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让图形“旋转”起来

2020-09-10李凯

湖北教育·教育教学 2020年8期
关键词:旋转顺时针横杆

李凯

《图形的旋转》是人教版五年级下册第六单元《图形的运动(三)》的起始课。之前通过“图形的运动(一)(二)”,学生已经认识了平移和旋转这两种基本的图形变换方式,并能根据要求绘制简单图形的平移,而本单元正是要解决简单图形旋转的绘制问题,培养学生的空间观念。

一、动态演示,潜移默化

在之前的学习中,学生已经认识了平移和旋转这两种图形运动的方式,也能够区分这两种运動现象。本节课旨在区分不同的旋转现象,但是教科书在呈现相关素材时是静态的,要让学生在头脑中想象图形的运动,教师可以通过动态演示引导学生从已知中发现未知,吸引学生的注意力,在潜移默化中发展学生的空间想象能力。

上课伊始,笔者出示教材中的3幅主题图转化成动态形式,并进行演示。

笔者提问:“风车的叶子是旋转现象,小女孩荡秋千也是旋转现象,它们的旋转是一样的吗?”由于是动态图,学生马上发现了不同:秋千不能像风车的叶子一样围绕圆心旋转,而是来来回回地旋转。笔者顺着学生的话引出了本节课的学习目标:如何准确描述旋转现象。

二、先分后合,化繁为简

准确描述旋转现象涉及旋转中心、方向和角度三个要素。首先,笔者采取了分散难点的方法,对学生容易关注到的旋转中心采取集中学习的方式,然后给出两组动态的学习材料,让学生自己观察学习材料发现旋转方向和角度的问题,最后通过例题和练习使学生感受到要准确描述旋转现象,这三点缺一不可,通过对这三个方面的描述就可以较准确地描述旋转现象了。为了帮助学生理解,笔者出示了下面3组素材。

笔者先请学生集中观察素材1,图中的笑脸图案旋转了两次,这两次旋转有什么不同呢?学生发现一次是围绕着蓝色的星形图案旋转的,另一次是围绕着绿色的五角星旋转,可见旋转都要围绕一个中心,旋转的中心不同,旋转的结果也会发生变化。

对于素材2和素材3,学生可以任选一个进行研究,然后再集体讨论。学生发现,素材2的笑脸图案旋转的方向是反着的,并用手比画出来。哪个是顺时针,哪个是逆时针呢?笔者引导学生结合钟面上指针运动的方向——“顺时针”方向,“逆时针”方向,轻易解决了这个问题。

对于素材3,学生的意见出现了分歧。有的学生认为笑脸图案第一次旋转了半圈,第二次旋转了半圈的半圈;有的学生认为第一次旋转的距离是第二次的2倍;有的学生认为旋转的速度不一样,第一个快一些,第二个慢一些;还有的学生认为第一次旋转了180°,第二次旋转了90°。笔者进一步引导学生对比,角的度量是已经学过的知识,而圆的周长还没有学过,因此这里用“角度”描述更合适,以后学习相关知识也可以用“路程”来描述。

三、直面疑难,开阔视野

学习素材3时,学生关注到了旋转的角度、路程、速度这些特点。角度的变化是抽象的,学生习惯借鉴之前的学习经验根据路程和速度来进行比较。虽然课件直观地呈现了角度变化的效果,但并没有让学生真正明白用角度描述的优点。学生可以接受教师给出的“还没有学习圆周长计算方法”的理由,如果能让学生明白用角度描述旋转现象的优点不是更好吗?

教学中出现的矛盾点正是学生学习的生长点。在学生完成基本练习后,笔者将“做一做”中的示意图稍做改变(如下图)。

笔者请学生观察横杆上的A、B、C三个点,看看它们是怎么运动的?学生甲说:“A点绕O点顺时针旋转了90°。”学生乙说:“B点和C点也绕O点顺时针旋转了90°。”学生丙说:“A、B、C三个点都是绕O点顺时针旋转了90°。”笔者请学生继续思考:“那么横杆上其他的点,如D、E、F……又是怎样运动的呢?”学生甲认为,都是绕着O点顺时针旋转了90°。学生乙认为,横杆上的所有点都是绕着O点顺时针旋转了90°。笔者反问:“为什么会这样呢?”学生回答:“因为整个横杆都是这样旋转的呀。”笔者话锋一转:“之前有同学说过用路程来描述旋转现象,现在老师标出A、B、C三个点的运动路线(课件呈现),大家看看,发现了什么?”学生恍然大悟。学生甲说:“3个点的路程都不一样。”学生乙说:“离中心越远,路程越长。”学生丙说:“用路程太麻烦了,还是用角度简便一些。”

旋转速度有两种定义:一个是角速度,一个是线速度。通过对比,学生深刻体会到:图形在围绕一个中心旋转时,所有的点旋转方向和角度是相同的。这种认识为绘制旋转后的图形作好了铺垫。

四、运用旋转,解构复原

如何检验学生是否具有一定的几何直观能力?教师出示下图并提问:下面的图案分别是由哪些图形旋转而成的?

这道题是为了训练学生的几何想象能力。笔者先把图形解构成基本形状,再通过旋转还原成原来的图形。学生一眼看出第1幅紫金花的图案是一片叶子旋转4次得到的,第2幅三叶草的图案重点反馈旋转的中心,两次旋转中图形有重合的部分。

师:其余的几幅图大家也来谈谈自己的看法吧。

师:同学们太厉害了,简简单单的一幅图竟然有这么多不同的画法,看来旋转真的很神奇。

课件的演示让图形“动”了起来,学生的想法被直观呈现了出来,通过互相分享交流,也促进了几何直观能力的发展。

(作者单位:武汉小学)

责任编辑  张敏

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