分形幾何是現(xiàn)代數(shù)學(xué)的一個(gè)嶄新分支,目前“以其全新姿態(tài)和廣泛的應(yīng)用性,以及它帶給人們思維的廣闊的探索空間成為當(dāng)今最富有吸引力的科學(xué)研究領(lǐng)域之一”,另外,分形內(nèi)容具備了新世紀(jì)課程設(shè)計(jì)理念所要求的“具有現(xiàn)實(shí)性、趣味性、富有挑戰(zhàn)性”。因此新課程標(biāo)準(zhǔn)與時(shí)俱進(jìn)地將其列為滲透“數(shù)學(xué)文化”的極好素材。而怎樣把分形幾何帶進(jìn)中學(xué)課堂,以及如何實(shí)現(xiàn)與數(shù)學(xué)課程內(nèi)容的整合成為當(dāng)務(wù)之急。文[1]與文[2]已經(jīng)作了有益的探索和嘗試,不過文[1] 提供的讓學(xué)生去“做”分形幾何的方法,操作起來有點(diǎn)困難,“過程”不直觀,而文[2]利用《幾何畫板》卻收到了相當(dāng)理想的效果?!稁缀萎嫲濉肥且豢顑?yōu)秀的數(shù)理軟件,被稱為“二十一世紀(jì)的動(dòng)態(tài)幾何”,其最大特色是動(dòng)態(tài)性,并能在變動(dòng)狀態(tài)下保持不變的幾何關(guān)系。借助這個(gè)操作平臺(tái),師生可以在動(dòng)態(tài)過程中,十分直觀地看到這個(gè)系統(tǒng)中存在的幾何現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)、探索、研究數(shù)學(xué)規(guī)律,深化數(shù)學(xué)研究性學(xué)習(xí)。本文介紹筆者在課堂上利用《幾何畫板》研究分形幾何的教學(xué)實(shí)踐(本文適用于幾何畫板4.x版本)。
1 作分形樹
1.1 構(gòu)造原理:
畫樹干,再畫兩個(gè)數(shù)枝,注意與樹干的角度是120°,并且其長(zhǎng)度是樹干的12,繼續(xù)在數(shù)枝上畫小樹枝,要求同上,不斷重復(fù)上述步驟就可得所謂的分形樹。
1.2 課件作法:
①利用畫線段工具(同時(shí)按Shift鍵)畫一條水平方向的線段AC,在上面取點(diǎn)B,分別度量線段AC、AB的長(zhǎng)度,然后計(jì)算|AC||AB|及trunc(|AC||AB|)(其作用是控制迭帶深度的參數(shù));
②用畫線段工具畫一條豎直線段DE(同時(shí)按Shift鍵),雙擊點(diǎn)E標(biāo)記為旋轉(zhuǎn)中心。將點(diǎn)D旋轉(zhuǎn)120°得點(diǎn)F,再將點(diǎn)F旋轉(zhuǎn)120°得點(diǎn)G。分別將點(diǎn)F、G縮放12得到點(diǎn)F′、G′,連結(jié)線段EF′、EG′,隱藏點(diǎn)F、G;
?、圻x擇點(diǎn)D、E和trunc(|AC||AB|)同時(shí)按下Shift鍵,選擇菜單“變換”…“帶參數(shù)的迭代”,在彈出的迭代對(duì)話框中依次選擇點(diǎn)G′、E,按下“Ctrl