尺规作图种子课——《尺规作等长线段》

文摘   教育   2023-12-20 12:26   安徽  

尺规作图

尺规作等长线段


内容简介

    2022版新课程标准在“图形与几何”领域“图形的认识与测量”主题内容下新增了“尺规作图”,以此培养学生的几何直观及推理意识。在第二学段中要求“经历用直尺和圆规将三角形的三条边画到一条直线上的过程,直观感受三角形的周长”,在第三学段要求“用直尺和圆规作三角形,直观感受三角形的三边关系”。随着“尺规作图”编入新课程标准,逐步被广大一线教师所关注。本文将结合近期三年级《长方形和正方形》的单元教学,分享我对“尺规作图”的一些认识及尺规作图开启课的实践与思考。


     

教材分析

  

     课标活动例29的设计重在突破周长的本质,也就是我们常说的“周长一条线”,通过尺规作图将不在同一条直线上的三条线段作到同一条直线上,深化学生对周长的理解。在之前听的《周长》课例中,有位老师将新课标例29搬进了课堂,让学生利用尺规进行操作,但课堂反馈却不尽人意。究其原因,我发现学生之前对“尺规”的认知经验是缺失的,他们没能认识和使用圆规,一下子课堂上让他们去操作,肯定是事半功倍的。例29活动得以实践的重要前提便是“尺规作等长线段”,可以说例29是“尺规作等长线段”的应用,而例32则是“尺规作图”的一节拓展提升课。所以,“尺规作等长线段”是小学数学尺规作图一节重要的开启课。

    《尺规作等长线段》这节课作为“图形的认识与测量”主题下的一节起着关键作用的种子课,何时走进学生的课堂合适呢?我想在三年级《长方形和正方形》单元起始便要走进学生的学习视野。在“长方形和正方形的特征”探究中,学生可以利用尺规说明长方形和正方形“边”的关系,既直观形象又富有数学研究的严谨性,对于拓展学生的思维,深化学生对四边形特征的理解具有重要的作用,有了前两课时学生对尺规的操作经验的积累,到第3课时“周长的认识”例29的活动就能水到渠成,学生对周长本质的理解才能更加透彻。

     

《作等长线段》教学设计

   

教学目标

     1.认识圆规,了解圆规的使用方法,体会圆规两脚间距离与线段长度之间的关系。

     2.能够利用尺规作给定线段的等长线段,并比较出两条线段的长短。

     3.经历尺规作等长线段的操作过程,积累尺规作图活动经验,培养学生的推理意识和几何直观。

教学重难点

    重点:用尺规作等长线段

     难点:理解尺规作等长线段的原理

教学过程

    一、认识圆规,初步感受尺规作线段

      师生共同认识圆规,知道圆规是由两“臂”和一个“转轴”组成,师生共同操作圆规,重点感受圆规两臂之间的距离是可以随着作图的需要进行调节的。

      活动1:请学生在纸上以一个点为中心,任意长度为“两臂间距离”画弧,并将中心点与弧上的点进行连线,形成线段。

      师:这些线段在长度上有什么关系吗?(预设:长度相等)你能验证你的猜想吗?

      学生动手拿直尺进行测量,师生共同演示发现:作出的这些线段长度都是相等的。

      师追问:为什么它们的长度都是相等的呢?是什么决定了它们的长度?

      在同桌交流,师生互动中得出:在作图时,圆规两臂间的距离没有发生变化,所以作出的线段都是一样长的,而且都等于圆规两臂间的长度。

设计意图:首先,圆规是首次进入学生们的学习生活,课堂上介绍圆规的正确使用为后续作图奠定基础。“圆规两臂间的距离确定所作出的线段长度也随之确定”的重要发现是后面“尺规作等长线段”的前提条件,这是需要学生在实践探究和体验中去自我建构的,学生通过先画线段,再测量发现规律,进而通过讨论交流自主建立起“圆规两臂之间距离”与“线段长度”之间的联系,为后续学习做好知识储备。

      二、利用尺规,亲身体验作定长线段

     师 :同学们都已经会用圆规作线段了,真了不起!大家能用直尺和圆规作一条3厘米长的线段吗?

     学生动手作图,教师巡视指导,再请学生汇报。

     师:大家作出来了吗?谁来分享一下你的作法?

     师生、生生交流中共同得出画定长线段的方法:先定长,即使圆规两臂之间距离为3厘米,再画弧,后连线,将中心点与弧上一点相连形成线段。

     师:回顾二年级我们用直尺画线段的过程,你认为尺规画线段给你什么样的感受?

设计意图:通过尺规做“一条3厘米长的线段”一方面让学生对圆规的使用操作更加熟练,另一方面引导学生在交流互动中感悟“尺规作线段”的一般方法步骤:定长——顶点——画弧——连线,丰富学生尺规作图的活动经验。

    三、巧用尺规,过一端点作等长线段

    请学生在作业单上用尺规作与线段AB等长的线段CD。

      学生动手操作,教师巡视后展出学生作品,并请学生说一说是如何作出来的。

      追问:这样的线段有几条?如果一直画下去会形成什么图形?

设计意图:学生已经有了“作定长线段”的活动经验,这里做“等长线段”就非常简单了,该项活动的设计可以看做是前面活动的一次巩固拓展。这里学生可以是先测量,再用圆规作图,也可以是学生通过圆规直接在线段AB的比对,确定“圆规两臂间的距离”再作图。不管是哪种方法都给予肯定,重点在请学生用语言描述作图的过程,并提出质疑:为什么这样做两条线段是相等的?再次强化学生对尺规作等长线段背后其原理的理解。追问:这样的等长线段有几条?如果一直画下去会形成什么图形?通过一种极限的思想方法,丰富和发展了学生的想象力,为今后学习圆积累了一定的活动经验。

      四、活用尺规,比较两条线段的长短

    出示两条不同长度的线段(一眼观察不能确定长短),请学生在作业单上利用尺规判断出两条线段长短。

    师:同学们,只用圆规你能判断出两条线段的长短吗?赶紧试试吧。

    生1:我是用圆规两臂之间的距离去进行比对的,以线段AB的长度为两臂间的距离,然后将圆规针尖对准线段CD的一个端点,看另一个手臂的位置在哪来判断的,

     师:如果要你留下一点“证据”,让人一眼就能看出它们的大小,你能做到吗?

    生2:我们可以以点C或者点D 作与线段AB等长的线段。

设计意图:圆规不仅可以作为一种作图的工具,实际上它也是我们进行测量和比较长短的重要工具。这一活动的设计拓展了学生对于“圆规”的认识,是“作等长线段”的一次重要的拓展应用,为后一节课学生比较长方形和正方形“边”的长短奠定了基础,对于发展学生的几何直观具有重要意义。

     五、善用圆规,尺规作图创造美

     出示一些尺规作出来的精美图案,师生共同欣赏,感受几何世界中的数学美。在学生欣赏之余,鼓励学生课下勇于创作,用尺规设计出属于自己的图案,下节课共同交流设计的方法。

      

设计意图:本节课作为一节实践操作课,如果一味的强调如何利用尺规作图,未免有些单调和乏味。作为尺规作图的开启课,培养学生对尺规作图的兴趣和探究欲望尤为重要。所以在课程的最后呈现尺规作出的精美图案,将数学与美术进行学科融合,让学生在欣赏观察中感受数学美的同时,在孩子们的心中种下“尺规作图”探究的种子,感受尺规作图的无穷魅力。

      六、课堂小结

      课堂小结:同学们,本节课我们可以说是收获满满,学会了用直尺和圆规共同协作来画线段,今后我们还将会利用尺规来进行很多几何知识的探究学习。




课后思考

     1.素养导向,培养学生的推理意识和几何直观。

   “尺规作图”对于培养学生的几何直观和推理意识具有重要的作用,是其素养得以发展的重要手段。学生通过尺规作图可以将头脑中的思维转化为直观的图形,让思维可视化。本节课“作等长线段”我反复让学生表达“为什么这样作出来的线段是相等的?”,让学生不仅要知道尺规作图的方法步骤,更重要的是要理解尺规作等长线段所蕴含的原理。本节课中,学生在实践和操作中发展几何直观,在表达和交流中培养推理意识。

   2.立足实践,丰富尺规作图的活动经验。

   本节课作为尺规作图的种子课,对后续学生进一步用尺规认识和探究几何图形的特征起着积极的引导作用。所以,这节课学生基本活动经验的积累非常有必要,在课堂上教师要给予学生大量的时间去尝试操作,鼓励学生动起手来,在操作中学生,在体验中学,在交流和反思中学,积累丰富的尺规作图经验,建立表象。

   3.激趣创新,激发尺规作图的探究欲望。

   本节课,不仅要让学生认识和熟练掌握尺规作图,而且还要让学生爱上尺规作图,感受尺规作图带来的价值。课堂尾声,我出示一些由尺规创造出来的精美图案,将学生对尺规作图的认识推向一个审美的高度,引发学生的好奇心和探究欲,将课堂推向教室之外,让尺规作图的探究走向学生的生活,走进学生的内心。



END



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