幾何圖形的設計給數學這個「萬花筒」增添了更加迷人的色彩,其中用圓設計美麗的圖案最具有代表性。尤其是在小學數學中,這一實踐性的操作簡直就是尺規作圖的巔峰,在異彩紛呈的幾何圖案設計中,讓學生領略到了數學世界的奇妙無比,讓他們的想像力得到了充分的發揮,邏輯思維更加縝密,動手能力更加嫻熟,知識體系的構築「更上一層樓」。
今天,筆者只和大家分享小學數學尺規作圖中的一種圖案設計,意在於做方法上的引導,意在於拋磚引玉,讓學習者能夠學會舉一反三,觸類旁通,提高創新能力。
1.目標圖案
在平面內用圓規和直尺設計出如下圖所示的花瓣圖案。
2.設計過程
第一步:確定圓心。如果用圓規作圓,圓規的兩隻腳中針尖所在的點就是圓心。當然,如果是藉助其他物體畫的圓,就要想辦法確定圓心。確定圓心的方法很多很多,在這裡只介紹一種簡單快捷的操作方法——用一副三角尺夾住圓,讓這副三角尺垂直於直尺,三角尺之間的刻度數就是直徑的長度,測出直徑後,直徑的中點即為圓心。
第二步:在圓內畫一個最大的正方形。如下圖所示,首先過圓心作兩條互相垂直的對稱軸,此操作也可用摺疊的方法,然後依次連接直線與曲線的四個交點,所組成的圖形即為正方形。
第三步:反覆畫半圓。分別以正方形的四條邊為直徑,過圓心用圓規畫半圓。操作過程中有兩點需要注意:①以正方形的邊為直徑,而不是半徑;②半圓的弧必須經過圓心。具體操作時可從圓心向正方形的每一條邊作垂線,垂足即為圓心,垂線段即為半徑。如此反覆操作,四次後則呈現出花瓣圖案。
第四步:塗色。按題目要求用鉛筆或彩筆給花瓣塗色,這樣就得到了題目中的標準圖案。
尺規作圖的過程有的簡單,有的繁瑣,要想完美地作出題目要求的漂亮圖案,重中之重是思路清晰有邏輯,操作細緻有板眼。首先要對圖形的特點細心觀察,其次要對進一步操作進行深入思考,使操作步驟成竹在胸,然後不急不緩地一步一步畫出。這是一個從認知到實踐的轉化過程,需要適當地引導,更需要學習者主動深度思考,強化所學知識的邏輯性連結,甚至全方位連結。
希望今天的舉例講解,已經達到了預期目的,對於學習者來說能夠起到見微知著的作用。