“平移、旋转、轴对称、图形的放大与缩小”共同构成了图形运动的四种方式,而平移和旋转则属于刚体运动,在运动中不改变图形的形状、大小与特征。平移是将一个图形从原来的位置变换到另一个位置,平移过程中图形中所有点的相对位置不变;旋转是一个图形绕着一个定点旋转一定的角度,图形中所有的点到旋转中心的距离保持不变。第二学段要求学生会辨认常见生活中的“平移与旋转”现象,第三学段要研究的是图形变换的具体特征,为第四学段图形的变化打下一定的基础。
一般我们在教学中,更多关注的是对现象的判断,要求学生能够结合平移与旋转的特征对生活中常见的现象进行判断,从未关注过与其他图形运动之间的联系。因此,在教学前,编者提出了如下问题:如何借助多重素材,引导学生感悟平移与旋转的本质特征?如何通过合理想象,体会点、线、面、体的联系?如何通过精心的作业设计,体会应用图形运动解决疑难问题的优势?
平移在生活中最常见的现象就是每周一早上的升旗、乘坐家用电梯上下楼、窗户左右移动、推桌子、升降机吊起物体等,其特征抽象出来就是图形的位置发生了变化,但形状、大小没有发生变化,即抓住物体或图形平移过程中的关键点变化规律进行分析,了解点的一一对应关系;而旋转在生活中最常见的是风车的转动,酒店旋转门、手臂的旋转等,抽象出图形的旋转后,则会发现旋转时必须要依附旋转中心(轴)转动,图形的位置发生变化,但是关键点与旋转后的点到旋转中心的距离相等。如果能将这两个内容组合在一起上课,我是想,将常见的平移旋转现象组合成一幅生动的情境,美好的清晨,乘坐电梯下楼,带着风车开心地走进学校。教室里,推开窗户,摆正桌椅,呼吸着新鲜空气早读。庄严的升旗仪式中,国旗冉冉升起。在这样的情境中,学生抽取出平移和旋转现象,并在动手操作与实践中,去体会其本质特征,然后再将三角形、长方形拿出来进行平移与旋转操作,进一步理解其本质特征。至于后面两个问题,并没有充分的思考。
阅读了案例,发现编者是直接通过方格纸上小房子的平移前、后现象观察,寻找平移的特点,感受平移前后图形的变与不变,在这个过程中,教师指导学生找准对应点、对应边,以及对应点、对应边移动的距离与整个图形移动距离的联系。也就是说,要确定整个图形的移动,只需要确定对应点的移动距离就可以了。第二步,画平移图形,学生通过展示,有的是画对应边,有的是画对应点,在比较中发现,实际上只需要找到对应点,画出对应点移动的距离再连点成线就可以了,优化了画法,加深了对平移特征的理解。第三步,钟面的出现直接观察数字移动的规律,通过抓关键信息,指针绕点O沿什么方向旋转了多少度,从旋转三要素的层面来理解旋转的本质,再通过素材的转换,出示一幅图判断哪一幅不是正确的(顺时针旋转90度),在判断中,感受形状、大小及方向的变与不变,形成空间观念。第四步,画三角形绕三个不同顶点旋转后的图形,感受其旋转后形成的不同形状,体会数学的美学效果。拓展应用中,给出同样宽度的两个图形,一个是标准长方形,一个是边带弧形的,判断面积的大小,启发学生用平移的现象来思考 ,增加学生探讨数学奥秘的兴趣。
整节课的设计中,两组情境放在一起,在实践与想象中帮助学生体会点、线、面、体的关联,在有趣的作业设计中,学生体会了应用图形运动解决疑难问题的优势。