《平面图形的密铺》教学案例

《平面图形的密铺》教学案例

·使用教材 义务教育课程标准实验教科书数学（北师大版）八年级下册

·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密铺（镶嵌）的条件的过程，强化学生对多边形内角和其及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密铺；并能运用这几种图形进行简单的密铺设计；

（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）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）开发、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：探索多边形密铺的条件的过程以及多边形密铺的条件。

教学难点：如何运用多边形的有关知识，解决密铺中的问题，并寻找多边形密铺的条件。

三、学校及学生状况分析

我校是湖北省教育厅直属的示范中学，办学条件良好，有一栋教学楼，一栋实验楼，一栋综合楼，一栋办公楼，一个多功能报告厅，3间多媒体教室，每个班配有电脑和大屏幕电视。本班的学生绝大部分来自武汉大学等高校和省直机关，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、纸等。

五、教学实录

1． 创设情境，提出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密铺图案）

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“平面图形的密铺”，又称做“平面图形的镶嵌”。这节课，我们一起来研究简单的“平面图形的密铺”。

（多媒体投影本课课题及“平面图形的密铺”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，这就是平面图形的密铺，又称做平面图形的镶嵌）

师：在我们生活中，有许多图案是“平面图形的密铺”。不知同学们是否曾留意过身边的一些密铺图案？你能举出你身边的密铺图案吗？

（同学们议论纷纷）

生：“麦当劳”餐厅里的地板图案。

生：洪山广场旁边人行道上地砖铺成的图案也是密铺图案。

生：一些宾馆房间里墙纸上的花纹也是密铺图案。

… …

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密铺图案，老师也收集了一些生活中的密铺图案，请同学们分享、评价。

（多媒体播放一组密铺图案，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密铺

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密铺图案。其他的图形可以吗？比如只用正五边形可以进行密铺吗？

生：不能。

师：请同学们想一想：为什么有的图形符合密铺要求，而有的却不符合？

… …

师：请同学们观察一下，在用三角形密铺的图案中，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倍。

师：在用四边形密铺的图案中，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：正六边形可以密铺。因为正六边形的每一个内角是1200，在每一个顶点处有3个正六边形就可以。（学生出示图片如下左）

师：正五边形可以密铺吗？

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密铺。

生：只用一种图形，三角形、四边形和正六边形可以密铺，其他的多边形不能密铺。

【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，形成了一定的理论知识，反过来又将这理论知识指导实践，找出符合拼接要求的所有的特殊多边形，并尽可能地将可以密铺的多边形都找出来。】

3．思考与拓展----用两种或两种以上的平面图形密铺

师：归纳的很好。其实，在生活中许多密铺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密铺（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“平面图形的密铺”知识的网站或网页，供同学们参考。

（多媒体播放下列网址：

http://www.geocities.com/SoHo/Museum/3828/tessellations.html

http://www.plklht.edu.hk/FunMaths/Tescher.html

http://www.worldofescher.com/gallery）

【点评：借助于现代信息技术，特别是利用互联网，是进行学习的一种重要途径和手段。目的是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】

4．课堂小节

师：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？

生：知道了什么是密铺，哪些多边形可以密铺。

生：多边形密铺的条件。

生：生活中处处都有数学，我们要多观察、多思考，用我们学到的知识去解释、应用。

生：先从几个特殊、具体的事物中寻找、归纳规律，然后再去验证这个规律是否正确。

… …

… …

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密铺的图片。

（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密铺（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；只用正五边形不能密铺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。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密铺（镶嵌）的条件的过程，强化了学生对多边形内角和其及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。

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/cdf593494028915f814dc25f.html