轴对称图形是平面几何中一个既直观又重要的概念,它广泛存在于自然界、艺术设计和日常生活中。对学生而言,识别和理解轴对称图形往往是他们接触几何变换的起点。在我最近一轮的轴对称图形教学中,我采用了多种教学手段,从具象到抽象,试图帮助学生建立起对这一概念的深刻理解,但教学过程中的一些发现和反思,让我对未来的教学有了更清晰的认识。
本次教学对象是小学中年级学生,他们的认知特点是形象思维活跃,逻辑抽象思维尚在发展中。因此,我设计的教学目标是:1. 学生能够识别轴对称图形,并能指出其对称轴;2. 学生能理解轴对称图形的性质(对应点到对称轴的距离相等,对应点连线垂直于对称轴);3. 学生能够尝试画出简单的轴对称图形或其一部分的对称图形;4. 学生能感受轴对称图形的美及其应用。
教学伊始,我从学生熟悉的生活实例入手,展示了蝴蝶、树叶、人体、汉字、建筑物等图片,引导学生观察它们的共同特征——沿着一条线对折后,两部分能够完全重合。通过这种直观感受,学生很快理解了“对称”的基本含义。这种导入方式非常有效,学生参与度很高,纷纷举例说出身边存在的轴对称现象。这印证了从学生已有经验出发进行教学的必要性。
接着,我引入了“对称轴”的概念。通过实际操作,让学生动手折纸,将一张印有图形的纸沿着某条线对折,观察能否完全重合。如果能,这条折痕就是对称轴。学生对这种操作表现出极大的兴趣,通过反复尝试,他们不仅学会了寻找对称轴,还初步感知到对称轴的位置可以多种多样,一个图形可以有一条、多条对称轴,甚至没有对称轴。例如,讲解长方形有两条对称轴、正方形有四条对称轴、圆形有无数条对称轴时,让学生亲自折叠验证,比老师直接告知效果好得多。
然而,在进一步深入教学轴对称图形的性质时,我遇到了一些挑战。轴对称图形的性质主要有两点:一是对应点到对称轴的距离相等;二是对应点连线垂直于对称轴。这两点是理解和绘制轴对称图形的关键,也是从感性认识上升到理性认识的飞跃点。我原本设想通过网格图上的作图活动来帮助学生理解这些性质。例如,在网格纸上画出一条对称轴和一个点,要求学生画出这个点的对应点。我演示了如何从已知点出发,沿着与对称轴垂直的方向数格子,跨过对称轴,再数相同的格子找到对应点。学生在模仿操作时,一部分学生能够顺利完成,但另一部分学生则出现了困难。
分析学生的困难,我发现问题主要集中在以下几个方面:
1. 对“对应点”概念理解不深。 学生可能只关注图形的整体对称性,但对于构成图形的点、线、角在对称变换下的对应关系不够清晰。当图形复杂时,他们难以准确找到某个特定点的对应点。
2. 未能真正理解“垂直于对称轴”。 虽然“垂直”是之前学过的概念,但在轴对称的语境下,要求学生画出一条通过已知点且垂直于对称轴的直线,然后在这个方向上寻找对应点,这需要一定的空间想象能力和作图技巧。部分学生画出的连线并非垂直于对称轴,导致对应点位置错误。
3. 未能真正理解“距离相等”。 学生虽然在数格子时是数了相同的步数,但这只是操作层面的模仿,他们可能没有上升到“对应点到对称轴的距离相等”这一本质属性的认识。当对称轴不是水平或垂直的(即斜对称轴)时,数格子的方法就不适用了,这时如果学生仅仅依赖数格子,就会束手无策,暴露了他们对距离相等的概念理解停留在表面。
4. 作图精度问题。 在没有网格纸的情况下,要求学生根据对称轴画出图形的对称部分,需要他们能够目测或使用工具画出垂线,并量取相等的距离。这对于中年级学生来说,操作要求较高,容易出现偏差,影响了他们对性质的验证和理解。
针对这些困难,我反思了我的教学设计和实施过程。
首先,对于对应点的理解,我在展示对称图形时,应该更强调图形是如何由点、线构成的,以及对称变换是如何将一个点映射到另一个点的。可以通过颜色标记、编号等方式,让学生清晰地看到每个关键点的对应关系。例如,在一个对称图形上标记点A、B、C,然后让学生指出它们的对应点A’、B’、C’,并观察连接AA’、BB’、CC’的线段与对称轴的关系,以及点到对称轴的距离关系。
其次,对于“垂直”和“距离相等”这两个核心性质,仅仅通过数格子进行操作模仿是不够的。我应该设计更具针对性的活动来突出这些性质。
强调垂直性: 可以让学生用直尺和三角板画图,练习画出点到直线的垂线。在讲解轴对称图形时,可以要求学生用工具测量对应点连线与对称轴的夹角,验证它们是否为90度。也可以通过动态的方式展示,例如在几何画板或GeoGebra等软件中,演示点及其对应点如何随原点移动,同时显示对应点连线与对称轴的关系,让学生直观感受到垂直性。
强调距离相等: 除了数格子,还可以引导学生用直尺测量点到对称轴的距离,比较对应点到对称轴的距离是否相等。这不仅锻炼了学生的测量能力,更能加深他们对“距离相等”的理解。在没有网格的情况下,如何找到对应点?这恰恰需要同时运用垂直性和距离相等这两个性质:首先作已知点到对称轴的垂线,然后在这条垂线上从垂足向另一侧量取与已知点到垂足距离相等的长度,找到对应点。这个过程是性质应用的集中体现,也是教学中的难点,需要分解步骤,逐步引导。
我意识到,之前的教学中,我可能过于依赖网格图的便利性,而没有充分引导学生理解性质在抽象平面上的应用。当离开了网格的辅助,学生对性质的掌握程度就立刻显现出来。因此,在后续的教学中,我应该增加非网格图上的作图练习,迫使学生主动运用垂直和距离相等这两个性质。
此外,教学资源的利用也可以更优化。例如,可以使用镜子进行探究活动。将一面小镜子立在图形上,观察镜子中的像与图形另一部分的关系。通过调整镜子的位置,可以让学生亲身体验到对称轴的意义。镜子成像的原理本身就体现了垂直和距离相等的性质,只是学生可能无法用精确的数学语言描述,但这种直观体验对于建立感性认识非常有帮助。
在教学过程中,我也应该增加学生合作交流和讲解的机会。当学生遇到困难时,可以让他们分组讨论,互相帮助,共同探究解决问题的方法。例如,可以让一个学生尝试画出对应点,另一个学生检查是否垂直、距离是否相等,通过同伴互助来巩固知识。同时,鼓励学生上台讲解他们的作图思路和方法,这有助于理清他们的思维过程,也让其他学生从不同角度理解概念。
对于学习能力较强的学生,可以引入更复杂的轴对称图形,如含有曲线的图形,或者让他们探究图形对称轴的数量规律。对于学习有困难的学生,可以提供更多的操作支架,例如带有虚线的对称轴,或者提供垂足位置等提示,降低作图难度,逐步提高要求。
反思整个教学过程,我认为最大的不足在于对轴对称图形性质的强调不够,以及缺乏将性质与作图活动紧密结合的有效方法。学生容易停留在“看”出对称、“折”出对称的层面,但未能深入理解对称背后的数学规律。这就像只看到了魔术的效果,却没有了解魔术的原理。只有理解了原理,学生才能在面对新的问题(如在没有网格纸上作图、判断一个复杂的图形是否对称、寻找多条对称轴等)时,有章可循,而不仅仅是凭感觉。
未来的教学中,我计划做如下改进:
1. 强化性质的讲解和验证: 在引入对称轴后,立即花更多时间讲解对应点、对应线段、对应角的关系,以及对应点连线与对称轴的关系(垂直)和对应点到对称轴的距离关系(相等)。不仅仅是告知,更要通过多种活动让学生亲自验证。
2. 设计进阶式作图练习: 从网格图上的简单点、线对称,逐步过渡到复杂图形的对称;从网格图过渡到普通纸上的作图;从对称轴水平垂直过渡到斜对称轴。每个阶段都应强调运用性质进行作图。
3. 运用多元教学工具: 除了传统的纸笔、实物,更多地利用几何软件进行动态演示,让学生直观感受对称变换的过程和性质。
4. 增加探究性活动: 设计一些开放性问题,如“如何判断一条直线是不是图形的对称轴?”引导学生主动运用性质进行判断和说明。
5. 注重语言表达: 鼓励学生用准确的数学语言描述轴对称图形的特征和性质,例如,“点A绕对称轴l进行了轴对称变换,得到了点A’。点A和点A’是对应点。连接AA’的线段与对称轴l垂直,点A到对称轴l的距离等于点A’到对称轴l的距离。”
通过本次教学反思,我深刻体会到,数学概念的教学不能仅仅停留在表面直观层面,必须引导学生深入理解其本质属性和内在联系。轴对称图形的性质是连接直观感受和抽象概念的桥梁,也是后续学习旋转、平移等几何变换的基础。只有夯实了对性质的理解,学生才能真正掌握轴对称图形的概念,并能灵活运用解决问题。未来的教学之路,是不断探索、不断反思、不断改进的过程,我相信通过持续的努力,能够帮助学生更好地掌握轴对称图形这一重要的数学概念。
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