摘自:《芜湖中学数学教学网》
课例
街道两旁的道路常常用一些几何图案的砖铺成,什么样的几何图形能密铺地面呢?我们都见过蜂巢,由此会联想到:蜂巢是由正六边形组成的,它没有缝隙,看来正六边形能够密铺。那么到底什么样的几何图形能密铺地面呢?
一、设置情境,搭建展示平台
(课件演示:展现一个蜂巢的实物图,并将这个实物图抽象成一个平面图形。)
T :观察蜂巢的平面图形,容易发现它是由正六边形构成,它没有缝隙,这就是 ---- 密铺。密铺在现实生活中有些什么应用呢?请思考下列问题:
某广场要求密铺地面,请你根据已有知识,帮助设计一种密铺方案,并将设计的图案展示出来,看谁设计得既快又漂亮,并说一说你是如何设计的?
(课前要求学生准备若干边长相等的正多边形以及全等的三角形、全等的四边形的彩色硬纸片及书写板、透明胶等)
(学生自由选择一种图形兴致勃勃地操作,有的用一种全等的三角形,有的用一种全等的四边形,有的用正三角形,有的用正方形,有的用正五边形,有的用正六边形 …… 并在书写板上粘贴,课堂气氛活跃)
(情境的选材贴近学生生活,能引发认知冲突,具有一定的开放性,一下子将学生推向了活动的最前沿。问题情境激起了学生的好奇心,学生跃跃欲试,互相讨论、动手操作,课堂顿时活跃起来。)
S1 :(展示设计图案 1 )我是用全等的三角形铺的。
S2 :(展示设计图案 2 )我是用全等的四边形铺的。
S3 :我用正方形能铺成(如图 3 ),但用正五边形没铺成(如图 4 )。
(学生积极主动的学习,活跃了课堂气氛,成果的展示使每个学生脸上露出了灿烂的笑容,一种成功感油然而生,自主探索能力得到较好体现。学生在拼图的过程中,抒发自己对图形美的感悟力和想象力,同学之间互相交流,互相欣赏,陶冶其审美的情境,学中有乐,乐中有学。)
T :同学们都肯动脑筋,铺出了各种各样的美丽图案,这实际上是属于平面图形的密铺,即用形状、大小完全相同的一种或几种平面图形进行拼接,彼此之间不留空隙、不重叠地铺成一片,又称做平面图形镶嵌。为什么有的图形能密铺,有的图形又不能密铺呢?究竟有什么规律呢?请同学们看大屏幕上面的动画演示。(学生观察大屏幕展示的图案,思维一下子又活跃起来。)
(这时借用多媒体手段重现同学们的拼图过程,再次给学生充分展示数学美,学生在求知中得到了美的享受,学生的感性认识得到飞跃。)
T :(以 S1 的设计图案为例)拼接点处有几个角?它们与这种三角形的三个内角有什么关系?
S4 :有 6 个角,它们的和正是三角形内角和的 2 倍。
T :那么用同一种四边形密铺的,每个拼接点处有几个角?与四边形的四个内角又有什么关系?
(学生沉思片刻)
S5 :有 4 个,它们的和正是四边形的内角和。
T :正六边形能够密铺的理由是什么呢?
S6 :(思考后)正六边形的内角和为( 6 - 2 ) ?180o=720o , 720o 是 360o 的 2 倍,所以正六边形可以密铺。
T :正五边形为什么不能密铺?原因是什么?
(学生分四人小组展开讨论,重新试拼,课堂成了一个互动的精彩探究平台。)
S7 :如图 5 ,正五边形的每一个内角为 108o ,拼接处有一个 36o 角的缝隙,所以正五边形不能密铺。
T :通过以上操作,对于只限于同一种图形的密铺,能否镶嵌的关键是什么?还有哪些正多边形可以密铺?
S8 :这种图形的内角的倍数是否是 360o ,正多边形的一个内角的倍数是否是 360o 。
T :如果有正 n 边形能够密铺,拼接处有 k 个正 n 边形的角,你能找到 k 与 n 的关系吗?
(教学到此,课堂得到深化。问题的设计以学生发展为本,最大限度地满足学生的需要和可能,知识的拓展使学生又一次展开了激烈的讨论,思维火花又一次被点燃。)
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