维活跃、求知欲强，对事情有自己的看法，他们的学习在很大的程度上受着兴趣、情感的支配。信息技术的运用这对他们来说是一种新异刺激，可使其充分集中注意力，更激发他们参与活动的内在动机。

苏霍姆林斯基说：“儿童是用形象、色彩、声音来思维的”。从儿童心理学角度看，儿童具有直观、形象的思维特征。所以我同时又在信息环境的氛围中采用具体、形象的教学形式，学生在信息技术的引导下清楚的了解到图形镶嵌的实质。学生在整个活动中思维活跃，从接受灌输的被动地位转变为发现知识、理解知识掌握知识的主体地位，构成了探究式的学习氛围。

 

四、教学方法

本课力求突出数学综合实践的特点，以问题为主线，以“图案欣赏——探究镶嵌——拓展应用”的模式展开教学，学生在动手操作、独立思考、小组合作的过程中积累数学经验，解决实际问题。

 

五、教学过程

（一）情境创设：

课件展示拼图的图片。

【本课开始展示拼图的图片，勾起学生美好回忆，拉近生活和数学的距离，再辅以上述问题，激起学生数学学习的兴趣。】

课件上展示生活中瓷砖的图片。

 

 

             

 

师：生活中，地砖铺地，墙砖贴墙，都要求砖和砖之间不能重叠，不留有空隙，而且要把地面或墙面覆盖。从数学角度看，用形状、大小完全相同的一种或几种平面图形进行拼接，使图形之间没有空隙，也没有重叠地铺成一片，这就叫做平面图形的镶嵌。

 

【从生活中铺瓷砖的事例中，提炼出平面图形镶嵌的概念，学生便于理解。】

 

（二）探索活动：

师：只用同一种全等的图形，哪些图形可以镶嵌呢?先从最简单、最特殊的平面图形开始研究。

生：先研究等边三角形。

生：也可研究正方形。

师：我们就从这两种图形开始研究。

 

【这一问题的提出，想带领学生先从同一种全等的图形开始研究镶嵌，但全等的图形，涉及的范围较大，于是采用从特殊到一般的方法，降低问题的难度。】

 

师：用全等的等边三角形可以镶嵌平面吗?请同学们以小组为单位，动手操作。

（学生以小组为单位，将课前准备好的边长是5厘米的等边三角形集中到一起。）

生：可以镶嵌！

师：全等的等边三角形为什么可以镶嵌平面？

生：我知道了，等边三角形的3个内角和为180°，可以构成一个平角。6个内角可以在一个顶点处构成一个周角，因此可以镶嵌。

师：很好！用全等的正方形可以镶嵌平面吗?为什么呢？

（可以！有了前面的问题做铺垫，这个问题很好回答了。）

生：正方形的4个角可以够成一个周角，在一个顶点处构成一个周角，因此可以镶嵌。

师：全等的任意三角形可以镶嵌吗？ 请同学们小组讨论。

（学生热烈的讨论着，教师深入到各小组，倾听学生们的讨论，鼓励学生大胆的讨论，对其中合理的回答给予肯定，对有困难的小组及时进行指导。）

生：可以的。任意1个三角形的3个内角都可以构成1个平角。用6个这样全等的三角形可以进行镶嵌。我是这样镶嵌的：

 

【这一问题的解决是以后学习的关键，学生独立回答，比较困难，因此这里采取小组合作，教师指导的教学方法。学生在合作中学习与人交流，通过交流，学生可以用自己的语言清楚的解释这一问题，同时也提高了自己的语言表达能力。】

 

师：回答的非常完美！（学生给予热烈的掌声。）

师：全等的任意四边形能否镶嵌？请小组讨论。

生：任意1个四边形的4个内角可以构成1个周角，而且在镶嵌的时候要把相等的边互相重合。

（学生答毕，教师展示课件中任意四边形可以镶嵌的动画，学生一目了然。）

师：能镶嵌的图形在一个拼接点处有什么特点呢？

生：在一个顶点处，可以构成360°。

生：相等的边互相重合。

师：这两位同学的回答结合在一起，就非常全面了。

师：用全等的五边形能镶嵌平面吗？请说明理由.

生：不能！

生：因为在图形的每一个拼接点处,无法用五边形中的某些角构成周角。

 

【在学生动手操作，小组讨论的基础上，又从特殊回到一般，比较几种图形的共性，用比较归纳的方法得到能够镶嵌的图形在一拼接点处所具有的特点。通过这一特点的归纳，使不同层次的学生，在交流与合作的过程中感受新知。】

 

师：一木工厂的废料堆里，堆放着大量废木料，都是形状、大小相同的不规则的四边形。如果把它们做成比较规则的四边形，须锯掉一些边角，就要浪费很多木料，有人建议用这些木料来铺地板，你说行吗？为什么？

生：可以，因为全等的任意四边形能够镶嵌。

 

【将所学的数学知识应用于生活实际，使学生体验到数学价值所在。】

 

（三）拓展延伸：

师：若等边三角形与正方形的边长都相等,用等边三角形与正方形的组合能镶嵌平面吗?为什么?小组讨论研究。

生：在一个顶点处用3个等边三角形和2个正方形可以镶嵌。

师：当等边三角形与正方形组合镶嵌平面时，设一个顶点周围有m个等边三角形的内角，n个正方形的内角，那么，这些角的和就应该满足方程：由此得到方程的正整数解为因此可以组合镶嵌平面。

【这一问题的设置，是将镶嵌从同一个图形拓展到多个图形研究。学生回答这个问题时，主要是通过动手操作，得出结论。教师则从理论上讲解，学生能够建立新的知识体系，为学生进一步探索提供可能。】

 

（四）作品欣赏：

师：著名的版画家埃舍尔的作品《骑士》，是由深、浅骑士镶嵌而成。杨振宁的书《基本粒子发现简史》就是以《骑士》作为封面的。

 

 

师：在这幅图中，你看到了人脸还是花瓶？

生：花瓶！人脸！！花瓶和人脸！！！

师：这幅图片是由人脸和花瓶镶嵌而成！

师：这节课我们主要探讨的是平面上的镶嵌，现实生活中，还存在许多空间镶嵌的例子：

例如，蜂巢由正六边形镶嵌而成，足球由正五边形和正六边形镶嵌而成，乌龟壳上的图案由一些不规则图形镶嵌而成……

            

六、教学反思

个人认为，数学综合实践课不同于其他的数学课，教学时，应结合学生的实际经验和已有知识，在信息环境、资源环境中设计富有情趣和意义的活动，使他们有更多的机会，从周围熟悉的事物中学习和理解数学，感受数学与现实生活的密切联系，提高学生运用数学知识解决实际问题的能力，从而提高学生的综合素质。