《平面图形的镶嵌》教学设计

课题学习《平面图形的镶嵌》教学设计教学内容平面图形的镶嵌教学目标1.知识与技能：（1）通过探索平面图形的镶嵌，使学生了解平面图形镶嵌的概念，了解任意一个三角形、四边形或正六边形可以镶嵌平面图形，并能运用这几种图形进行简单的平面图形镶嵌设计；（2）培养学生观察、动手操作能力。2.过程与方法：引导学生在图形镶嵌和拼图解题的过程中，通过观察、判断、归纳、总结并发现规律，并能用所发现的规律去解决一些实际问题，进一步发展学生的合情推理能力。3.情感、态度与价值观：（1）让学生进一步体会平面图形在现实生活中的广泛应用；（2）开发、培养学生的实践能力、创新意识和团结协作精神；（3）让学生在活动中感受数学的美，进一步发展学生的审美情趣。教材分析“平面图形的镶嵌”是第3章四边形后面的课题学习,要求学生对多边形内角和其及图形的变换有较深的认识,会利用图形的变换进行平面图形的镶嵌设计,是第3章四边形的拓展与引申.教学重点探索多边形镶嵌的条件的过程以及多边形镶嵌的条件。教学难点寻找多边形镶嵌的条件,并如何运用镶嵌的条件解决问题。教与学互动设计一、欣赏图案，引入课题概念1、用多媒体展示一组美丽的平面图形镶嵌的图案，让学生欣赏(如图1).提问学生这些图案有什么共同特征？让同学们分组讨论、交流.共同特征：①这些图案是用一种或几种形状相同的图形组成的;②这些图形不但是形状相同，而且大小也一样,也就是全等的图形;③这些图形与图形之间没有缝隙，也没有重叠。2、引入本课课题及“平面图形的镶嵌”的概念归纳:这些图案是“用形状、大小完全相同的一种或几种平面图形进行拼接，彼此间不留空隙、不重叠地铺成一片”，这就是数学上“平面图形的镶嵌”，又称做“平面图形的密铺”。这节课，我们一起来进行课题学习“平面图形的镶嵌”。多媒体投影本课课题及“平面图形的镶嵌”的概念:用形状、大小完全相同的一种或几种平面图形进行拼接，彼此间不留空隙、不重叠地铺成一片，这叫做平面图形的镶嵌，或平面图形的密铺.3、让学生举出一些生活中身边的镶嵌图案在我们生活中，有许多图案是“平面图形的镶嵌”。不知同学们是否曾留意过身边的一些镶嵌图案？你能举出你身边的镶嵌图案吗？让同学们议论.如:家里的地板图案,,人行道上地砖铺成的图案,一些房间里墙纸上的花纹图案,……4、拼接纸片，探索镶嵌条件（1）用正三角形、正方形、正六边形硬纸片模拟铺地面砖近年来，随着社会经济的不断发展，人民生活水平的不断提高，往房条件越来越好.用室内装饰的事例导入。请两位同学在黑板上分别用正方形、正六边形硬纸片和双面胶拼接图形,彼此间不留空隙、不重叠地铺成一片（如图2）,其他同学分组同步拼接,老师在一旁指导.我们常见到正方形、正六边形的铺地材料，为什么用这种形状能铺成平整、无空隙的地板呢？让学生想一想下列问题,分组讨论、交流,探索多边形镶嵌的条件①观察图3,全等的正六边形能密铺.正六边形的每个内角是多少度?在一个顶点处的三个正六边形,分别有一个内角,它们彼此相邻,这三个内角的和是多少度?正三角形、正方形呢?让学生讨论得出:因为正六边形的每一个内角是1200，在每一个顶点处有3个正六边形,分别有一个内角,它们彼此相邻,这三个内角的和是360°。如图4,正三角形、正方形密铺也满足以拼接点为顶点的各角之和为360o。②从第①题看出,如果一种平面图形能密铺,那么这种图形的若干个内角的和是多少度?让学生讨论得出:如果一种平面图形能密铺,那么这种图形的若干个内角的和是360°.③正五边形的每个内角是多少度?它的若干个内角的和能等于360o吗?想一想,全等的正五边形能密铺吗?让学生讨论得出:不能。因为正五边形的每一个内角是1080，不存在正整数n，使360108n成立，所以只用正五边形不能进行密铺。(如图5)由上得出多边形镶嵌的条件:以拼接点为顶点的各角之和为360o3.分组竞赛,培养团队精神3.1用勤俭节约的事例导入用四边形边脚余料铺地板，让学生学会生活。我们知道，任意四边形的内角和为360，全等的四边形对应边相等，根据这个道理，把一批形状、大小完全相同（即全等），但不规则的四边形边脚余料（如木器厂的边脚木块）用来铺地板，按照图6那样拼接四边形，就可以不留空隙，铺成一大片（演示图6拼法）。3.2动手操作(分组竞赛）：让学生用彩色纸剪成一些全等的不规则的四边形，然后模拟铺地板（模拟招标选用技术好的工程队施工的事例，培养学生的竞争意识、实践应用能力和交往协作能力）。用胶水贴在硬纸板上，要求颜色相间、边与边稍留缝隙，做到平整、美观,在规定时间内，贴一块计一分，不平整（有空隙或重叠）非不规则四边形不计分，不美观适当扣分，事后评选出小组一、二、三名.4.拼图解题,发展合情推理4.1请将两个大小和形状完全相同的四边形剪开，然后拼成一个平行四边形.（提示后学生动手剪拼）由于所给的两个四边形的对应边相等，四个内角的和刚好为360°，这就有可能拼成一个平行四边形，根据两组对边分别相等的四边形是平行四边形，可以如图7所示将分得的4块拼成一个平行四边形.4.2以△ABC的每一边为底向三角形外作顶角为120°的等腰△PAB、△QBC、△RCA.求证：△PQR为等边三角形（如图8）.此题用一般方法证明非常困难（分析），但用割拼的办法不难.把统一的图8发给学生动手剪拼，边讲解边动手操作:因为六边形的内角和为720°，由∠APB=∠BQC=∠CRA=120°，得∠PBQ+∠QCR+∠RAP=360°，且PA=PB，QB=QC，RC=RA，则可将△PBQ、△QCR、△RAP割下拼成一个三角形全等于△PQR，即可拼在△PQR的内部，这样∠PRQ恰好等于∠ARC的一半，即60°，同理∠RPQ=∠PQR=60°，故△PQR为等边三角形.5.课堂小节,巩固镶嵌知识提问学生：想一想，学习了这节课后，你了解了哪些知识？明白了哪些道理？有什么感受和收获？……三、课后作业1.动手操作：用一些全等的三角形边脚余料，铺成无空隙的地板.2.用纸剪一些边长相同的正八边形和正方形,铺在桌面上,能否密铺?3.我们常见到如图9那样图案的地面，它们分别是全用正方形和全用正六边形形状的材料铺成的，这样形状的材料能铺成平整、无空隙的地面.现在，问：（1）像上面那样铺地面，能否全用正五边形的材料，为什么？（2）你能不能另外想出一个用一种多边形（不一定是正多边形）的材料铺地的方案？把你想到的方案画成草图.（3）请你再画出一个用两种不同的正多边形材料铺地的草图.（安徽中考题）4.请将一个四边形剪开，然后拼成一个平行四边形.(提示:在每边上取中点，将对边的中点连起来，沿着对边中点连线将原四边形剪成四块，根据两组对角分别相等的四边形是平行四边形，即可拼成如图10所示的一个平行四边形.)☆课后反思――让学生动手操作的教学体会1.在动手操作中导入新课课的导入设计得妙，就能使学生引起“疑”.疑则思，就能激发学生的求知欲望、学习兴趣和愉悦的学习情感.如“三角形的内切圆”导入：我先把一些三角形边脚余料（全等的不等边三角形纸片）发给每个同学，要求裁下一块圆形的用料，即在上面画一个面积尽可能大的圆，然后剪下这个圆，比较哪位同学的圆最大，怎样才能使圆的面积最大而导入新课.这样通过学生动手操作，可以集中学生的注意力，启发他们的学习动机，使学生听课能抓住重点，产生强烈的求知欲望.2.在动手操作中讲授新课让学生动手操作，把抽象的理论直观化，这不仅能丰富学生的感性认识，而且能使学生在观察、动手操作的过程中，加深对理论的理解.例如在讲“等腰三角形的性质”时，我就让学生都在纸上用尺规画一个等腰三角形.先用量角器量两底角的大小，比较得出：等腰三角形两底角相等，再请大家用剪刀剪下这个三角形然后对折，同样发现：等腰三角形两底角相等，最后通过折叠后的折痕的提示，启发学生证明这个结论.又如在讲“三角形三条边的关系”时，我要求学生课前准备好长度分别为15cm、22cm、10cm、10cm、10cm的五根木条，从中任取三根首尾顺次相接，拼凑成三角形，并对下列问题相互展开讨论：（1）任意的三根木条是否能拼成一个三角形？（2）哪样的三根木条能拼成一个三角形？哪样的不能？（3）各个三角形的3条边边长之间有什么特点？（4）各三角形中任意两边的长度和与第3边的长度之间有何关系？这样，通过学生的实践活动，让他们展开讨论、探索发现，得出结论，自己去获取知识，是培养学生能力，开发学生智力的主渠道，也是实现教学目标的重要途径.3.在动手操作中复习巩固和应用数学实践，不仅有利于学生复习巩固所学知识，提高分析问题、解决问题的能力，而且能培养教学应用意识和应用能力、创新意识和创造能力，如“平面图形的镶嵌”中的实践活动不仅复习巩固了四边形、多边形的内角和，平行四边形和等边三角形的判定等数学知识，还从模拟铺地板的分组竞赛中培养了学生的应用意识和协作能力，培养了竞争意识和进行美育教育.从剪拼平行四边形和割拼证题中培养了学生的创新意识和创造能力.对于生产和生活中的实际问题，学生看得见，摸得着，有的还亲身经历过，所以让学生动手操作、解决实际问题时，学生都跃跃欲试，想学以致用.如在学完圆周角定理及其推论后，我就设计了这样一个动手操作材料：某工厂生产了一批工件，工件凹面成半圆的为合格（如图11，出示工件模型）.今天请同学们当一回质检员，用直角三角板检验工件的凹面是否合格，把工件纸模型分发给全班同学检验，检验后要求在模型上写检验员姓名和检验结果（合格或不合格），并收上来抽查.这样，让学生动手操作，可以激发学生的学习兴趣，熟练掌握所学数学知识，培养了学生的实践能力.教学实践证明，在课程标准允许的范围内，要大量渗透数学实践的材料，以培养学生的创新意识和实践能力，这也是在数学课堂教学中实施素质教育的重要手段.为此，精心设计好一堂课的动手材料最为关键，教学中让学生动手操作，对活跃课堂气氛，启迪学生思维，培养学生能力，提高教学质量有着十分重要的作用.金凤中学校梁桂发2011年11月