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1、如何引导学生在数学活动中开展探究性数学学习-数学活动平面图形的镶嵌教学案例使用教材 义务教育课程标准实验教科书数学（苏科版）八年级上册教学环境 多媒体教室（有视频展示台）一、教学目标1. 知识与技能目标：（1）通过对“拼地板”的探索，让学生经历探索多边形镶嵌的条件的过程，知道任意一个三角形、四边形或正六边形可以镶嵌；并能运用这几种图形进行简单的镶嵌设计；（2）培养学生观察、动手操作能力。2. 过程与方法目标：渗透初步的数学“建模”思想，引导学生在拼接实验的过程中，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. 情感与态度目标：（1
2、）让学生进一步体会平面图形在现实生活中的广泛应用，将书本知识与生产生活实践有机地结合；（2）培养学生实践意识、创新精神和团结协作的精神；（3）学生在活动中感受数学的朴实之美，数学的和谐之美，进一步发展学生的审美情趣。二、教材分析教学重点：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：如何运用多边形的有关知识，解决镶嵌中的问题，寻找多边形镶嵌的条件。三、学生状况分析有较好的学习基础。四、课前准备教学设备或教辅工具：1将学生按四人一组进行分组。2多媒体、教学图片。3颜色各异的各种多边形图纸。学生课前准备：全等的多边形纸板、胶水、笔、纸、剪刀、圆规、水彩等。五、教学实录1 创设情境，提出
3、本次学习活动的主题师：在我们的周围有一些美丽、神奇的图案，请我们一起来欣赏一组图案：（多媒体展示一组时装秀和镶嵌图案）师：这些图案有什么共同特征呢？（同学们分组讨论、交流）生：这些图案是用一种或几种形状相同的图形组成的。生（补充）：这些图形不但是形状相同，而且大小也一样。师：也就是全等的图形。生：这些图形与图形之间没有缝隙，也没有重叠。师：很好！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”。这节课，我们一起来研究简单的“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
4、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，这就是平面图形的镶嵌）师：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？（同学们议论纷纷）生：“麦当劳”餐厅里的地板图案。生：人行道上地砖铺成的图案也是镶嵌图案。生：一些宾馆房间里墙纸上的花纹也是镶嵌图案。 师：大家都十分注意观察，在生活中处处都有数学。刚才大家举的例子都是含有镶嵌图案，老师也收集了一些生活中的镶嵌图案，请同学们分享、评价。（多媒体播放一组镶嵌图案，美妙的图案、绚丽的色彩让同学们兴奋不已）【点评：体现教师既是学习活动的组织者，也是学习活动的参与者和合
5、作者。近年来，随着社会经济的不断发展，建筑市场日益扩大以及人民生活水平的不断提高，室内装饰作为一个集数学、物理学、心理学、行为学、环境美术文化艺术、建筑美术、造型艺术等多学科边缘科学的新兴行业，正在高速发展。此问题让学生明白数学源于实践，生活中处处有数学。】2探索用一种大小相同的多边形镶嵌师：但生活中最常见的还是用特殊的多边形，如：三角形、四边形和正多边形等来拼接的。如：家庭装修铺地板时，选择一种特殊的多边形（三角形、四边形或正多边形）地砖，其中任意两块图形不能重叠，也不能留有空隙；而且，多边形的顶点只能与顶点重合。师：下面请同学门试一试：选用一种大小相同的特殊的多边形（三角形、四边形或正多边
6、形）来拼接，看看拼接出的图案效果如何？（多媒体播放拼接要求，学生按拼接要求粘贴、拼接。各组选择的形状、拼装方式可以不一样。在教师的指导下，四人一组分工合作，先讨论、确定多边形的形状，要求学生在拼接的过程中想一想根据什么来确定多边形的形状？）【点评：学生通过动手操作，在活动的过程中去感受数学知识与实际生活的联系，在直观体验中认识多边形的特征。这个过程借助动手操作，将难点分解，从活动过程中掌握数学知识，突出重点。】师：下面请各组同学选一个代表，展示各组设计的图案。 （分组展示作品，介绍设计过程，并作设计说明：各组的代表纷纷上台展示各自的作品并对作品进行说明，教室里时时响起掌声，很多同学跃跃欲试，纷
7、纷向老师和其他同学推展自己的作品。）师：同学们的设计很有创意，色彩的搭配也挺漂亮。现在我们不考虑这些图案的颜色，哪些是符合拼接要求。 （同学们异口同声的说：“都符合。”）师：同学们用三角形、四边形和正六边形拼接的的图案都是镶嵌图案。其他的图形可以吗？比如只用正五边形可以进行镶嵌吗？生：不能。师：请同学们想一想：为什么有的图形符合镶嵌要求，而有的却不符合？ 师：请同学们观察一下，在用三角形镶嵌的图案中，观察每个拼接点处有几个角，它们与这个三角形的内角有什么关系？生：在三角形拼接的图案中，每一个顶点处有6个角，分别等于两个全等三角形的各内角。生（补充）：它们的和为360，是三角形的内角和180的2
8、倍。师：在用四边形镶嵌的图案中，观察每个拼接点处有几个角，它们与这种四边形的内角又有什么关系？生：在四边形拼接的图案中，每一个顶点处应有4个角，分别等于一个四边形的4个内角，它们的和等于四边形的内角和是360。师：请同学们讨论、思考一下：符合拼装要求的多边形应该具备什么样的条件？（同学们对着图案思考了片刻）【点评：这个问题旨在培养学生观察、分析、归纳能力。】生：只用一种多边形进行密铺，就必须使拼凑在每一顶点处各角之和为360。师：同学们得到了规律，将刚才的拼接结果，用这个规律去验证一下，看看对不对？看一看，有哪些多边形符合这个要求？生：正六边形可以镶嵌。因为正六边形的每一个内角是1200，在每
9、一个顶点处有3个正六边形就可以。（学生出示图片如下左） 师：正五边形可以镶嵌吗？生：不能。因为正五边形的每一个内角是1080，不存在正整数，使成立，所以只用正五边形不能进行镶嵌。生：只用一种图形，三角形、四边形和正六边形可以镶嵌，其他的多边形不能镶嵌。【点评：学生通过实验探索，分析、归纳得出规律，明白这个规律是怎么得来的，并且也知道了为什么有些图形却又不符合，将认识由感性上升到理性。学生由实际操作中发现并总结了规律，形成了一定的数学知识，反过来又将这数学知识指导实践，找出符合拼接要求的所有的特殊多边形，并尽可能地将可以镶嵌的多边形都找出来。】3思考与拓展-用两种或两种以上的平面图形镶嵌师：归纳
10、得很好。其实，在生活中许多镶嵌图案是由两种或两种以上形状的图形组成的。请同学们利用课余时间想一想：任意选择两种正多边形进行镶嵌（最好用生活中常见的形状的多边形），使拼出的图案既符合要求又比较美观，你能想出几种？老师这有一些有关“平面图形的镶嵌”知识的网站或网页，供同学们参考。（多媒体播放下列网址：http:/ http:/www.plklht.edu.hk/FunMaths/Tescher.htmlhttp:/ 5课外作业：师：大家说的都不错。下面给同学们留两道课外作业：（1）请同学们利用课余时间收集一些用平面图形镶嵌的图片。（2）用两种正多边形按这个要求进行拼装，请设计出你的方案，并涂上你满
11、意的颜色。六、教学反思本节课的教学设计经过实际的教学检验，成功之处有：创设问题情景好，时装“秀”和绚丽的图案吸引了学生，激起了他们的求知欲望；活动充分，小组合作学习让学生经历探索多边形镶嵌的条件的过程，效果较好；教师教学民主，使学生敢于表现自己，激发了学生的想象力和创造力；在教学中运用教学媒体的效果好。教学的不足之处：学生设计的图案很多超出了教师的考虑范围，学生很多新颖的设计因时间所限无法在课内一一展示；只用正五边形不能镶嵌应让学生动手试验一下。教师的体会：新教材对内容的选取更加以人为本，更贴近学生的生活现实，给学生和教师更大的活动空间，增进了学生对数学的理解和应用，激发了学生的想象力和创造力
12、。本节课的教学中，通过对“拼地板”的探索，让学生经历了探索多边形镶嵌的条件的过程，强化了学生对多边形内角和及其有关几何事实的认识；渗透了初步的数学“建模”思想，引导学生在拼接实验的过程中，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，进一步发展了学生的合情推理能力；培养了学生实践意识、创新精神和团结协作的精神，让学生在活动中感受到数学的朴实之美，数学的和谐之美，实现了课前的教学目标。在教学中，学生的设计和探究超出了我们的预料，带给我们惊喜，让我们感叹学生的想象力和创造力，这也许是新课程带给我们的收获。七、学生反馈学生1：这节课通过自己动手实验的方法，使得课堂既轻松
13、探索得出结论，又让我们对本课的内容影响非常深刻。学生2：我认为这节课非常轻松，在实践的过程中学到了知识，了解了探索问题的方法，而且我认为在这节课中发挥了我们的潜力，培养了我们的动手能力和表达能力，如：对设计的图案进行说明。学生3：这节课我们同学之间的合作很好，培养了我们的协作意识和合作精神。老师与同学间的互动使我们敢于表现自己。八、同行点评沈国新（高级教师、常州市初中数学学科带头人）：我认为是一节成功的课，因为它遵循了新课标的要求：自主、合作、探究，教师既是学习活动的组织者，也是学习活动的参与者和合作者。本节课通过对“拼地板”的探索，使学生通过动手操作，在活动的过程中去感受数学知识与实际生活的
14、联系，在直观体验中认识多边形的特征，从而使学生经历了探索多边形镶嵌的条件的过程，强化了学生对多边形内角和及其有关几何事实的认识，知道任意一个三角形、四边形或正六边形可以镶嵌；本节课还渗透了初步的数学“建模”思想，引导学生在拼接实验的过程中，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，通过本节课进一步发展了学生的合情推理能力，开发、培养学生实践意识、创新精神和团结协作的精神；使学生体会了平面图形在现实生活中的广泛应用。本节课学生的多次合作活动，不仅推动了学生间的相互交流，而且激发出智慧的火花。在课堂的拓展和课外作业的布置上，借助于现代信息技术，特别是利用互联网，为一些有兴趣和学有余力的同学给予引导和提供参考，既体现了教学的开放性和现代信息技术对数学学习的作用，又体现了“不同的人在数学得到不同的发展”的新教育理念。王舒一（常州市第二十四中学数学教研组长）：这节课成功之处在于在几个重要问题上进行了有益的探索：（1）数学来源于实践又服务于实践。
