动手实践,从感知到描述图形运动
——以《轴对称(2)》为例
2023-05-09章勤琼滕艳艳
文|杨 汇 章勤琼 滕艳艳
【教学过程】
一、翻折图形,唤醒认知
师:长方形的对称轴在哪里呢?
生:长方形有横着、竖着、对角线上的4 条对称轴。
(请学生来折一折)
师:(追问)碰到什么困难了?
生:我发现长方形斜着的怎么折都不能重叠在一起。
生:长方形只有2 条对称轴。
【设计意图:通过折一折,经历找对称轴的过程,激活学生对轴对称图形的认识,引导学生用语言描述出“完全重合”,理解轴对称的本质内涵。】
二、认识对称点及其性质
1.从不对称变为对称
师:请你判断一下这棵小树是不是轴对称图形?(出示图2)
图2
生:我认为是轴对称图形。
生:我认为不是轴对称图形,右边树枝感觉没有和左边在一条线上。
生:如果有一把尺子就好了。
师:(出示方格纸)现在呢,你有什么想说的?
生:这个图形不是轴对称图形。
师:你能把它变成轴对称图形吗?
生:可以把点拉过来一点。
师:是这样吗?(出示图3)
图3
师:(出示图4)为什么他想把这个点拉到这里呢?
图4
生:这样它们对折以后就能完全重合。
师:我们对折一下看看。
师:请你们再观察这两个对称点,它有什么特点?
生:左边这个点到左边的树干是两格,右边的点到右边的树干也是两格。
生:左、右两边到对称轴的距离都是3 格。
生:这两个点到对称轴的距离相等。
【设计意图:方格纸可以确定大小关系跟位置关系,能让学生通过要素及其关系认知、描述图形。判断小树是否是轴对称图形还需要对折,这是学生已有的经验。从课件的翻转到观察对称点的特点,自然而然关注到点,发现点之间的关系。】
2.画对称点,发现对称点之间的关系
(1)出示题目。
图5
(2)交流汇报。
①容易达成共识的关键点。
图6
生:我们先在一边找对称点,比如点B 距离对称轴2 格,在同一条线上再数2 格就是它的对称点,后面的以此类推。
②有争议的对称点。
图7
师:有没有不属于轴对称的点?如果有,你是如何判断的?如果没有,你又是如何判断的?
生:它们都不在凹进去、凸出来的地方,怎么会是对称点呢?
生:我们可以折一下。
师:现在不能对折了,你还能说明为什么是对称点吗?
生:点F 到对称轴的距离是1格,点F′到对称轴的距离也是1格,它们到对称轴的距离相等,所以它们是一组对称点。其他的点也是这样的。
生:我明白他的意思了,这个轴对称图形上有无数个点,都能找到它的对称点,每一组对称点到对称轴的距离都相等。
小结:一开始你们关注到了面的重叠,现在你们发现了点之间的关系,真是观察得越来越细致了。
【设计意图:在这一环节,知道对称点到对称轴的距离相等,是必要的。只有这样,下一个环节学生才有可能去调用这个知识,有的学生会仍然停留在凭感觉描绘另一半,但有的学生会尝试用点来画轴对称图形。】
三、利用性质画轴对称图形
1.出示题目
图8
2.汇报展示
(1)照样子画。
图9
生:我是按照左边这一半画出来的。我先画到这里,之后发现位置不太一样,就改过来画到这里。
(2)找点、连线。
师:再来看这位小朋友,(出示图10)他是先找出几个对称点?这些点是如何找出来的?
图1
图10
生:它先找到左边凹进去、凸起来的这4 个点,然后根据对称点到对称轴的距离相等再画出它们的对称点,最后把这些点连起来。
师:为什么把这些点连起来,它就是轴对称图形了呢?不用像第一位同学那样找线?
生:找到对称点后,再依次把这些点连起来,两边就是完全重合的了。
【设计意图:这一活动学生都会画,但仅仅画对是不够的,我们需要让学生明确知道自己是怎么画的,其他同学是怎么画的,这些方法有什么不同。要从整体的画轴对称的过程中,找到真正的提高点,“一找、二定、三连”这样的方法更准确,形成画图的方法。方法的形成不应该是教师强加给学生的,是在图形认知水平提升的过程中自然形成的。】
四、利用性质判断轴对称图形
1.独立画
用最少的步骤画出这个轴对称图形的另一半。
图11
2.判断
师:到底哪幅是正确的呢?(出示学生作品图12)
图12
师:认为左边是对的请举手,为什么它是对的?
生:对称点到对称轴的距离是2 格,所以它的对称点应该在这里。
师:觉得右边是对的请举手,你是怎么想的?
生:这个点的对称点应该在这里,不能是斜着的。
师:都在同一条线上,它们的差别到底是什么?
生:左边对称点的连线是竖直的,右边对称点的连线是斜的。
师:竖直的,你觉得它和对称轴之间又有什么样的特点?
生:垂直。
生:对称点的连线和对称轴要互相垂直。
【设计意图:几何认知水平需要通过学习才能提升,但学习活动不可能使学生的几何认知水平呈现跳跃式发展,认知水平是在活动中不断逐层提升的。在此之前,学生对“对称点的连线和对称轴互相垂直”的特征只有模糊的感受。本活动,先问认为右边作品是对的学生是怎么想的,暴露问题,再通过对两幅作品的辨析,更好聚焦“对称点的连线和对称轴互相垂直”,在不断的叠加中,达成知识点的学习。】
【教学反思】
《图形的运动(2)》的教学并不容易,难点就在于既要保持学生对图形运动美感的感受,又要在美的基础之上,用分析的眼光去描述图形的运动。有很多教师在教学中会非常关注图形运动中的几要素,容易走向一个极端,就会把这些课的教学变得支离破碎,缺失美感。在教学中,需要从整体帮助学生提升几何思维水平,认识数学要素(如对称点、对称轴)以及要素之间的关系,对此我们有如下几点思考:
1.注重衔接,从直观水平到描述水平
根据《数学课程标准(2022年版)》的要求,《图形的运动(1)》应侧重对平移、旋转、轴对称的整体认知,注重感知经验的积累,形成空间观念,能够用数学语言来表达生活现象。《图形的运动(2)》要求在数学表达的基础上,能更加精准地用上数学关系,注重本质特征的感悟,需要观察、操作、想象等活动,体会平移、轴对称的性质与特征,最后实现能在方格纸的帮助下定量刻画平移后的图形,补全轴对称图形,发展空间观念。
比如,在《轴对称(2)》的教学中,我们要在学生已有的经验之上,逐渐提升他们的认知水平。从刚开始的时候学生认为,要判断是不是轴对称,必须通过对折,到后面开始去关注几何要素,发现要素之间的关系,例如对称点到对称轴的距离相等。然后再通过画图,从整体描绘出轴对称图形的另一半,再到发现找点、再连线会更加准确。在任务推进的过程中,慢慢地清晰对称点的连线和对称轴互相垂直。知识点的落实、画图方法的形成,是融于任务之中的,是在认知水平不断提高的过程中渗透下去的。
2.动手实践,在画图中提升认知水平
几何认知水平的提升具有递进性,不可能从直观水平直接跨越到描述水平。只有按照学生的认知水平规律设计实施课堂教学过程,才能更好地实现相邻水平的过渡。《图形的运动(2)》一般会有两种画法,大多数学生会按照已知的图形,照样子画出图形;少部分学生会在认识了几何要素后,根据特征找到对应点并画出图形。为更好地提升学生的认知水平,在《轴对称(2)》的画图中要把握以下三个层次的方法:
(1)根据已知图形的一半,描出轴对称图形另一半的形状。
(2)根据对称点到对称轴距离相等,确定轴对称图形另一半的点或边的位置,并画出轴对称图形的另一半。
(3)根据轴对称图形的一半与对称轴之间的位置关系,确定轴对称图形另一半对称点的位置,并画出轴对称图形的另一半。
然而学生画图方法的提高,是基于认知水平的提升,是理解轴对称图形特征的具体体现。因此,教师设计了“找出轴对称图形的对称轴———认识对称点及其性质——补全对称轴是竖直的轴对称图形——补全对称轴是水平的轴对称图形”这四个环节的活动,从图形的整体认识入手,明确几何要素,分析几何要素之间的关系,形成对轴对称图形更深刻的认知。