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        折紙在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的運用

        2014-04-12 00:00:00劉俊健
        師道·教研 2014年4期

        〓〓隨著折紙技術(shù)的發(fā)展,人們在折紙過程中發(fā)現(xiàn)許多與數(shù)學(xué)有關(guān)的的問題,并運用幾何學(xué)知識加以解決.折紙可以作為一個數(shù)學(xué)問題進(jìn)行研究,這使得折紙逐步發(fā)展為現(xiàn)代幾何學(xué)的一個分支,成為科學(xué)研究和教學(xué)的工具.初中幾何是初中數(shù)學(xué)教學(xué)的難點,如果能夠把折紙活動引入課堂,既可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,也可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、觀察能力,使學(xué)生建立起動手操作與動腦思考的聯(lián)系,從而促進(jìn)思維能力的發(fā)展.

        〓〓一、折紙在定理推導(dǎo)中的運用

        1. 三角形內(nèi)角和定理的推導(dǎo)

        〓〓(1)操作用紙:長方形紙.

        〓 (2)操作步驟:①在長方形的AD邊上任意取一點P,過點P、B兩點折疊,折痕為PB(如圖1);②以同樣方法再過點P、C兩點折疊,折痕為PC.得到△PBC(如圖2).

        〓〓(3)觀察與思考:在△PBC中,三個內(nèi)角∠BPC,∠PBC,∠PCB的和為多少?

        〓〓(4)思維引導(dǎo):由于長方形對邊AB∥BC,故可得∠PBC=∠APB,∠PCB=∠DPC,從而把△PBC的三個內(nèi)角轉(zhuǎn)移到一個平角上,得出△PBC內(nèi)角和為180°.

        〓〓(5)定理證明:根據(jù)折紙所得的思路,引導(dǎo)學(xué)生過三角形一個頂點作對邊平行線,完成定理的證明.

        〓〓2. 含30°角的直角三角形性質(zhì)的推導(dǎo)

        〓〓(1)操作用紙:長方形或正方形.

        〓〓(2)裁出含角的直角三角形的方法:①將長方形(或正方形)紙的一組對邊與重合對折,折痕記為(如圖3);②將點A折到EF上,且讓折痕通過點B,折痕記為BH(如圖4);③把△ABH剪下,即為含30°角的直角三角形.

        〓〓(3)性質(zhì)探索:過點H把直角邊AH對折到斜邊BH上,折痕為GH,點A'為點A的對應(yīng)點(如圖5).再把點B與點H重合對折(如圖6),可以發(fā)現(xiàn)折痕正好為A'G,從而得到AH=A'H=A'B,即AH=■BH.

        〓〓(4)定理證明:根據(jù)折紙的發(fā)現(xiàn),引導(dǎo)學(xué)生在BH上取一點A′,使A′H=AH,再過點A′作A′G⊥BH交AB于G,再進(jìn)行證明.

        〓〓二、折紙在教學(xué)活動中的應(yīng)用

        〓〓1. ■長方形

        〓〓《二次根式》單元活動中,給出了常打印紙張的長和寬,讓學(xué)生通過計算器發(fā)現(xiàn)這個比值與■的關(guān)系.一般把長與寬的比為■:1的長方形稱為■長方形.這個關(guān)系通過折紙活動很容易得出.

        〓〓(1)操作體驗

        〓〓①將A4長方形紙ABCD的短邊AB折到AD上,折痕為AE(如圖7).②過點A將AD折到AE上,折痕為AF(如圖8).通過折疊發(fā)現(xiàn)點D剛好與點E重合.

        〓〓(2)思考分析

        由AD與AE重合,得AD=AE.若設(shè)AB=1,則AD=AE=■,故長方形ABCD的長與寬的比為■:1.

        〓〓(3)拓展延伸

        〓〓①把A4長方形紙ABCD較短的對邊AB與CD重合對折,折痕為EF(如圖9),所得的兩個全等的長方形也是■長方形.

        〓〓②計算:由于ABCD是■長方形,設(shè)AB=1,則ED=■AD=■,故EF:ED=1:■=■:1,可得兩個長方形均為■長方形.

        〓〓若把長方形繼續(xù)對折下去,每次對折所得的長方形均為■長方形(如圖10).

        〓〓2. 黃金矩形

        〓〓寬與長的比是■(約為0.618)的矩形叫做黃金矩形.黃金矩形給人以協(xié)調(diào)、勻稱的美感.

        〓〓在《四邊形》這章節(jié)的教學(xué)活動中,教材給出了用長方形紙折黃金矩形的方法.為簡化操作,可用正方形進(jìn)行折疊,并用面積法給出證明.

        〓〓(1)操作方法

        〓〓①將正方形紙ABCD的邊AB與CD重合對折,折痕為EF.②過點C、E兩點折疊.③將BC與CD重合對折,折痕為CH;④過點H,將AH折到BH上,折痕為HG,則長方形BCGH為黃金矩形(如圖11).

        〓〓(2)計算:連接EH,設(shè)正方形邊長為2,BH=x,則CE=■.

        S△HCE=■CE·HB'=■x,又S△HCE=S正方形ABCD-S△AHC-S△BHC-S△CDE=2-■x,得■x=2-■x,解得x=■-1,所以矩形BCGH的寬與長的比為■,故矩形BCGH為黃金矩形.

        〓〓三、折紙在分析中考題中的運用

        〓〓圖形的變換是初中幾何的重要內(nèi)容.折疊是一種軸對稱變換,每年的中考題中都有很多與折疊相關(guān)的題目.用折紙的方法去分析這些題目,讓學(xué)生親自動手嘗試,有助于學(xué)生理解題目,開闊思路,從而提高解題能力.

        〓〓例1:(2013 河南省中考)如圖12,矩形ABCD中,AB=3,BC=4,點E是BC邊上一點,連接AE,把∠B沿AE折疊,使點B落在點B'處,當(dāng)△CEB′為直角三角形時,BE的長為 .

        〓〓在分析題目前,教師可先讓學(xué)生動手嘗試,折出△CEB′為直角三角形的情況,并互相交流不同的折法.學(xué)生通過嘗試可以發(fā)現(xiàn),若B′為直角頂點,則A、B′、C三點在同一直線上,也就是把AB折到對角線AC上(如圖13).若點E為直角頂點,則要把AB折到AD邊上,此時四邊形ABEB'為正方形(如圖14).若點C為直角頂點,則必須把點B折到CD邊上,顯然是做不到的,故共有兩種情況,對這兩種情況分別解答即可得出答案.

        〓〓例2:(2013 蘇州市中考)如圖15,在矩形ABCD中,點E是邊CD的中點,將△ADE沿AE折疊后得到△AFE,且點F在矩形ABCD內(nèi)部.將AF延長交邊BC于點G.若■=■,則■=(用含k的代數(shù)式表示).

        〓〓可設(shè)CG=1,GB=k,則AD=BC=k+1,故此題的突破點就在如何用k來表示AB.若讓學(xué)生動手去折疊一下,在折紙過程中很容易發(fā)現(xiàn),EC可以折到EF上,折痕剛好是EG(如圖16),故AG可表示為2+k,根據(jù)勾股定得出AB=2■,即可得出答案■.

        〓〓在折紙過程的不斷嘗試中,學(xué)生會加深對幾何問題的理解,不斷提高觀察能力和想象能力,拓展思路,提高思維能力.把折紙技術(shù)引進(jìn)初中數(shù)學(xué)課堂,利用折紙進(jìn)行輔助教學(xué),是提高初中幾何教學(xué)效果的有效嘗試.

        責(zé)任編輯〓羅峰

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