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三款动态数学软件设计“迭代”类积件的比较分析*
——以《圆的面积》公式推导为例

2018-06-01杨秀燕黄立春唐剑岚

中小学电教 2018年5期
关键词:动画数学

☆ 杨秀燕 黄立春 唐剑岚

(广西师范大学数学与统计学院,广西桂林 541004)

迭代是一种类似于程序设计中递归算法的特殊变换,是指按照一定的变换规则,由原象(发生迭代的初始对象)到初象(原象经过一系列变换操作得来的对象)反复映射的过程。原象可以是进行几何迭代的点,也可以是进行数值迭代的参数。

一、积件基本原理及效果

《圆的面积》是人教版六年级上册第五章的内容,在圆的面积公式的推导中渗透“转化思想”、“图形的割补”、“化曲为直”、“无限逼近”等数学思想与方法,有助于发展学生的空间观念和推理能力。

引入动态数学软件一方面是为了增强课堂互动性,另一方面旨在通过积件,动态视觉化的呈现圆切割并拼接成矩形的过程,从而突破圆的面积公式推导的难点,提效课堂教学。积件首先呈现半径为r且切割成若干等份的圆(如图1);接着,将上、下部分扇形展开至同一水平线并拼接成矩形(或平行四边形),其中矩形的高近似圆的半径r,底近似圆周长的一半;最后,增加分割份数,得出矩形面积,从而推出圆的面积计算公式。

图1 圆的面积积件展示

一般而言,考虑将上、下半圆分成N等分,总体上为2N等分。N为奇数或偶数影响制作过程。首先,考虑当N为偶数时。在圆展开至同一水平线过程中,可以发现,各扇形上的弦与水平方向夹角逐渐减小,直至水平时夹角为0度。考虑四分之一圆(如图2),圆弧展开动画实质上经历了(1)Rotate({S4},P4,α)(表示扇形S4绕着点P4旋转α,α>0时逆时针方向旋转);……

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