在日常生活中,千姿百態(tài)的圖形美化了我們的現(xiàn)實(shí)世界,這些圖形既賦予了我們美的體驗(yàn),又為我們提供了諸多便利。同時(shí)也啟發(fā)我們?nèi)ニ伎迹簣D形世界有哪些秘密?精美的物品都是由哪些基本圖形構(gòu)成的呢?
一、圖形的由來
相傳四千年前,古埃及尼羅河每年都會(huì)洪水泛濫,泛濫的洪水在帶來肥沃淤泥的同時(shí),也模糊了原有的土地界線.為了應(yīng)對(duì)尼羅河洪水過后的土地界線問題,尼羅河流域的人們每年都會(huì)進(jìn)行土地測(cè)量,因而,古埃及人積累了許多土地測(cè)量知識(shí),也為幾何學(xué)的早期發(fā)展奠定了基礎(chǔ).
我國(guó)對(duì)幾何學(xué)的研究歷史同樣悠久,我國(guó)新石器時(shí)代的黑陶器皿上的花紋演變逐漸由魚形過渡到不規(guī)則圖形,再到菱形、正方形等規(guī)則幾何圖形;墨翟及其弟子所著《墨經(jīng)》里也有幾何圖形的相關(guān)知識(shí);成書不晚于公元前2世紀(jì)的中國(guó)數(shù)學(xué)典籍《周髀算經(jīng)》里記載了直角三角形三邊之間的關(guān)系;成書最遲在公元前1世紀(jì)的中國(guó)古代數(shù)學(xué)典籍《九章算術(shù)》里詳細(xì)記載了土地面積和物體體積的計(jì)算方法,此外,我國(guó)古代數(shù)學(xué)家祖沖之、劉徽等對(duì)幾何學(xué)的發(fā)展都做出了重大貢獻(xiàn).
幾何圖形并不是數(shù)學(xué)家憑空創(chuàng)造的產(chǎn)物,而是由現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)物抽象和提煉而來的.在現(xiàn)實(shí)世界中,存在著各種各樣的幾何圖形,包括簡(jiǎn)單的幾何圖形,以及由簡(jiǎn)單幾何圖形組成的復(fù)雜幾何圖形.
一些幾何圖形(如線段、角、三角形、長(zhǎng)方形、圓等)的各部分都位于同一個(gè)平面內(nèi),它們是平面圖形,而有些幾何圖形(如長(zhǎng)方體、正方體、圓柱、圓錐、球等)的各部分不都在同一個(gè)平面內(nèi),它們是立體圖形.
二、圖形的應(yīng)用
幾何圖形的應(yīng)用十分廣泛,尤其在創(chuàng)意文化用品和家居用品領(lǐng)域,幾何圖形扮演著重要角色,幾何圖形在幫我們解決生活問題的同時(shí)也美化了生活環(huán)境,現(xiàn)在我們提出一個(gè)問題:
能否利用手中的材料,制作一個(gè)正五棱柱呢?
觀察正五棱柱(如圖1所示),可以發(fā)現(xiàn)正五棱柱的上表面和下表面是一樣的正五邊形.側(cè)面都是矩形,并且這些矩形都具有特定的性質(zhì):寬與正五邊形的邊長(zhǎng)相等,長(zhǎng)全部都相等,正五棱柱的展開圖需要滿足這樣的條件:上表面和下表面至少要有一條邊與側(cè)面連接,而側(cè)面之間則不必完全連接.
下面我們開始動(dòng)手做.
(1)制作正五棱柱的展開圖,正五棱柱的展開圖大致分為兩類:
當(dāng)側(cè)面都連在一起時(shí),只要兩個(gè)一樣的正五邊形在側(cè)面所連成的大矩形的兩側(cè)即可(如圖2所示).
當(dāng)側(cè)面和側(cè)面不連接在一起時(shí),有一個(gè)正五邊形就會(huì)和每一個(gè)側(cè)面都相連,另一個(gè)正五邊形和其中的一個(gè)側(cè)面相連即可(如圖3所示).
這兩類展開圖均可組成一個(gè)正五棱柱.
(2)任選第一步中可以組成正五棱柱的一個(gè)展開圖,將展開圖折疊起來,用膠粘好,一個(gè)正五棱柱就做好了.
三、圖形的學(xué)習(xí)
和數(shù)與代數(shù)、統(tǒng)計(jì)與概率領(lǐng)域的學(xué)習(xí)相比,幾何圖形領(lǐng)域的學(xué)習(xí)更需要在直觀操作和思考推理中完成.
1.動(dòng)手實(shí)踐.
在本章中,教科書精心設(shè)計(jì)了豐富的數(shù)學(xué)實(shí)踐活動(dòng),許多數(shù)學(xué)結(jié)論和圖形的性質(zhì)不是直接呈現(xiàn)給我們的,而是要求我們親自動(dòng)手操作和探索,通過親身體驗(yàn),進(jìn)而理解和掌握數(shù)學(xué)結(jié)論及圖形的性質(zhì).
2.細(xì)致觀察.
在幾何圖形的學(xué)習(xí)中,同學(xué)們需要學(xué)會(huì)如何從不同角度觀察和分析問題.在解決現(xiàn)實(shí)世界中的問題時(shí),這是非常重要的技能.例如,在規(guī)劃一個(gè)花園時(shí),同學(xué)們需要考慮如何最有效地利用空間,解決這樣的實(shí)際問題不僅使學(xué)習(xí)變得有意義,而且能幫助同學(xué)們認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)的重要性和實(shí)用價(jià)值.
3.激發(fā)想象.
數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)離不開豐富的想象,尤其是幾何圖形的學(xué)習(xí),更離不開想象,雖然本章提供了大量動(dòng)手操作的數(shù)學(xué)活動(dòng),但是,我們不能完全依靠動(dòng)手操作去探究所有的數(shù)學(xué)結(jié)論.
事實(shí)上,先想象一下,然后動(dòng)手操作,再回想操作過程,是培養(yǎng)我們想象能力的重要環(huán)節(jié).
4.學(xué)思結(jié)合.
“學(xué)而不思則罔”,在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,我們不能僅僅滿足于動(dòng)手操作的活動(dòng)層面,應(yīng)該在操作的每個(gè)環(huán)節(jié)以及操作結(jié)束后進(jìn)行深入思考:我是怎么進(jìn)行操作的?為什么要這么做?這樣的操作方法是否有效?接下來我應(yīng)該采取什么步驟?這個(gè)活動(dòng)涉及哪些數(shù)學(xué)知識(shí)?通過這個(gè)活動(dòng)我學(xué)到了什么?
總之,在“幾何圖形初步”學(xué)習(xí)中,多一次動(dòng)手、多一分觀察、多一次想象、多一分思考,就會(huì)多一點(diǎn)收獲!
(2024年德陽)走馬燈,又稱仙音燭.史料記載,走馬燈起源于隋唐時(shí)期,盛行于宋代,是中國(guó)特色工藝品,常見于除夕、元宵、中秋等節(jié)日,在一次綜合實(shí)踐活動(dòng)中,一位同學(xué)用如圖4所示的紙片,沿折痕折合成一個(gè)棱錐形的“走馬燈”,正方形做底,側(cè)面有一個(gè)三角形面上寫了“祥”字,當(dāng)燈旋轉(zhuǎn)時(shí),正好看到“吉祥如意”的字樣,則在A,B,C處依次寫上的字可以是( ).
A.吉、如、意
B.意、吉、如
C.吉、意、如
D.意、如、吉
參考答案:A
中學(xué)生數(shù)理化·七年級(jí)數(shù)學(xué)人教版2024年12期