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“图形的平移”是北师大版初中数学教材八年级下册“图形的变换”中的内容,图形的变换主要包括图形的轴对称、图形的平移、图形的旋转等。用变换的眼光看待图形,可以使图形动起来,有助于在运动变化的过程中发现图形不变的几何性质。因此,图形的变换是研究几何问题、发现几何结论的一种有效工具。
在“图形的平移”教学中,教师应站在系统的高度注重教学的整体性,通过观察和分析平移现象,学习理解平移的基本概念,探索平移的基本性质,会进行简单的平移作图,对全章知识有一个全局了解。
【教学目标】
1.学生能通过具体实例认识平面图形的平移,探索它的基本性质,会进行简单的平移画图。
2.学生经历有关平移的观察、操作、分析及抽象、概括等过程,进一步积累数学活动经验,增强动手实践能力,发展空间观念。
3.学生敢于发表自己的想法、提出疑问,养成独立思考、合作交流等学习习惯。
【教学过程】
一、情境引入,激发兴趣
教师出示图片:游乐园里旋转的木马,传送带上的物体,振动的蝴蝶翅膀。
师:这些物体的运动有什么特点?这些运动现象中蕴含着怎样的变化形式?
生:有旋转、平移、轴对称。
师:以上都是图形变换的内容,本章将在小学学习的基础上进一步认识平面图形的平移和旋转,探索平移、旋转的性质,认识并欣赏它们在自然界和现实生活中的应用。
【设计意图】教师借助动画引导学生观察生活中常见的运动现象,一方面让学生回顾过往知识,从图形运动中抽象出图形变换;另一方面为图形的平移与旋转的概念做好铺垫,作为章节起始课总览全章,突出学习的主要内容。
二、小初衔接,辞旧迎新
师:同学们在小学数学学习中已经对平移有所了解,平移是日常生活中常见的现象,你能列举一些含有平移现象的实例吗?
师:在小学数学学习中,我们曾学过在方格纸中将图形进行平移,如图1,你能把方格纸中的“小船”向左平移7格吗?
师:这些平移现象有什么共同特征呢?
……
师:平移前后物体的形状、大小、位置是否发生变化?
生:沿着直线移动。形状和大小不变,位置发生改变。
【设计意图】通过现实生活中有趣的平移问题,激发学生解决问题的欲望。同时,也让学生感受到将要学习的平移现象就在自己的身边。学生思考后教师引出研究内容:图形的平移。教师利用课本上的两个实例,进一步感受平移的实质,渗透平移的三要素:图形、方向、距离。
三、分析问题,生成概念
师:根据上述分析,你能说出什么样的图形运动称为平移吗?
生:一个图形沿着某个方向移动一定的距离。
教师在学生发现和归纳的基础上给出平移定义:在平面内,将一个图形沿某个方向移动一定的距离,这样的图形运动称为平移。平移不改变图形的形状和大小。
师:平移三要素是什么?
生:图形、方向、距离。
通过对前面图片的观察、讨论,学生自己总结并派代表发言,教师给予点拨指导。
【设计意图】为了让学生更好地归纳理解平移的概念,教师鼓励学生从句子的语法结构入手,让概念自然生成。平移概念的顺利得出,取决于前期对图片(动画)素材的观察、分析和归纳总结,让学生充分感受知识的探索和获得过程,提升数学核心素养。
四、探索性质,类比归纳
如图2,用多媒体演示图形(抽象后的几何多边形)的平移过程,让学生通过对图形平移现象的观察,探索其中的性质。
师:通过刚才的观察,我们总结出一个结论:图形的位置改变了,但形状和大小没有改变。现在我们一起来探索图形平移前后对应点、对应线段以及对应角之间的变化关系。
师:1.图中任意选一组对应线段,这两条线段之间有怎样的关系?
2.在图中任意选一组对应角,这两个角之间有怎样的关系?
3.AE、BF、CG、DH分别是对应点所连成的线段,它们之间有怎样的关系?
通过动画演示,师生共同探讨平移的性质。
生:变换前后对应点的连线平行且相等,平移变换是图形的每一个点的变换,一个图形沿某个方向移动一定距离,那么每一个点也沿着这个方向移动一定距离,所以对应点的连线平行且相等。
生:变换前后对应角相等。
生:变换前后对应线段平行且相等。
师:倘若改变平移方向,以上结论还正确吗?
师生共同探索,结合图形完善结论,得出平移的性质:一个图形和它经过平移所得的图形中,对应点所连成的线段平行(或在一条直线上)且相等;对应线段平行(或在一条直线上)且相等,对应角相等。
【设计意图】用实验的方法探索平移的基本性质,学生经历观察—发现—总结—质疑—修正—语言抽象的过程,充分积累数学活动经验。这个教学环节大量投入几何画板动态演示,直观展示操作过程,灵活处理特例情况,科学度量数据分析,大大降低了学习难度。
五、平移作图,迁移新知
例题:如图3,经过平移后,△ABC的顶点A移到了点D。
[A][B][C][E][F][D]
图3
1.画出平移的方向和平移的距离;
2.画出平移后的三角形。
解:1.如图3,连接AD,平移的方向是点A到点D的方向,平移的距离是线段AD的长度。
2.分别过点B、C按射线AD的方向作线段BE、CF,使得它们与线段AD平行且相等,连接DE、DF、EF,△DEF就是△ABC平移后的图形。
师:在上面的例题中,你还有其他画△DEF的方法吗?
生:上述方法是将三角形的三个顶点进行了平移,是不是可以考虑将对边进行平移?
学生动手实践,按新的解题思路大胆尝试,师生交流,优化操作过程。
【设计意图】充分把握平移性质,教师通过多种作图方法让学生来体会平移的核心要素,感受图形平移的主要因素是移动的方向、移动的距离和找准关键点,并归纳两种画法的区别,一是找关键点进行平移,二是找关键线段进行平移。
六、思维拓展,巩固新知
如图4是一块长方形的草地,长为21 m,宽为15 m,在草地上有两条宽为1 m的小道,长方形的草地上除小道外长满青草。求长草部分的面积为多少?
解:(21-1) ×(15-1)=280(平方米)。
预设的图形变换方式有以下两种:
生:如图5,将4个黑色小矩形平移成一个大矩形。
生:如图6,将两个白色的小矩形平移到矩形ABCD的长、宽两侧。
【设计意图】本教学环节中,教师设计的习题主要考查了生活中的平移现象,计算面积没有现成的方法可用,我们可以通过平移来解决问题。关键是找到平移后草地的长和宽,再利用长方形的面积公式进行计算。
【教学反思】
本节课扮演着课堂教学的多种角色,如起始章节课、概念课、合作探索课、实验操作课。教学中,教师要在不同的教学环节中进行角色切换,选择符合学生需求的教学方式是课堂教学的关键。起始章节课需要重视知识架构的整体性,把握其蕴含的整体性数学思想,对理解数学知识内涵、认识数学结构和提高思维水平有很大帮助,是发展核心素养的重要途径。学习概念课主要关注从具体特例中抽象出概念的本质属性,让学生经历归纳总结知识的过程。而实验操作课要给学生适当的指导,包括知识的启发引导、学生交流合作中的问题及对困难学生的帮助等,使小组合作学习更具实效性。鼓励学生借助几何工具进行实验操作和科学验证,通过设计活泼、有效的数学活动,使学生在数学课堂中充分经历发现问题、提出问题、解决问题的过程。
总之,教师要充分钻研课程标准、教材和学情,从知识发生、发展的整體视角出发,让学生充分参与概念的形成过程,从而促进学生数学思维的发展。
(作者单位:江西省九江市同文中学)
在“图形的平移”教学中,教师应站在系统的高度注重教学的整体性,通过观察和分析平移现象,学习理解平移的基本概念,探索平移的基本性质,会进行简单的平移作图,对全章知识有一个全局了解。
【教学目标】
1.学生能通过具体实例认识平面图形的平移,探索它的基本性质,会进行简单的平移画图。
2.学生经历有关平移的观察、操作、分析及抽象、概括等过程,进一步积累数学活动经验,增强动手实践能力,发展空间观念。
3.学生敢于发表自己的想法、提出疑问,养成独立思考、合作交流等学习习惯。
【教学过程】
一、情境引入,激发兴趣
教师出示图片:游乐园里旋转的木马,传送带上的物体,振动的蝴蝶翅膀。
师:这些物体的运动有什么特点?这些运动现象中蕴含着怎样的变化形式?
生:有旋转、平移、轴对称。
师:以上都是图形变换的内容,本章将在小学学习的基础上进一步认识平面图形的平移和旋转,探索平移、旋转的性质,认识并欣赏它们在自然界和现实生活中的应用。
【设计意图】教师借助动画引导学生观察生活中常见的运动现象,一方面让学生回顾过往知识,从图形运动中抽象出图形变换;另一方面为图形的平移与旋转的概念做好铺垫,作为章节起始课总览全章,突出学习的主要内容。
二、小初衔接,辞旧迎新
师:同学们在小学数学学习中已经对平移有所了解,平移是日常生活中常见的现象,你能列举一些含有平移现象的实例吗?
师:在小学数学学习中,我们曾学过在方格纸中将图形进行平移,如图1,你能把方格纸中的“小船”向左平移7格吗?
师:这些平移现象有什么共同特征呢?
……
师:平移前后物体的形状、大小、位置是否发生变化?
生:沿着直线移动。形状和大小不变,位置发生改变。
【设计意图】通过现实生活中有趣的平移问题,激发学生解决问题的欲望。同时,也让学生感受到将要学习的平移现象就在自己的身边。学生思考后教师引出研究内容:图形的平移。教师利用课本上的两个实例,进一步感受平移的实质,渗透平移的三要素:图形、方向、距离。
三、分析问题,生成概念
师:根据上述分析,你能说出什么样的图形运动称为平移吗?
生:一个图形沿着某个方向移动一定的距离。
教师在学生发现和归纳的基础上给出平移定义:在平面内,将一个图形沿某个方向移动一定的距离,这样的图形运动称为平移。平移不改变图形的形状和大小。
师:平移三要素是什么?
生:图形、方向、距离。
通过对前面图片的观察、讨论,学生自己总结并派代表发言,教师给予点拨指导。
【设计意图】为了让学生更好地归纳理解平移的概念,教师鼓励学生从句子的语法结构入手,让概念自然生成。平移概念的顺利得出,取决于前期对图片(动画)素材的观察、分析和归纳总结,让学生充分感受知识的探索和获得过程,提升数学核心素养。
四、探索性质,类比归纳
如图2,用多媒体演示图形(抽象后的几何多边形)的平移过程,让学生通过对图形平移现象的观察,探索其中的性质。
师:通过刚才的观察,我们总结出一个结论:图形的位置改变了,但形状和大小没有改变。现在我们一起来探索图形平移前后对应点、对应线段以及对应角之间的变化关系。
师:1.图中任意选一组对应线段,这两条线段之间有怎样的关系?
2.在图中任意选一组对应角,这两个角之间有怎样的关系?
3.AE、BF、CG、DH分别是对应点所连成的线段,它们之间有怎样的关系?
通过动画演示,师生共同探讨平移的性质。
生:变换前后对应点的连线平行且相等,平移变换是图形的每一个点的变换,一个图形沿某个方向移动一定距离,那么每一个点也沿着这个方向移动一定距离,所以对应点的连线平行且相等。
生:变换前后对应角相等。
生:变换前后对应线段平行且相等。
师:倘若改变平移方向,以上结论还正确吗?
师生共同探索,结合图形完善结论,得出平移的性质:一个图形和它经过平移所得的图形中,对应点所连成的线段平行(或在一条直线上)且相等;对应线段平行(或在一条直线上)且相等,对应角相等。
【设计意图】用实验的方法探索平移的基本性质,学生经历观察—发现—总结—质疑—修正—语言抽象的过程,充分积累数学活动经验。这个教学环节大量投入几何画板动态演示,直观展示操作过程,灵活处理特例情况,科学度量数据分析,大大降低了学习难度。
五、平移作图,迁移新知
例题:如图3,经过平移后,△ABC的顶点A移到了点D。
[A][B][C][E][F][D]
图3
1.画出平移的方向和平移的距离;
2.画出平移后的三角形。
解:1.如图3,连接AD,平移的方向是点A到点D的方向,平移的距离是线段AD的长度。
2.分别过点B、C按射线AD的方向作线段BE、CF,使得它们与线段AD平行且相等,连接DE、DF、EF,△DEF就是△ABC平移后的图形。
师:在上面的例题中,你还有其他画△DEF的方法吗?
生:上述方法是将三角形的三个顶点进行了平移,是不是可以考虑将对边进行平移?
学生动手实践,按新的解题思路大胆尝试,师生交流,优化操作过程。
【设计意图】充分把握平移性质,教师通过多种作图方法让学生来体会平移的核心要素,感受图形平移的主要因素是移动的方向、移动的距离和找准关键点,并归纳两种画法的区别,一是找关键点进行平移,二是找关键线段进行平移。
六、思维拓展,巩固新知
如图4是一块长方形的草地,长为21 m,宽为15 m,在草地上有两条宽为1 m的小道,长方形的草地上除小道外长满青草。求长草部分的面积为多少?
解:(21-1) ×(15-1)=280(平方米)。
预设的图形变换方式有以下两种:
生:如图5,将4个黑色小矩形平移成一个大矩形。
生:如图6,将两个白色的小矩形平移到矩形ABCD的长、宽两侧。
【设计意图】本教学环节中,教师设计的习题主要考查了生活中的平移现象,计算面积没有现成的方法可用,我们可以通过平移来解决问题。关键是找到平移后草地的长和宽,再利用长方形的面积公式进行计算。
【教学反思】
本节课扮演着课堂教学的多种角色,如起始章节课、概念课、合作探索课、实验操作课。教学中,教师要在不同的教学环节中进行角色切换,选择符合学生需求的教学方式是课堂教学的关键。起始章节课需要重视知识架构的整体性,把握其蕴含的整体性数学思想,对理解数学知识内涵、认识数学结构和提高思维水平有很大帮助,是发展核心素养的重要途径。学习概念课主要关注从具体特例中抽象出概念的本质属性,让学生经历归纳总结知识的过程。而实验操作课要给学生适当的指导,包括知识的启发引导、学生交流合作中的问题及对困难学生的帮助等,使小组合作学习更具实效性。鼓励学生借助几何工具进行实验操作和科学验证,通过设计活泼、有效的数学活动,使学生在数学课堂中充分经历发现问题、提出问题、解决问题的过程。
总之,教师要充分钻研课程标准、教材和学情,从知识发生、发展的整體视角出发,让学生充分参与概念的形成过程,从而促进学生数学思维的发展。
(作者单位:江西省九江市同文中学)