“图形与变换”教学漫谈
曹培英
一、引进的背景
为什么要在基础教育阶段引进图形变换的内容，怎样认识这一引进的必要性和可能性？不妨从数学本身和数学教育的历史视角切入讨论。
我们知道，约公元前300年，古希腊著名数学家欧几里得在前人基础上所写成的不朽名著《几何原本》，几乎包括了中小学所学习的平面几何、立体几何的全部内容。如此古老的几何内容，自然成了历次数学课程改革关注的焦点。其中最为激进的，如法国布尔巴基学派主要人物狄奥东尼（J.A.Dieadonne），甚至喊出了“欧几里得滚出去”的口号。但改来改去，欧几里得几何的一些内容，仍然构成了多数国家中小学数学几何部分的主要内容。有人称之为“不倒翁现象”。这是因为，欧氏几何从数学的视角，提供了现实世界的一个基本模型，非常直观地反映了我们人类的生存空间，刻画了我们视觉所观察到的物体形状及其相互位置关系。所以，这个模型的基本内容是学生能够理解和掌握的，而且应用广泛的基础知识。它比较适合中小学生学习，也有利于引导中小学生从形的角度去认识我们周围的物体和生活空间。
尽管欧氏几何仍然具有难以替代的学习价值，但在以往的教学中，它又确实逐步暴露出一些问题，例如内容体系比较封闭，脱离实际，教学代价太大等等。
①这些问题需要数学课程的设计者与数学教学的实践者共同去面对、去解决。
那么，怎样改造这些传统的、古老的几何内容，怎样克服教学上的相关弊端呢？
一条途径是教学法方面的改进。首先是内容的精简与演绎体系的通俗化。如精选一些具有实用价值和对继续学习发挥基础作用的内容，打破封闭的公理体系，扩大公理系统，降低证明难度等等。其次是突出几何事实与几何应用，重视几何直观，以及合情推理对于演绎推理的互补作用等非形式化策略。
另一条途径是用近现代数学的观点，高屋建瓴地处理传统的内容。其中几何图形的运动变换观点就是这样的重要观点之一。
从数学发展的角度来看，1872年，德国大数学家克莱茵（Klein，1849—1925）在爱尔兰根大学宣读了现在大家叫做“爱尔兰根纲领”的演说，提出用变换群将几何分类，认为一种几何无非是研究某种变换群下的不变量。这是一个里程碑式的论断，它改变了近两千年来人们用静止的观点研究几何的传统方法，从变换的视角整体考虑几何学的问题，使当时的各种几何学有了统一的形式，对几何学的发展起到了重大的推动作用。“爱尔兰根纲领”公开发表后，很快被人们接受，一些新的几何分支相继建立，几何学的理论及应用呈现出前所未有的局面。必然地，这一观点也会对基础教育数学课程中几何教学的改革产生影响。
按照克莱茵的观点，我们所研究的几何图形的种种性质，只不过是研究几何图形在各种几何变换下的不变性和不变量。例如，线段的长度不变、角的大小不变和直线的性质不变，等等，都是在全等变换下的不变量和不变性。但线段的长度不变，在相似变换下就不再存在(相似比为1除外)。于是两线段的比不变，又
①陈昌平主编.数学教育比较与研究[M].上海：华东师范大学出版社，2000： 400～401.
成了相似变换下的不变量。正是这些建筑在不变量和不变性基础上的图形性质，构成了我们所研究的几何基本内容。①
从国际上数学课程改革的历程来看，第二次世界大战以后，特别是在上世纪60年代的“新数学”改革的浪潮中，将运动观点引入几何，成了一种时尚。确实，图形的变换是研究几何问题的有效工具，引进变换能使图形动起来，有助于发现图形的几何性质。相关的许多实验，有的因观点太高而失败，但也有许多成功的尝试。特别是平移、旋转以及轴对称、中心对称等观念已被不少国家的中小学教材所吸收，并放在比较重要的位置。如果说，集合与对应思想的渗透，在某种意义上给传统算术与代数注入了新的血液，那么，运动变换观点的渗透，则在一定程度上给欧氏几何提供了更高的数学观点和更新的研究视野。
由此可以说，将图形变换的观点和内容适当地引入我国基础教育的数学课程中，顺应了数学科学和数学教育的发展趋向。
从儿童的生活世界来看，他们已经接触到了大量的物体、图形的平移、旋转或轴对称变换现象。例如，电梯、地铁列车车厢在平行移动，时针、电风扇叶片在旋转，许多动物、建筑物的形状具有对称性。这些现象为儿童学习图形的变换提供了丰富多彩的现实背景。反过来，学习一点图形的变换知识，也有助于儿童更好地观察、认识周围生活中的这些现象。
从儿童的年龄特征与认知特点来看，小学生正处在好奇心浓厚的阶段，通过图形的变换，可以引出无数美妙的图案，可以使数学更生动地与现实世界联系起来。从而诱发学生主动探索其中的奥秘，激励他们用图形变换的观点去审视周围的事物。
这些，都是在小学引进图形变换的有利条件。可以说，通过感知和初步学习图形的变换，不仅有助于学生从运动变化的角度去认识事物，去了解图形之间的联系，从中发展他们的空间观念和几何直觉，而且还有利于学生感受、欣赏图形的美，感受数学与现实世界的联系，有利于他们体验学习“空间与图形”的乐趣，增强对数学的好奇心，激发创造潜能。
当然，充分肯定引进图形与变换这部分内容的作用，并不是说它比其他内容更重要，更不能认为它可以代替其他内容的学习。之所以添加图形与变换，主要是因为学生只学习传统几何内容不能适应时代要求，而作出的必要补充。
二、概念的理解
以往的中小学数学课程，在平面几何与立体几何中，一般只讨论图形的对称性。图形的平移变换与旋转变换，是在解析几何的坐标变换中讨论的。而在过去的一段时期内，坐标变换又被作为较高要求略去不讲。中等师范学校的数学课程大多也这样处理。教师在职进修大专学历的数学课程通常直接从空间解析几何或数学分析切入。所以有关平面图行平移与旋转的知识成了多数小学教师数学知识的盲点。因此，尽管整个义务教育阶段都不要求从比较严格的几何变换定义出发来研究变换的性质，但为了搞好这部分内容的教学，教师有必要较透彻地理解图形变换的有关概念。
通俗地讲，所谓平移，就是将一个图形按一定的方向移动一定的距离；所谓旋转，就是将一个图形绕一个顶点转动一定的角度。这样描述，比较适合中小学生的认知水平，但对教师来说，绝对是不够的。请看一个案例。
①梅向明等编.高等几何（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2000： 93～94.
在一堂教学平移与旋转的公开课中，老师创设了一个玩游乐场的情境。当讨论到摩天轮的运动时，起初同学们都认为是旋转。不料一位同学执着地要求发言，他说：老师，我坐过摩天轮，我坐在上面，始终是头朝上、脚朝下，所以我认为我坐在上面是平移，不是旋转。大家一时都愣住了，教师的应变对策是让学生小组讨论。这下热闹了，有的同意，认为人的方向没变；有的反对，理由是人在转圈。直到下课，都没有搞清楚是平移，是旋转，还是两者都不是。课后，前来观摩的教师也都议论纷纷，多数认为坐在摩天轮上的人与座仓的运动不是平移，也有少数认为是平移的。那么是否旋转呢？同样有两种意见，莫衷一是。由此可见教师自身搞清楚概念是十分必要的。
这里，把最主要的概念与性质尽可能以浅显的方式描述如下。 1.什么是变换？ 变换是近代数学中的重要基本概念之一。一般地说，所谓变换是指某个集合中符合一定要求的一种对应规律。就图形的变换来讲，因为几何图形都是点的集合，所以图形变换可以通过点的变换来实现。
如果一个平面图形的每一个点，都对应于该平面内某个新图形的一个点，并且新图形中的每一个点只对应于原图形中的一个点，这样的对应就叫做变换。
几何变换中最重要的是全等变换与相似变换。
能够保持图形的形状和大小不变的变换就是全等变换。在全等变换中，原图形任何两点之间的距离，都等于新图形中两对应点之间的距离，所以又称为保距变换。
能够保持图形的形状不变，而只改变图形大小的变换就是相似变换。在相似变换中，原图形中所有角的大小都保持不变，所以又称为保角变换。
在小学数学中主要引进了平移变换、旋转变换和轴对称变换，这三种变换都是全等变换。相似变换只是在第二学段中有所渗透，如学习比例尺时两个图形按比例放大或缩小，实际上就是一种相似变换。
2.什么是平移变换、旋转变换和轴对称变换？
先说平移与旋转。
如果原图形中任意一个点到新图形中相对应点的连线，方向相同，长度相等，这样的全等变换称为平移变换，简称平移。也就是说，平移的基本特征是，图形移动前后“每一点与它对应点之间的连线互相平行（或者重合），并且相等”。显然，确定平移变换需要两个要素：一是方向，二是距离。
如果新图形中的每个点都是由原图形中的一个点绕着一个固定点（叫做旋转中心）转动相等角度得到的，这样的全等变换称为旋转变换，简称旋转。也就是说，旋转的基本特征是，图形旋转前后“对应点到旋转中心的距离相等，并且各组对应点与旋转中心连线的夹角都等于旋转的角度”。显然，确定旋转变换需要三个要素：旋转中心、旋转方向与旋转角度。
现在我们可以回答摩天轮座仓里的人是否在平移或旋转的问题了。
摩天轮在旋转，但上面的座仓及里面的人始终头朝上，脚朝下，是不是在平移呢？我们可以依据平移的基本特征，画出运动过程中任意两个位置上座仓上下
这是变换概念的通俗描述，可以不注明出处。下同
图1 图2
部中点的连线（如图1），它们平行并且相等，所以是平移。
那么座仓及里面的人是否在旋转呢？依据旋转的基本特征，画出座仓下部中点与摩天轮旋转中心的连线（如图2），它们的长明显不相等。
明明摩天轮在旋转，而座仓与里面的人却不是在旋转，是在平移，这是怎么回事呢？原来，摩天轮在带动座仓顺时针旋转的同时，地球的引力使得挂在吊钩上的座仓也在逆时针细微地转动，从而使座仓与里面的人始终保持向上的方向，并且座仓与人上的每个点都移动相同的距离。其实，数学中所说的旋转、平移，主要考察运动开始、终止状态下两个静止图形对应点之间的关系，它与物理学中研究物体“转动”、“平动”的侧重点有所不同。
再说对称。对称是一个许多学科都在使用的名词，在数学中它占有相当重要的地位。与对称有关的概念如对称多项式、对称空间、对称原理等等，都是数学中比较重要的概念。小学数学所讨论的，仅限于图形的对称，而且仅指平面图形关于一条直线的对称。至于图形的其他形形色色的对称，如旋转对称及其特例中心对称等等，都不在我们讨论的范围之内。但是当学生提到这类现象时，如平行四边形（中心对称）、电扇叶片（旋转对称）等，教师不应断然否定它们的对称性，只要指出它们不是轴对称图形就行了。
如果连接新图形与原图形中每一组对应点的线段都和同一条直线垂直且被该直线平分，这样的全等变换称为轴对称变换，每组对应点互为对称点，垂直平分对称点所连线段的直线叫做对称轴。也就是说，轴对称的基本特征是，“连接任意一组对应点的线段都被对称轴垂直平分”。显然，确定轴对称变换的关键在于找到对称轴。
构成轴对称的图形可以是一个，通常就叫做轴对称图形（如图3）；也可以
4）。
图3 图4
成轴对称的两个图形，任何一个都可以看作是由另一个图形经过轴对称变换后得到的。一个轴对称图形，也可以看作以它的一半为基础，经过轴对称变换而成的。
我们也可以用更通俗的语言，对轴对称图形做出直观的描述：将一个图形对折，如果折痕两边的图形完全重合，这个图形就叫做轴对称图形，折痕（所在直线）叫做对称轴。当然这种描述偏重于图形性质的刻画，运动变换观点的渗透就不那么突出了。
在数学中，为了刻画平移的方向与距离，通常采用有向线段或向量，并放在特定的坐标系内讨论。为了刻画旋转的要素，最简捷的方式就是采用极坐标。因为图形的变换作为点与点之间的一种对应，要精确刻画它是离不开坐标系的。就是把图形的变换看作一种运动，同样需要参照系。事实上，过去一直把平移与旋转放在解析几何里讨论，主要就是这个原因。在小学数学中，讨论平移和旋转时经常利用方格纸，也是这个道理。
3.平移变换、旋转变换与轴对称变换有什么联系？
前面，我们在描述三种全等变换时，特别强调它们各自的基本特征，以便于
正确识别和区分。那么，这三种全等变换又有什么联系呢？
首先这三种变换都能保持图形的形状、大小不发生变化，这是它们最主要的共同点。其次，如果连续进行两次轴对称变换，在一般情况下：
（1）当两条对称轴平行时，那么这两次轴对称变换的最后结果相当于一次平移变换，平移的方向与对称轴垂直，平移的距离为两条对称轴之间距离的2倍。简略地说，两次翻折（对称轴互相平行）相当于一次平移。
（2）当两条对称轴相交时，那么这两次轴对称变换的最后结果相当于一次旋转变换，旋转中心为对称轴交点，旋转角度为两条对称轴夹角的2倍。简略地说，两次翻折（对称轴相交）相当于一次旋转。
上面两条结论是针对图形的一般情况来说的。有些特殊的图形，也可能只经过一次轴对称变换，就能达到平移或旋转的效果。例如图5中“带烟囱的房子”
图6
经过两次轴对称变换（对称轴平行，且相距4格），相当于一次向右平移8格。图6中“没有烟囱的房子”只要经过一次轴对称变换就相当于平移了。
此外，上面两条结论反过来同样成立。即一次平移变换可以由两次轴对称变换（对称轴互相平行）代替；一次旋转变换，也可以由两次轴对称变换（对称轴相交）替换。它们的运动方式不同，但效果相同。
在小学数学教材中，有些图案可以用不同的变换来生成。
例如图7的四叶图案，其中的每一片叶，既可以由相邻的那片
叶经过轴对称变换得到，也可以由相邻的叶片旋转90°得到，
或者由同一直线上的那片叶经过平移得到。
认识三种全等变换之间的联系，也有助于我们理解在数学中，研究图形变换的关注点，主要在于变换前后图形的相对位
置关系及其对应点的关系。
三、目标的把握
考虑到认识不能一次完成，往往需要多次反复，逐步加深理解，所以在《数学课程标准（实验稿）》中，与其他内容一样，图形与变换的具体目标也是分两个学段陈述的。
第一学段：
（1）结合实例，感知平移、旋转、对称现象。
（2）能在方格纸上画出一个简单图形沿水平方向、竖直方向平移后的图形。
（3）通过观察、操作，认识轴对称图形，并能在方格纸上画出简单图形的轴对称图形。
第二学段：
（1）用折纸等方法确定轴对称图形的对称轴，能在方格纸上画出一个图形的轴对称图形。
（2）能利用方格纸等形式按一定比例将简单图形放大或缩小，体会图形的
7
相似。
（3）通过观察实例，认识图形的平移与旋转，能在方格纸上将简单图形平移或旋转90°。
（4）欣赏生活中的图案，灵活运用平移、对称和旋转在方格纸上设计图案。
显然，无论是第一学段，还是第二学段，都不要求对三种变换做出一般化的描述，更不要求给出定义。
从整体上看，整个小学阶段都只是初步认识图形的变换，上面摘录的这些具体目标可概括为：积累感性认识，形成初步表象，其外显的表现就是“能识别”，“会画图”。离定性地认识、定量地研究还有一定距离。
因此，学习的主要方式是结合实例，通过观察与动手操作，如折纸、画图等活动来进行。而且还规定了画图的行为条件“在方格纸上”。如前所述，这是数学的需要（提供参照系），自然也是降低学习难度的需要。
仔细分析不难看出，两个阶段的学习目标，呈现螺旋上升式的递进。第一学段从感知实际生活中的图形变换现象开始，学习特殊方向的平移，以及直观地认识轴对称图形。第二学段对平移、旋转、轴对称要求略有提高。主要是增加了90°的旋转，确定轴对称图形的对称轴，并能运用所学知识设计图案。同时还要求初步体会图形的相似。
两个阶段学习目标的递进又是细微的。有些光靠课程目标简练语言的描述还显不够。以画轴对称图形为例，第一学段“画出简单图形的轴对称图形”与第二学段“画出一个图形的轴对称图形”，有什么区别呢？考虑到小学以认识轴对称图形为主，关于直线对称的两个图形可以出现，但一般不要求学生画。所以，我们可以理解为，前者要求画出的图形比较简单；后者可以是一个有所组合的图形。
更进一步的目标，就是灵活运用平移、对称和旋转在方格纸上设计图案。实现这一目标需要学生综合运用有关的知识，还需要学生具有一定的创造力和想象力。但由于设计图案的过程是开放的，不同的学生可以有不同的设计，不同的表现。因此这又是一个具有弹性的目标，能够体现学生学习与个性差异的目标。
四、教材的梳理
1．对称现象和轴对称图形的感知。
过去的小学数学教材，尽管也有轴对称图形，但一般安排在高年级出现，并局限于轴对称图形的认识。现在则加强了观察生活中的对称现象以及画轴对称图形的内容。有的教材还增加了初步感知镜面对称的内容，使对称现象的认识，从一开始就显得更加丰富、充实。
在第一学段，为使学生初步感知对称现象和轴对称图形，从而能以新的视角去观察物体，研究图形，体验它们的对称美。教材一般都会给出各种生活中常见的对称物体，让学生观察，引导学生从对称的视角去重新认识平时经常看到的物体。然后再通过折纸、剪纸等活动，引出轴对称图形。这里，有的教材由折痕引出“对称轴”的概念，但不出轴对称图形的概念，（如人教版二年级上册中的有关内容），也有的教材两个名词都出现（如北师大版三年级下册的有关内容）。
各套教材的共同点就是提供了现实生活中比较常见的一些物体、一些图形、一些交通标志，以及英语字母，或者一些国家的国旗，让学生观察、判断。提供这些素材的意图，一是激发学生的学习兴趣，体验轴对称图形的多样性及其应用的广泛性，只要注意观察，经常能看到；二是通过一些交通标志或一些国家的国旗，丰富学生的社会知识；三是体会对称美，体会生活中为什么会有大量的对称
物体、对称图案，培养对数学的情感。显然，从一开始就落实教材的这些编写意图，不但能使图形变换内容的教学有一个良好的开端，对数学其他内容的学习，也是一种促进。
镜面对称同样是日常生活中的常见现象。在儿童生活里（如照镜子），在童话故事里（如猴子捞月亮），在大自然里（如湖面的倒影），甚至在语文课文里（如水平如镜），都不乏这种现象的实例。这方面的很多实例还很容易引起学生的兴趣和探究的欲望。因此，在第一学段就引入镜面对称，具有一定的认知基础。然而，镜面对称与轴对称既有联系，又有区别。它们的联系在于两者都改变图形的方向，如左右互换。区别在于镜面对称严格地说是一种物体或图形关于某个平面的对称，而不是关于一条直线的对称。上面提到的照镜子，是相对于竖直平面的对称；水面倒影是相对于水平面的对称，这是两种特殊的也是最常见的镜面对称。如果在纸上画一个图形，旁边竖一面镜子，则随着镜子摆放位置、角度的变化，图形（镜面对称的“像”）的变化非常多样，对学生来说可谓变幻莫测。所以，一般只是让学生在照镜子的活动中，通过比较镜子内外人与像的位置关系，初步感受镜面对称的特点。至于“镜面对称”、“平面对称”等名词以及镜面对称的性质，教材通常都不会涉及。
2．轴对称图形的初步认识。
第二学段关于轴对称图形的初步认识，主要内容一是从折纸或观察入手，找到并画出一个图形的对称轴。二是借助方格纸观察并发现轴对称图形的特征，如对应点到对称轴的距离相等。进而根据这个特征，学习在方格纸上画出轴对称图形的另一半。也就是先根据对应点到对称轴的距离，确定图形另一半的顶点，再把轴对称图形画完整。显然，画出轴对称图形的关键，在于掌握对应点的规律。所以，下面两道例题，具有紧密的内在联系。
图8 图9
容易看出，例1是例2的基础，例2所要画的图形，实际上是一个组合图形，比第一学段的简单图形稍复杂一些。
3．平移、旋转现象的感知。
平移和旋转都是学生在日常生活中经常看到的现象。所以第一学段的教材在首次介绍这两种现象时，都会注意结合学生的生活经验，列举一些学生比较熟悉的事物，如火车车厢、电梯间的运动和螺旋桨、钟摆的运动，等等，唤起学生的联想，使他们重新审视生活里的某些常见现象，哪些是平移，哪些是旋转。在结合实例初步感知平移和旋转的基础上，体会它们的不同特点。进而学习在方格纸上把简单的图形沿水平方向或竖直方向平移几格。这就达到了本学段的学习目标。
这部分教材的特点是，既不给平移和旋转下定义，也不用语言描述，只要求
学生获得物体平移、旋转的感性认识，初步体会生活中的平移现象和旋转现象是很普遍的。
为了提高学生的学习兴趣，让学生在玩中获得感悟，有的教材还运用运动变化原理设计了一些新颖、有趣的“学具”。例如，下面的“拉一拉”、“转一转”，巧妙地蕴涵了平移、旋转的特点。
图10 图11 4．平移、旋转的初步认识。
第二学段的教材中，有关平移的初步认识大多没有多少新的内容。因为依据课程标准，学生在第一学段已经学习了利用方格纸沿水平方向或竖直方向平移简单图形。考虑到小学生的知识基础，第二学段在方格纸上平移图形也只能沿这两个方向，至多把两个方向的平移综合起来。如先向下平移2格，再向右平移3格，等等。学生有了平移的初步认识，再来学习画平行线就比较方便了。所以，有的教材还安排了引导学生用平移方法画平行线的内容。这样安排，可以发挥学习的正迁移作用。
第二学段有关旋转的初步认识，除了继续联系现实情境让学生进一步体验图形旋转的特点之外，主要就是学习在方格纸上将图形旋转90°。通常，教材的编排是先通过实际情境使学生认识顺时针旋转和逆时针旋转，然后教学怎样在方格纸上把一个简单的图形旋转90°，让学生在动手画图的过程中体验旋转的方法。
最后，各套教材都会安排的一个课题，就是欣赏与设计图案。通常先让学生欣赏一些漂亮的图案，并思考图案的形成，即这些图案是经过怎样的平移、旋转或翻转得到的。然后启发学生尝试用平移、旋转或轴对称的方法做出一些简单的图案。在此基础上，放手让学生灵活应用对称、平移和旋转自己设计、制作图案。教学实践表明，这是一个数学应用与审美、手工融为一体的学习课题，也是一个能够将培养学生的创新精神与实践能力结合起来的载体。在小学数学学科中，这样的有效载体是为数不多的。应当充分用好。
五、教学的策略
1．注意选取生活中较为典型的例子，让学生感知对称、平移、旋转现象。
我们知道，新一轮课改，数学学科的主要改革趋势之一就是加强数学与儿童生活的联系，关注数学的抽象与数学的应用。因此，教学图形变换时，大家都想到了联系现实生活，由观察实例切入教学。
这一教学策略，符合儿童的思维特点和这部分内容的教学定位。儿童思维的特点即年龄特征，主要反映在他们的抽象思维需要具体形象思维与生活经验给予支撑，对感知图形变换这样的抽象概念来说，尤其需要。相应地，小学阶段关于图形变换的教学定位，在于积累感性体验，形成初步认识。因此，结合实例展开教学，是一条相当重要的教学策略，很多教师已经积累了一定的经验。
从近几年的教学实践来看，还需要注意实例选取与活动设计的典型性。 以平移和旋转为例，生活中有许多物体的运动可以看作平移或旋转。学生在生活中也或多或少接触过平移、旋转现象，这是他们已有的认识基础。但是，生活中的平移或旋转现象，并不都是数学意义上的平移或旋转。如果我们选来让学生观察的例子不够典型，就容易屏蔽概念的本质，有时还可能产生歧义，对学生形成正确表象不利。
让我们来分析下面三种不同的教学活动设计。
活动一：请学生表演健美操的走步与转身动作，作为平移、旋转的观察例子，一人表演，众人观察；
活动二：让学生自己用各种动作表示平移、旋转，同桌互相表演，再全班交流；
活动三：让学生用铅笔头表示交通工具在方格纸上平移或旋转。
教学实践表明，三种活动都富有童趣，都能激起学生的学习热情，后两种活动还做到了人人参与。差异表现在：
实施活动一时，学生对健美操走步时的跳跃现象产生了质疑。争论后形成的共识是走步才是平移，但实质上跳跃与走步在这里并没有本质上的区别。
实施活动二时，学生大多数能够自觉区分移动与转动，但平移与旋转的要素显示不明显，甚至似是而非。如不少学生以为旋转就是转圈。
实施活动三时，平移与旋转的要点反映的比较清楚。特别是旋转，经过讨论， 学生在教师指点下得到了以三种不同的旋转中心（铅笔尖、铅笔尾与铅笔中点），进行旋转。
图12
因此，从尽可能地接近数学概念的本质来看，活动三更具有数学的典型意义，它有利于我们避开干扰，把学生的注意力集中到平移与旋转变换的数学意义上来。
同样，当我们采用图片来揭示平移、旋转时，也应该尽可能地关注实例的典型性。例如，下面的两幅插图，看似相同，实际上却是有区别的。转动老式的水龙头（如图11），其运动是旋转与平移的合成。只要打开水龙头，就能发现一圈圈的螺纹（螺旋线）。而新式的水龙头是转动阀门，更接近于单纯的旋转，虽说
图13 图14
小学生一般发现不了旋转与螺旋的区别，但为了确保教学的科学性，避免给进一步学习造成误导，还是尽可能注意为好。
此外，还有必要因地制宜选择一些当地特有的平移、旋转现象作为补充的实
例，使之更贴近本校学生生活中的所见所闻。农村地区的教师，尤其应当关注这一点。因为目前教材中的实例，大多取材于城市儿童的生活，较少反映农村的事物。
2．注意适当简化、抽象对称、平移、旋转的实例，引导学生感悟它们的数学意义。
在让学生观察生活中的对称、平移、旋转现象时，要注意引导他们对观察对象加以适当的简化、抽象，忽略一些无关紧要的细节，着重从图形变换的角度去观察、去思考。
例如，观察对称现象的时，常常使用天安门、蝴蝶等照片。就实物而言，它们除了关于直线的对称，还有其他的对称。因此，有必要把它们简化、抽象成图
图13
案（平面图形），再来对折、研究。这样既有助利于学生感知轴对称图形的特点，也有利于培养学生的数学抽象概括能力。其实，对事物的简化与抽象也是数学建模的第一步，它与数学课改所强调的适度非形式化，是不矛盾的。
类似地，学生观察生活中的平移、旋转现象时，应当引导他们着眼于整体，不被一些细节所纠缠。例如，火车在一段笔直的轨道上行驶，舍去车轮滚动的细节，只看火车车厢的运动，就可以看作平移。又如前面讨论的摩天轮的运动，如果不去考虑座仓，或者把座仓看成一个点，那么毫无疑义摩天轮在旋转。可见，舍去一些与研究主题无关的非本质属性，既是一种能力的培养，也是一种避免无谓纠缠的教学策略。
作为教师还应当理解，物体的运动，可以从物理学的角度去观察，考虑它的速度、加速度和位移；也可以从数学的角度去观察，研究运动前后物体的形状、大小有没有改变，位置关系发生了什么变化。数学与物理有着许多天然的联系，如前面分析的摩天轮座仓的运动，在物理学中称为“平动”。但数学与物理毕竟是两个不同的研究领域。在小学数学课堂上，我们不必引导学生去区分物理运动与数学变换，但应当有意识地、不露痕迹地引导学生透过物理运动的现象去观察、研究它的数学意义。从目前的教学实践来看，较为普通的现象是讨论来讨论去，只涉及物体的运动，却只字不提运动前后物体的形状、大小不变。这是有失偏颇的。如前所述，平移与旋转都是全等变换，它们共同的实质就是不改变图形的形状与大小。这一特征，只要教师稍加提醒，一般学生都能感悟，因为这是非常明显的事实。
3．借助操作活动帮助学生形成初步的表象。
加强学生的操作活动，也是提高图形变换教学成效的一条重要策略。首先，这一教学策略迎合了小学生好动的年龄特征，把“好动”引导到数学学习上来。其次，它又切合了教学内容的特点，因为小学生主要是从运动角度去认识平移与旋转的。此外，它还体现了“做中学”的课改理念。
教学中除了用好教材提供的一系列活动，如折纸、剪纸，拉一拉、转一转、拼一拼等等之外，教师还可以根据学生的特点，自行设计一些活动。例如，让学生用橡皮表示小乌龟，在课桌上按指令移动，体验平移的特点。又如，让学生站
立并伸直右臂，向左转、向右转，获得逆时针旋转90度、顺时针旋转90度的切身感受。再比如，让学生亲自照镜子，通过观察镜子内外人的位置的关系感悟镜面对称的特点。知道照镜子时，镜子内外的人上下、前后位置不会发生改变，而左右位置发生了对换。
4. 指导学生探索在方格纸画轴对称图形，或平移、旋转一个图形的方法。 在方格纸上画图，是一种特殊的操作活动，它在图形变换初步认识的教学过程中，具有不可或缺的作用。因为学会画图是学生必须达成的学习目标，同时它又是反映学生是否理解有关概念，掌握有关特征的表现形式与检测手段。
在方格纸上画出一个图形的另一半，使它成为一个轴对称图形，对小学生来说，是初学时的一个难点。它不同于剪纸，只要对折剪，剪出来的图形必定成轴对称。它要求学生根据图形已知的一半来确定另一半，一些学生会感到困难。
教学时，可以先让学生观察方格纸上的轴对称图形，分析每一组对应点与对称轴的关系。找出规律之后，再让学生独立尝试把图画完整。观察表明，有些学生能依据对应点的规律来画，有的则根据图形的对称性，试图一笔一笔画出来。在画的过程中，有的能够发现，关键是确定每一笔的两个端点，也会有学生只顾画而忘了思考。课堂上可以通过同学间的交流，让他们自己总结画轴对称图形的经验，得出较为合理的步骤：先定顶点→ 再连线成形。也就是先在方格纸上确定图形另一半各顶点的位置，再依次画出线段连接各点。
学生基础较好的班级，也可以先放手让学生独立尝试画出图形的另一半。然后在交流画图经验、体会的过程中，引导学生说出每一组对应的点与对称轴之间的关系，总结出规律性的认识。
学习在方格纸上画平移后的图形时，平移的方向一般学生都比较容易掌握，平移的距离则常有同学出错。针对这一难点，可以通过比较，使学生理解平移几格的含义。如图16，三角形平向右移了3格，还是平移了7格？通过辨析，使学生明确，平移了几格不是看两个图形之间空了几格，而是看对应点或对应线段移动了几格。
图16 图17
也有教师采用了创设情境，激趣设疑的方法展开教学。
师：这是一条小船（如图17），船头停着一只红鸟，船尾停着一只蓝鸟。小船开动了，它是在作什么运动？
生齐答：平移。
师：对，是平移。这时两只鸟发生了争吵，红鸟说我在船头，我经过的路长一点。蓝鸟说，不对，不对，我在船尾，我经过的路比你长。请同学们讨论一下，两只小鸟说的对吗？怎样才能说服它们停止争吵。
讨论后进行了交流。
生1：两只鸟经过的路一样长。我可以数给小鸟看，红鸟移动了8格；蓝鸟也移动了8格。
生2：我可以告诉小鸟，船头平移了8格，船尾也平移了8格。所以它们经过的路一样长。
师：如果小鸟停在船上的其它地方，平移了几格呢？
生3：也是8格。
师：请同桌两人互相点一点，假设小鸟停在那里，数一数，平移了几格。 ……
最后，师生共同总结出：平移时，图形上每个点移动的格子数都相同。 在此基础上，画出平移后的图形就比较容易了。可以让学生自己尝试，然后交流总结：先按要求平移图形的各个顶点，再连线成形。
第二学段，教学在方格纸上画旋转90°的图形时，可以先让学生用学具，
比如三角形，放在方格纸上，按要求转一转，再画下来（如图18）。然后讨论三角形上的两条边转动了哪里，由此逐步引出画图步骤（如图19）。
之所以先“转”，再“画”，是由于动手旋转学具比画图容易。学生通过操作，看清楚了旋转后图形的位置，再来讨论怎样画，就比较容易找到画图的方法。
5. 引导学生验证关于轴对称图形的直观判断。
让小学生从一组平面图形或图案中找出轴对称图形时，他们基本上都是凭借直观作出判断。这当然是允许的，因为有概念依据的直观判断能力应该加以培养。尽管如此，还是有必要引导学生对自己的判断做出验证。为了便于学生验证，教师课前应做好充分准备，把一些容易引起争议的图形或图案画在纸上剪下来备用。
验证时，学生可以采用折纸的方法；也可以采用拿尺量的方法，看看对应点到对称轴的距离是否相等。这样的验证过程，有利于学生从不同角度体会轴对称图形的特征，也有利于把学生的思维逐步引向深入。
学生陈述自己的验证结果时，教师不必强求他们合乎逻辑地说明验证的过程，但应注意倾听，及时纠正他们不合逻辑的地方，使学生初步感受数学的严谨性。比如，可以凭一组对应点到对称轴的距离不相等，判定这个图形不是轴对称图形；但不能只凭一组对应点到对称轴的距离相等，就判定这个图形是轴对称图形。又如，只要找到一条对称轴就能确定这是一个轴对称图形，但不能因为对折一次两边不重合，就断定它不是轴对称图形，应该多进行几次不同的对折，确信不存在对称轴了，再做出结论。
6. 准确把握教学目标。
图形的变换，从概念到性质，再到应用，内容本身有很大的发展空间。因此，教师必须注意把握教学目标的适切性。
前面，我们把这部分内容的学习目标，从可操作、可测量的角度概括为两个外显的学习行为“能识别”与“会画图”。这里“能识别”的范围，是指简单的轴对称图形和典型的、常见的平移、旋转现象；“会画图”的限制条件，一是利
转一转， 先旋转一条边， 再旋转一条边 连起来 画下来 画下来 画下来 图18 图19
用方格纸，二是简单的图形，三是两个特殊方向上的平移和90°的旋转。控制在这样的范围内，一般学生经过努力都能达到要求。
更具体地，教师在确定各课时的教学目标时，除了依据课程标准，从整体上把握教学目标的“度”之外，还应参照课本、参照教学参考书中的单元教学目标，准确把握本学段的教学重点，并从本班学生的实际情况出发，把教学目标定在学生的最近发展区内。否则，容易加重学生的学习负担，欲速而不达。
主要参考资料：
1.教育部.全日制义务教育数学课程标准（实验稿）[M].北京师范大学出版社，2001年.
2.刘兼，孙晓天主编：全日制义务教育数学课程标准（实验稿）解读[M].北京师范大学出版社，2002年.
3.姜椿芳等.中国大百科全书·数学[C]. 中国大百科全书出版社，1988年.
（作者系上海市特级教师，上海市静安区教育学院教研室副主任）
二年级数学上册《图形的变化》第二课时教学设计 第二课时玩一玩做一做 教学目标 1.通过观察、操作，初步认识平移、旋转现象。 2. 能够自己动手解决有趣的图形或物体运动问题。 3. 通过探究活动，激发学生的学习热情，体验获得成功的喜悦。 教学重点：感受平移、旋转的特征，帮助学生积累平移和旋转的经验。 教学难点：运用平移、旋转的知识解决生活中的问题。 课前准备 资源利用华容道游戏板、正方形、圆、三角形硬纸板、火柴棒、竹蜻蜓 教师：设计教案，制作课件，华容道游戏板 学生：华容道游戏板、正方形、圆、三角形硬纸板、火柴棒、竹蜻蜓 教学过程 （一）创设情境，激趣导入 谈话：小朋友们喜欢玩各种各样的游戏棋，今天老师就带你们去棋类商店看看，知道这是什么棋吗？ （二）动手操作，探索新知 活动一：玩一玩，华容道（认识平移） 1.教师介绍华容道游戏的由来。 师：华容道是个非常有趣的游戏，发明的人受到三国故事华容道的启发，制作了这个游戏棋。了解故事。
华容道的玩法介绍。游戏规则：4个人物只能横向或纵向移动。 谁来演示？（板书：左右、上下） （1）分组活动。 （2）教师引导学生发现数学问题。 2.练一练：超级小司机 谁知道是什么意思？（前进、后退） 3.列举生活中的平移现象。升国旗、缆车 你还知道哪些？ 4.小结：玩一玩，发现了物体可以上下、左右、前进、后退，真有数学的眼光。活动二：做一做，制作陀螺（认识旋转） 1.任选一个喜欢的图形，制作陀螺 2.自己选择图形，制作。 3.反馈。转一转，发现了什么？ 4.列举生活中物体旋转的样子。 5.对比小结。这些运动和棋子运动一样吗？用手势做一做。 （三）巩固深化、拓展思维 活动：做一做，竹蜻蜓 1.介绍竹蜻蜓。演示玩法。 2.放飞竹蜻蜓。观察竹蜻蜓翅膀是怎样飞的。 3.介绍书上的竹蜻蜓，做竹蜻蜓。 （四）课堂小结评价反思 这节课，我们在玩中学习，完整感受了物体的运动，希望你们带着一双数学的
《图形与变换》教学设计 【教学目标】 1．通过复习使学生进一步掌握对称、平移、旋转、放大与缩小等图形变换的特征；学会运用对称、平移、旋转、放大与缩小的特征进行图形的变换。 2．在丰富的现实情境中，经历观察、操作、欣赏、分析、想象、创作等数学活动过程，进一步发展学生的空间观念。 3．通过欣赏图形变换所创造出的美，进一步感受对称、平移、旋转、放大与缩小在现实生活中的广泛应用，体会数学的文化价值，感受数学的美。 4．在活动中培养学生合作、探讨、交流、反思的意识。 【教学重点】进一步掌握对称、平移、旋转、放大与缩小的特征。【教学难点】综合运用对称、平移、旋转、放大与缩小的特征进行图形的变换，进一步发展学生空间观念。 【教学过程】 一、导入复习。 前面同学们已经复习了图形的认识与测量，这节课老师带大家一起整理复习图形与变换的知识。 二、回顾整理建构网络。 欣赏图案：今天我给大家带来了四幅漂亮的图案，一起来欣赏一下吧！ 1、讨论交流：孩子们，能用数学的眼光告诉老师，这些漂亮的图案用到了哪些图形变换的方法吗？
京剧脸谱是经过轴对称变换得到的。 花边图案是其中一个图案连续向右平移得到的。 紫荆花的图案是其中一个花瓣绕中心点向逆时针方向旋转得到的。模样相同的奥运福娃是按比例放大缩小后得到的。 2、根据学生回答板书：平移、轴对称、旋转、放大与缩小。 三、创设情境，回顾再现 1、观察书上103页的图，图中三个少先队员剪出的图案、设计的图案和制作的板报花边，各采用了什么方法？和同桌交流你的发现。（在剪纸中用到了轴对称，设计图案中用到了旋转、放大及轴对称，板报花边的设计用到了放大和平移） 2、汇报 ⑴、你怎么知道剪纸蝴蝶是轴对称图形？（板书：对折，左右两边能完全重合）画出剪纸蝴蝶的对称轴。注意：对称轴位置的确定，画成虚线，对称轴是一条直线。 ⑵、找出设计的图案的旋转中心，并确定旋转的圆点方向和角度，师生共同用正方形纸片转一转，明确是顺时针或逆时针旋转了45度。观察每个正方形的大小，引导发现还用到了缩放的方法。 ⑶、提问：图上说把设计的图案按5：1放大做成板报花边，放大后的图形与原图比，有什么关系？（图形的大小变了，但形状没变）⑷、提问：花边中第一个图案是怎样平移的？（沿直线运动） 四、整理归纳，形成系统 1、通过这三位同学的设计，我们一同回顾了几种图形变换方法的特
大班数学公开课教案《图形变变变》 1.在对图形拼折变形的过程中感知图形的变化。 2.对组合、分析图形感兴趣。 3.发展空间知觉和动手动脑的能力。 各种几何图形卡片、幼儿操作的几何图形若干。 一、出示各种几何图形，引导幼儿观察。 小朋友，你认识这些图形宝宝吗?都有哪些图形宝宝?图形宝宝有一个心愿，他们都想像变形金刚一样会变身。今天，老师和小朋友一起来帮助图形宝宝变身。 二、动手操作折图形。 1.师：示范拿一个正方形，请小朋友先看老师怎么帮正方形宝宝变身的，示范将图形对折。提问：正方形宝宝变身了，看变成什么呢? 幼：长方形。 看，老师再来变一变，又变成什么呢?
幼：三角形、一个大长方形、一个小长方形。 师：小朋友，刚才老师是怎么变的? 启发幼儿说出折一折。 对了，只要将图形宝宝轻轻一折，图形就变身了，小朋友你会变吗?请小朋友拿上桌上的正方形纸和老师一起来变。 师：你还会怎么变?看看能变成什么? 幼儿动手操作，可随便变化图形。 2.师：长方形宝宝也要变身了，大家一起来帮助它好吗? 拿出长方形，引导幼儿折变图形。 请几位幼儿到前面折变示范，表扬折的好的幼儿。 师：引导幼儿说出长方形宝宝可以变成什么? 幼儿边动手操作边学说长方形宝宝变成了什么。
3.老师引导幼儿再将三角形、长方形、圆形进行折变，分组进行看看哪组的小朋友变的多，变的快。 幼儿分组给三角形，圆形、梯形、三角形进行折变。 三、运用图形拼物体下面我们一起玩个拼图游戏吧!看看这些图形宝宝在一起时能拼出什么? 教师引导幼儿动手拼图形。 师：小朋友们有谁愿意上来给我示范一个拼图?(请两个小朋友上来拼)师：我们还可以拼出很多的图形，请小朋友动动脑筋，看谁拼的好看，拼的东西多，我们来比一比。 四、教师利用多媒体展示幼儿拼图。 教师小结：今天小朋友都开动脑筋把我们图形宝宝变成了另外一种图形宝宝，你们真厉害! 五、活动延伸：
《计算机图形学》上机实习报告（一）——基本图形的生成 一、实习目的和要求 1、目的 深入学习三种基本几何变换的原理和方法，以及错切、镜像变换同上的类同性， 同时，在掌握基本几何变换的基础上理解组合变换的实现机制，掌握几何变换 的共同特点； 通过程序的编写和运行，学习基本几何变换在程序上的实现方法，这就要求掌 握结构体、一维数组的基本性质和使用方法； 进一步锻炼使用WIN-TC的熟练程度。 2、要求 实现平移变换、比例变换、旋转变换三种基本几何变换； 实现镜像变换、错切变换； 二、运行环境 本次上机在WIN-TC 中进行。 三、直线的生成——用Bresenham算法实现 1、算法基本原理 图形的几何变换一般是指对图形的几何信息经过变换后产生新的图形，图形几何变换既可以看作是坐标系不动而图形变动，变动后的图形在坐标系中的坐标值发生变化；出可以看作图形不动而坐标系变动，变动后的图形在新坐标系下具有新的坐标值。这两种情况本质上都是一样的，都是图形由新的坐标值表示，因此是新产生的图形。图形几何变换包括比例变换、对称变换、错切变换、旋转变换、平移变换及其复合变换。图形上所有的点在几何变换前后的坐标关系一般用解析几何方法可以求得，但这些几何关系用矩阵方法表示，运算更为方便。 图形基本几何变换是指比例变换、对称变换、错切变换、旋转变换和平移变换等。变换通过矩阵运算均可以表示为表示几何图形的点阵的一维矩阵和表示变换的三维矩阵相乘的形式，即P’=P·T，具体如下： 平移变换
比例变换 旋转变换 对称变换 对称于x轴对称于y轴对称于原点 对称于y=x 对称于y=-x 错切变换 沿x轴方向关于y的错切 沿y轴方向关于x的错切 2、对程序中变量的说明 3、源程序 4、运行结果 5、个人总结
二年级数学下册优质课教案《图形和变换》教学设计 Teaching design of high quality lesson plan "graphics and trans formation" in second grade mathematics volume 2
二年级数学下册优质课教案《图形和变换》教学设计 前言：本文档根据题材书写内容要求展开，具有实践指导意义，适用于组织或个人。便于学习和使用，本文档下载后内容可按需编辑修改及打印。 教学目标： 1．使学生会辨认直角、锐角和钝角，能用更准确的、更具体的数学化语言描述生活中的角。 2．培养学生的口头表达能力和动手操作的能力。 3．培养学生善于观察、从生活中发现数学的良好习惯。 教学方法：以智慧爷爷送礼物的方式激发学生的兴趣， 通过分一分、比一比的方法认识锐角和钝角以及他们的判断方法，然后通过做角、找角、分角、画角、拼角等多种形式来进一步巩固学生对角的认识。 教学具准备：每组一盒画有大小不同的角的卡片、三角板、 尺子、多媒体课件等 教学过程： 一、激趣引入
同学们，智慧爷爷托老师带给大家一件礼物，想知道是什么吗？现在就在你们桌上的盒子里，赶快打开来看一看。不过在看之前智慧爷爷还有个小小的要求，就是看过之后各组要把盒子里的东西按一定的标准分一分，行吗？好，开始行动。 1．各小组倒出来后发现是相同的卡片上画着大小不同的角，然后以组试分。 2．小组派代表汇报分的结果。（一般会分成两类：直角和其他的角） 3．这些是直角，那么，那些是什么角，又有什么特点呢？这节课我们就一起走进角的皇宫，来研究有关角的问题。 二、认识锐角和钝角 1．引导学生用刚才分出的第二类角与直角比较，看哪些大一些，哪些小一点？ 2．小组合作比较大小，然后交流比较方法和结果。 3．根据比较结果再次对盒子中的角进行分类，并且展示分的结果。 4．教师根据学生的分类结果给出各种角的`名称（即锐角与钝角）以及判断标准。
1. 在认识图形的基础上引导学生动手操作,折一折,画一画,剪一剪,培养学生的创新意识和能力。 2. 学会测量和估测物体的长度,培养学生的思维能力和空间想象能力。 3. 感受数学与生活的紧密联系,培养学生喜爱数学的情感。 重点:学会估测物体的长度。 难点:培养学生的创新意识和能力。 课件。 师:同学们,今天我们要复习整理的内容与我们的日常生活非常密切,首先想一想在“图形与几何”部分我们学习了哪些知识。 学生可能会说: ·我们学会了测量。 ·我认识了长度单位厘米和米,知道了1米=100厘米。 ·我还学会了剪出能够沿着一条线完全重合的图形。 ·我知道了平移和旋转现象。 …… 师:同学们说得很具体,只要你留心观察、认真学习,相信你会有更多新的发现。 【设计意图:引导学生回顾要整理复习的相关知识点,从而使学生形成对这部分内容的感性认识,能在头脑中呈现相关的表象,逐步构建知识系统。】 1. 教材第98页第1题。 师:我们学了哪些长度单位? 生:我们学了两个常用的长度单位——“厘米”和“米”。 师:找一找,生活中有哪些物品的长度大约是1厘米?有哪些物品的长度大约是1米? 生1:我拇指的指甲盖长度大约是1厘米。
生2:我们的课桌长度大约是1米。 …… 只要学生举出的事例正确就给予表扬鼓励。 师:关于“厘米”和“米”,你还知道什么呢? 生:我知道1米=100厘米。 师:说得非常好,大家一起说一遍,看谁记得最好。 2. 教材第98页第2题。 师:说一说测量时应注意什么。 生:测量时要注意把尺子的0刻度与物体的一端对齐,物体的另一端到尺子的什么刻度,读出来就是物体的长度。 师:你能说出下面物体的长各是多少厘米吗? 课件出示:教材第98页第2题。 生:最上面的铅笔长5厘米,中间的一支长4厘米,最下面的回形针长2厘米。 师:说得很正确,注意我们测量物体的长度时,就应该像图中这样与0刻度对齐。 3. 教材第98页第3题。 师:说一说在生活中可以用什么方法对长度进行估计。 生:我可以把要估计的物品的长度与1厘米或1米比一比。 【设计意图:在对相关知识点进行复习整理后,趁热打铁进行针对性的巩固训练,及时检查学生的掌握情况,从而确定下一步教学内容。】 师:同学们,今天我们复习了“图形与几何”,咱们这学期的内容到这就结束了,但是知识的学习与应用是无止境的,在今后的生活和学习中,只要你们努力,相信就能掌握更多的知识。
一年级数学最简单的图形变化规律教案及 练习题 １．８．１找规律 课型新授课学校使用教师： 时间 教学内容： 教材第88~89页例1、例2、例3及练习十六的第1、2题。 教学目标： 在生动、活泼的情景中找出直观事物的变化规律。 培养初步的观察、概括和推理能力，提高合作交流的意识。 感受到数学就在身边，对数学产生亲切感。 重点、难点： 理解“有规律的排列”。 发现图形简单的排列规律。 教学准备： 教师准备：黄花6朵、红花3朵、教学挂图、有规律的图片。 学生准备：图形卡片。 教学过程
一、游戏导入，揭示课题 猜花游戏。 师：我知道小朋友都喜欢玩游戏，现在我们一起做个游戏好不好？ 生：好。 师：今天老师带来一个花盒，盒子里有很多很多花，你们想不想知道它们是什么颜色的？ 师：好！请看什么颜色的？ 生：黄色。 师：老师再抽出一朵花，是什么颜色的？ 生：黄色。 师：这一朵呢？什么颜色？ 生：红色。 师：猜一猜，老师抽出的下一朵花是什么颜色的？ 生可能说是红色，也可能说是黄色。 师：下一朵呢？ 生猜，师抽花验证学生的猜想：依次抽出黄色、红色。 师：老师现在让小朋友们一起猜一猜后面两朵是什么颜色的？你怎么想到是黄色的呢？ 师：猜一猜最后一朵是什么颜色的？ 揭示课题。 师：刚才在猜的时候，老师发现，一开始有小朋友猜错
了，可是后来小朋友们越 猜越准，我想你们一定有什么窍门，能告诉我吗？ 生：它们是两朵黄一朵红，两朵黄一朵红，再两朵黄一朵红的， 师：你说的真棒，其他小朋友们也都是这样想的吗？像这样两朵黄一朵红，两朵黄一朵红排列的就叫有规律地排列，请小朋友和我一起读一遍。 二、感知规律，认识简单的规律 师：生活中，像这样的规律啊，有很多，你们想找出它们的规律吗？今天我们就来学习找规律，请小朋友们一起看黑板。 师：瞧，一群小朋友们正在联欢呢？请你们仔细观察，画面里哪些地方排列是有规律的？找到后在小组内说一说，看谁找的多？ 四人小组讨论联欢会上的规律。 学生汇报： 师：我们先来找一找彩旗的规律。 师：猜一猜，这面旗会是什么颜色？ 生1：黄色的。 生2：我猜也是黄色的。 师：你们是怎么想的？ 生：因为小旗都是按照红色、黄色这样的顺序一直摆下
贵州大学实验报告 学院：计算机科学与技术专业：软件工程班级：软件132 姓名常伟学号1308060226 实验地点一教704 实验时间2016.5.9 指导教师李智实验成绩 实验项目名称试验四、图形的几何变换 实验目的1.掌握矢量运算。 2.熟练使用齐次坐标。 3.掌握采用齐次坐标进行几何变换。 实验要求1.理解几何图形变换的原理，编程实现图形的几何变换。 2.编程界面友好，实现变换的所有方式，包括平移、缩放、旋转、对称、错切以及基本变换基础上的组合变换。 3.几何变换使用矩阵进行运算。
实验原理 二维齐次坐标变换的矩阵的形式是 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? i h g f e d c b a 这个矩阵的每一个元素都是有特殊含义的。其中，? ? ? ? ? ? e d b a 可以对图形进行缩放、旋 转、对称和错切等变换；? ? ? ? ? ? f c 是对图形进行平移变换；[]h g是对图形作投影变换;[]i 则是对图形进行缩放变换。 下面给出几个基本变换的矩阵运算。 1.平移变换 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? + + = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1 ) , ( 1 1 1 1 1 1 ' ' y x T y x y x t t t t t t y x y x y x y x 2.缩放变换 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1 ) , ( 1 1 1 1 ' ' y x s s S y s x s y x s s y x y x y x y x 3.旋转矩阵 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? + - = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?- = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1 ) ( 1 cos sin sin cos 1 1 cos sin sin cos 1 ' ' y x R y x y x y x y x θ θ θ θ θ θ θ θ θ 4.对称矩阵 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? + + = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1 1 1 1 ' ' ey dx by ax y x e d b a y x 对称变换其实只是a、b、d、e取0、1等特殊值产生的一些特殊效果。 5.错切变换 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? + + = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1 1 1 1 1 1 ' ' y dx by x y x d b y x
图形与变换教学设计 教学设计思想： 这节内容讲授的是图形的变换和图案的设计两部分内容．首先通过日常生活中常见的一些图案入手引出课题，接着对图形的几种变换：轴对称、平移和旋转、图形的相似展开回顾与复习，更进一步的让学生理解这几种变换，教学过程中，大多通过活动探究的方式，让学生自己多动手进行操作，多画一画的教学方式来培养学生的动手能力，最后在学习了图形的变换基础上对图案的设计进行复习，充分发挥学生的想象力． 教学目标： 1．知识与技能 用折纸等方法确定轴对称图形的对称轴，能在方格纸上画出一个图形的轴对称图形； 能利用方格纸等形式按一定比例将简单图形放大或缩小，体会图形的相似； 通过观察实例，认识图形的平移与旋转； 欣赏生活中的图案，灵活运用平移、对称和旋转在方格纸上设计图案． 2．过程与方法 通过图形的变换，培养空间想象能力，发展空间观念； 在通过解决现实世界的具体问题中，提高应用数学的意识和合作交流的能力． 3．情感、态度与价值观 初步感知平移和旋转的数学思考方法，使学生感受数学与日常生活的紧密联系． 通过图案的设计，体会数学在生活中表现出来的美感． 通过欣赏图形变换所创造出的美，进一步感受对称、平移和旋转在生活中的应用，体会数学的价值． 教学重点： 掌握图形的各种变换． 教学难点： 掌握图形的各种变换． 教学方法： 探究式教学． 教具准备： 方格纸、投影仪． 教学过程：
一、导入 教师：每逢过年的时候我们都要制作很多很漂亮的剪纸，还有平时我们使物体变大或者变小，知道它们大多数都是怎样变换的吗？今天我们就来接着复习图形的变换． 二、新课 （一）图形的轴对称 教师：“我们学过轴对称图形，谁能说一说什么样的图形是轴对称图形？”（如果一个图形沿着一条直线对折，两侧的图形能够完全重合，这个图形叫做轴对称图形．）“这条直线叫做什么？”（对称轴．） 判断图形是轴对称图形，各有几条对称轴，并让学生画一画．先让学生独立判断，并画对称轴． 教师巡视，了解学生画的情况．集体订正时，让学生说一说每一个图形有多少条对称轴．特别耍弄清楚：圆有无数条对称轴． 教师：“我们学过的图形中，还有哪些是轴对称图形？”（等腰三角形、等腰梯形．） 教师：“看一看你周围的物体中，有哪些物体的表面有轴对称图形？”在学生回答时，要注意提醒学生说物体的某一面是轴对称图形． （二）平移和旋转 教师：观察下面的图形，体会它们是通过怎样的变化得到的？
小学信息技术第一册长颈鹿——图形的变化 1 教案河大版 1、学习目标:学习选定工具的使用。 2、能力目标:学会改变图片的大小的方法。掌握复制－粘贴的操作方法。 3、情感目标：感受信息技术在生活中的重要应用。教学重点：图形的复制过程、移动及改变大小。第3课时教学过程： 一、导入：在我们的绘画过程中，有时需要画好多的同样的图形，一个一个的画起来费时费力，今天我们学习一种方便快捷的方法，跟我来吧！ 二、复制粘贴图形第一步：用选定工具选定一个图形。第二步：在选定区域里单击右键，打开快捷菜单，选择“复制”命令。第三步：在画布的任意处右键单击，打开快捷菜单，选择“粘贴”命令。在画面的左上角出现复制出来的图形。第四步：鼠标指针指向复制的图形。按住左键拖动到适当的位置，并且调整图形的大小。第五步：完成调整后，在图形外的任意处单击。结束操作。选定有两种，一种是矩形选定，另一种是任意选定。任意选定工具比矩形选定工具方便实用，有时选定的图形不是规则的矩形，使用矩形选定要影响其他的图形，这时可以使用任意选定工具沿着图形的边缘轮廓绕一圈，围住的部分被选定。再复
制或移动就可以了。选定一个图形后，按键盘上的delete键，可以删除图形。具体操作：第一步：用取色工具，选取画纸色，并设为背景色。第二步：单击选定工具。第三步：在工具样式区选取“透明”。第四步：拖动鼠标，选定长颈鹿。出现矩形框。第五步：单击“编辑”菜单，单击“复制”。第六步：单击“编辑”菜单，单击“粘贴”。出现复制的图形。第七步：把鼠标指向复制的图像，按住左键移动图像到适当位置。第八步：把鼠标指针移动到四角或边的控点上，指针变为双向箭头，按住鼠标，调整图像大小。第九步：在图像的外部单击鼠标，选定框消失。第4课时上机练习，制作《长颈鹿一家》，注意在适当的时候使用“任意形状的裁剪”。
实验五 图形几何变换的实现 班级：信计二班 学号： ：解川 分数： 一、实验目的 为了掌握理解二维、三维的数学知识、变换原理、变换种类、变换方法；进一步理解采用齐次坐标进行二维、三维变换的必要性；利用VC++语言实现二维、三维图形的基本变换与复合变换。 二、实验容 （1） 理解采用齐次坐标进行图形变换的必要性——变换的连续性，使复合变换 得以实现。 （2） 掌握二维、三维图形基本变换的原理及数学公式。 （3） 利用VC++语言实现二维、三维图形的基本变换、复合变换，在评不上显 示变换过程或变换结果。 三、实验步骤 （1） 预习教材关于二维、三维图形变换的原理与方法。 （2） 使用VC++语言实现某一种或几种基本变换。 （3） 调试、编译、运行程序。 四、原理分析 源程序分别实现了对二维图形进行的平移变换—基本变换；对三维图形进行的绕某一个坐标轴旋转变换以及相对于立方体中心的比例变换—复合变换。 三维几何变换： （1） 比例变换： []1111z y x =[]1z y x T 3D =[]1z y x ????? ?? ?? ???s n m l r j i h q f e d p c b q 局部比例变换： s T =? ? ??? ???? ???1000000000000j e a 其中a 、b 、j 分别为在x 、y 、z 方向的比例系数。
整体比例变换： s T =? ? ??? ???? ???s 000010000100001其中s 为在xyz 方向的等比例系数。S>1时，整体缩小；s<1时，整体放大。 （2） 旋转变换： 旋转变换的角度方向为（沿坐标轴的反方向看去，各轴按逆时针方向旋转） 绕z 轴旋转： RZ T =?? ??? ???? ???-100 010000cos sin 00sin cos θθθθ 绕x 轴旋转： RX T =??????? ?? ???-10 00 0cos sin 00sin cos 000 01 θθθθ 绕y 轴旋转： RY T =????? ???? ???-10 0cos 0sin 00100sin 0cos θθθθ 程序代码： /*三维图形（立方体）旋转变换、比例变换*/ #include
小学二年级数学图形和变换教案 第一课时锐角和钝角 教学目标： 1．使学生会辨认直角、锐角和钝角，能用更确凿的、更详尽的数学化语言描述生活中的角。 2．培养学生的口头表达能力和动手操作的能力。 3．培养学生善于观察、从生活中发现数学的良好习惯。 教学方法：以智慧爷爷送礼物的方式激发学生的兴趣，通过分一分、比一比的方法认识锐角和钝角以及他们的判断方法，然后通过做角、找角、分角、画角、拼角等多种形式来进一步巩固学生对角的认识。 教学具准备：每组一盒画有大小例外的角的卡片、三角板、尺子、多媒体课件等 教学过程： 一、激趣引入 同学们，智慧爷爷托老师带给大家一件礼物，想知道是什么吗？现在就在你们桌上的盒子里，赶快打开来看一看。不过在看之前智慧爷爷还有个小小的要求，就是看过之后各组要把盒子里的东西按一定的标准分一分，行吗？好，开始行动。 1．各小组倒出来后发现是相同的卡片上画着大小例外的角，然后以组试分。 2．小组派代表汇报分的结果。（大凡会分成两类：直角和其 他的角） 3．这些是直角，那么，那些是什么角，又有什么特点呢？这节课我们就一起走进角的皇宫，来研究有关角的问题。
二、认识锐角和钝角 1．引导学生用刚才分出的第二类角与直角比较，看哪些大一些，哪些小一点？ 2．小组合作比较大小，然后交流比较方法和结果。 3．根据比较结果再次对盒子中的角进行分类，并且展示分的结果。 4．教师根据学生的分类结果给出各种角的名称（即锐角与钝角）以及判断标准。 5．鼓励学生说说教室里或生活中哪里还有锐角或钝角。 三、组织活动，巩固认角 1．做角：鼓励学生采用多种活动方式做出例外的角巩固对三种角的认识。（如：采用折角、拼角或做活动角的方式进行练习。） 2．找角：引导学生从实物中找出角并分类放入相应的房子里。 师：直角、锐角、钝角都玩累想回家了，可找不到路，于是便找了一些地方藏起来休息，同学们，你愿意帮他们吗？（多媒体课件出示事物图P391题图以及标有三种角的三所房子。引导学生从实物中找出角，然后利用动态效果从实物 中抽取出学生说的角，分类把角送回家。） 四、画角 1．大家真是爱帮助人的好孩子，这些角为了感谢大家想为自己画一些像送给大家，你最希望得到什么样的画像呢？能试着把你希望得到的画像画出来吗？ 2．学生独立尝试画出自己喜欢的角，并用三角板上的直角来判断是哪一类角。
面向对象程序设计 学号：2 学生所在学院：信息工程学院 学生姓名：邵丽群 任课教师：熊邦书 教师所在学院：信息工程学院
2013级 实现图像的几何变换 电子信息工程 信息工程学院 摘要：几何变换是最常见的图像处理手段，通过对变形的图像进行几何校正，可以得出准确的图像。常用的几何变换功能包括图像的平移、图像的镜像变换、图像的转置、图像的缩放、图像的旋转等等。目前数字图像处理的应用越来越广泛，已经渗透到工业、航空航天、军事等各个领域，在国民经济中发挥越来越大的作用。作为数字图像处理的一个重要部分，本文接受的工作是如何Visual C++编程工具设计一个完整的应用程序，实现经典的图像几何变换功能。程序大概分为两大部分：读写BMP图像，和数字图像的几何变换。即首先用Visual C++创建一个单文档应用程序框架，在实现任意BMP图像的读写，打印，以及剪贴板操作的基础上，完成经典的图像几何变换功能。图像几何变换的Visual C++编程实现，为校内课题的实现提供了一个实例。 关键字：图像处理；几何变换（图像的平移、缩放、转置、旋转和镜像变换）；BMP图像；Visual C++
一、引言 图像几何变换是指用数学建模的方法来描述图像位置、大小、形状等变化的方法。在实际场景拍摄到的一幅图像，如果画面过大或过小，都需要进行缩小或放大。如果拍摄时景物与摄像头不成相互平行关系的时候，会发生一些几何畸变，例如会把一个正方形拍摄成一个梯形等。这就需要进行一定的畸变校正。在进行目标物的匹配时，需要对图像进行旋转、平移等处理。在进行三维景物显示时，需要进行三维到二维平面的投影建模。因此，图像几何变换是图像处理及分析的基础。 图像几何变换是计算机图像处理领域中的一个重要组成部分，也是值得深讨的一个重要课题。在图像几何变换中主要包括图像的放缩、图像的旋转、图像的移动、图像的镜像、图像的块操作等内容，几何变换不改变图像的像素值，只改变像素所在的几何位置。从广义上说，图像是自然界景物的客观反映，是人类认识世界和人类本身的重要源泉。图像对我们并不陌生。我们生活在一个信息时代，科学研究和统计表明，人类从外界获得的信息约有75%来自视觉系统，也就是从图像中获得的。所以对数字图像的处理便显得尤为重要了。 本文主要深讨了图像的几何变换（主要包括图像的平移、转置、缩放、旋转、镜像等）理论，并在此基础上用Visual C++实现的过程。 1.3.2研究方法 方法一: 利用Windows 本身就提供了一个API函数SetWorldTransForm来实现图片旋转、位移及其他变形，这个函数是对一个设备上下文DC进行操作，通过坐标转换来实现各种功能的。 方法二： 通过图像进行平移、旋转、转置、镜像、缩放后重新计算各点新像素完成几何变换。自定义一个图像处理的Cdibapi类，把一般处理图像时要用到的函数实现封装在这个类中，该类用于实现DIB对象的绘制，DIB对象调色板的创建，DIB对象的读取与存储，图像线性变换，图像灰度拉伸等。然后把在视类中实现图像平移，图像镜像，图像转置，图像缩放及图像旋转的函数调用和实现。
图形与变换 第三单元：单元教学计划 教学内容： 第三单元（）教科书第37～47页的内容。 单元教材分析： 学生上册已学了如何辨认角和直角，知道角的大小与两边张开的程度有关，并会判断角与直角。本单元在此基础上，让学生认识锐角和钝角。会用三角板上的直角进行比较，平移和旋转都是学生在日常生活中经常看到的现象，是两种基本的图形变换。教材都是从现实生活实例入手，抽象出数学概念，最后，是学生通过动手操作，深入理解概念，体现了知识形成的完整过程。 单元教学要求： 1、生结合生活情景能辨认锐角和钝角，能用自己的语言准确地描述锐角和钝角的特征。 2、使学生经历观察、操作、分类、比较等数学活动，培养学生的观察能力、实践能力、分析能力和抽象能力，进一步建立空间观念，丰富学生的形象思维。 3、使学生通过看、说、百、分、画、互问几互答等活动形式，学会与他人合作和交流，学会提出问题并运用一定的策略解决问题的能力，初步形成评价意识。 单元教学重、难点： 1、直角、锐角、钝角。
2、知平移、旋转现象。 3、画简单图形沿水平方向、竖直。 单元课时安排：约3教时 第一课时锐角和钝角 教学内容： 教科书第38～39页的内容。 教学目标： 1、进一步巩固学生对“角”“边”“顶点”“直角”的认识，熟悉比较角的大小。力求学生能够通过多种方法实现大小的比较。 2、新课的导入。在比较中提示一种角比直角大，还有一种角比直角小，从而揭示出锐角和钝角的概念。力求以发挥学生的创新能力为主导思想。在运用板书画一画，学生读一读的方法加深对锐角和钝角的认识、理解。 3、实践练习，注重学生知识的的形成过程，从判断推理、寻找发现、到小组合作的画一画、拼一拼、折一折的实践练习，在充分展示学生个体的优势的同时，注重学生的动手操作能力和合作精神的培养。在合作的过程中考察学生任务、时间的合理统筹。 4、整个过程体现学生在活动中学习，在活动中探究的乐趣。充分体现生活数学、快乐数学。 教学重点： 1、认识锐角和钝角，并理解与直角的关系。 2、在认识理解的基础上，能够动手折叠或正确的画出锐角和钝
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 《图形的变化》教学案 《图形的变化》》教学案学科数学学校镇江四中教者班级七（5）课题图形的变化课型探究地点七（5）班时间 2010.12 课程分析： （本课的作用和学习本课的意义）《新课标》强调学生已有的生活经验出发教学，本案例以熟悉的生活情境和基本图形开展数学活动，让学生亲身经历知识形成过程，进而使学生获得对数学理解的同时，在思维能力，情感态度与价值观等方面得到进步和发展。 有效的数学学习活动不能单纯地依赖模仿与记忆，动手实践、自主探索与合作交流是学生学习数学的重要方式。 因此，小组合作探究是时代赋予数学教学活动的要求。 生活中处处有数学，数学学习要注重学生用数学的视角去观察世界，观察生活，学会数学交流，会用数学的方式推理，会用数学的观点，思想去思考问题和解决问题。 问题设计问题: 复杂问题是由简单问题构成的，学会分析复杂问题的形成过程，目的是学会将处理问题的过程简单化 1、请同学们欣赏一组漂亮的图片，大家知道生活中有很多美丽的图案,其中有相当一部分都是由一个或几个基本图案经过适当的变化得到的,那么这些变化是什么呢? 2、长方形纸板绕它的一条边旋转 1 周;直角三角尺绕它的一条直角边旋转 1周; 一枚硬币在桌面上竖直快速旋转.它们分别形成怎样的几何体? 3、下列图形绕轴旋转一周能形成怎样 1 / 6
的几何体？ 4、举出生活中点动成线，线动成面，面动成体的例子. 5、沿点划线折叠后形成怎样的图形？请试着画出来 6、两块相同的含30的直角三角尺，将相等的边拼在一起，能拼出几种不同的图形？并说出名称. 7、你能说出下面图案是怎样形成的吗？（点题）教学构想及目标: 知识目标： 通过图形的平移、旋转、翻折变化，初步探索图形之间的变换关系，发展空间观念。 能力目标： 经历观察思考探究实践的过程，培养学生观察分析问题的能力。 培养学生认识美、欣赏美、创造美的能力。 情感目标： 在合作交流中进行数学活动，体验共同合作而成功的快乐，感受学习数学的乐趣教学重点： 感受图形的平移、旋转、翻折变化教学难点： 探索图形的变换关系，发展空间观念教学方法： 操作探究法活动教学法合作学习法所需设备： 教师事先利用电脑设计好活动二中学生操作用纸，多媒体课件，实物投影仪。 学生每人准备剪刀、彩笔、彩笔、长方形纸片若干，并分成若干个四人小组，每组至少有一对大小相同的含 30的直角三角板。 教师活动学生活动设计意图情境导入，激发兴趣呈现一组图片提问：
计算机图形学图形几何变换的实现
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实验五图形几何变换的实现 班级08信计2 学号89姓名徐阳分数 一、实验目的和要求： 1、掌握理解二维、三维变换的数学知识、变换原理、变换种类、变换方法；进一步理解采用齐次坐标进行二维、三维变换的必要性；利用Turboc实现二维、三维图形的基本变换和复合变换。 二、实验内容： 1、理解采用齐次坐标进行图形变换的必要性——变换的连续性，使复合变换得以实现。 2、掌握二维、三维图形基本变换（平移、缩放、对称、旋转、错切）的原理及数学公式。 3、利用Turboc实现二维、三维图形的基本变换、复合变换，在屏幕上显示变换过程或变换结果。 三、实验结果分析： 程序代码如下： /*二维图形（直线）平移变换*/ #include
《图形与几何》教案 教学目标 1、知识与技能 使学生全面掌握小学阶段所学的各种图形的特点及关系，能熟练的计算三角形、正方形、长方形、平行四边形、梯形的周长，和正方体、长方体、圆柱、圆锥的表面积、体积。 2、过程与方法 通过探索图形之间的关系，发挥空间想象能力，运用观察、分析、抽象、概括的方法，理解并能熟练运用相关公式。 3、情感态度与价值观 感受现实世界中抽象出几何图形的过程，感受图形世界的丰富多彩，激发对图形与几何的兴趣。 教学重点 复习所学的图形知识及相关的计算方法。 教学难点 平面图形与立体图形的联系，以及相关的计算。 教学过程 第一课时图形的认识 一、知识回顾 1、我们学过哪些图形？让同学把把学过的图形列出来，并进行归类。
2、找同学回答以上图形它们之间的关系。 等边三角形正方形长方体正方体 等腰三角形长方形圆柱圆锥三角形平行四边形立体图形 二、讲授课程 1、在PPT上放映立体图形及平面图形的图片，让同学们讨论立体图形与平面图形之间的联系（1）正方体的各个面都是什么图形？正方形； （2）长方体的各个面都是什么图形？长方形； （3）圆柱的各个面都是什么图形？上面跟底面是圆，侧面展开式是长方形； （4）圆锥的各个面都是什么图形？底面是圆，截是一个三角形； 2、回顾两条直线平行跟垂直的概念。 （1）平行：在同一个平面内不相交的两条直线叫做平行线，也可以说这两条直线互相平行； 直线a与直线b线平行。 （2）垂直：如果两条直线相交成直角，就说这两条直线互相垂直。 a 直线a与直线b线垂直。 3、角的复习 （1）锐角：大于0°，小于90°的角叫做锐角； （2）直角：等于90°的角叫做直角； （3）钝角：大于90°小于180°的角叫做钝角； （4）平角：等于180°的角叫做平角； （5）周角：等于360°的角叫做周角。 注意区分直线、平角、周角的不同，他们的表示方式。以下各角分别是什么角？
一年级数学下册《图形与数字的变化规律》 教案 第二课时图形与数字的变化规律 一、学习目标 学习内容 《义务教育教科书数学》一年级下册第86页情境图和做一做及第89页练习二十的第2题。 “图形与数字的变化规律”是“数与代数”这一部分的课程内容。《课程标准》要求：探索简单情境下的变化规律。 本节课是人教版数学一年级下册第七单元的第二课时，在学习了简单的图形的规律后，本节课用图形和数字来表示一个模式，了解规律中关系的多样化，在“数”和“形”之间建立关系。 核心能力 “图形与数字的变化规律”这节课，通过口头描述规律、圈出规律的“核心”、创造规律的过程，理解规律。并理解“数”和“形”之间的关系，培养学生的观察能力和探究能力。 学习目标 ．通过摆一摆、圈一圈、画一画等活动，发现图形与数字的变化规律。
．借助例2的情境图，会根据发现的规律，确定后续图形的排列方式。 学习重点 发现图形和数字排列的变化规律 教学难点 会根据发现的规律，确定后续图形的排列方式。 配套资 实施资源：《图形与数字的变化规律》名师教学 二、学习设计 课前设计 ．预习任务 预习课本第86页，说一说图中有什么，思考：它们是怎么排列的。数字与图形之间有规律吗？ ．练习 行和第二行有什么关系？ 你能自己画出有规律的图案或写出有规律的一组数吗？ 课堂设计 ．复习导入 出示图形，下一组是什么图形？为什么？ 师：上一节课我们找到了图形的排列规律，这一节课我们要在图形和数字的排列中继续寻找规律。揭示课题。今天
学习图形与数字的变化规律。 【设计意图：对学生已有的知识经验进行复习，从图形的规律自然的引出图形与数字之间的规律，从而揭示课题。】．交流辨析，探究新知 引导观察，认识规律 多媒体出示主题图。 师：观察这幅图，你看到了什么？ 师：这一行排列有规律吗？有什么规律？ 师：接下来继续观察这些数字的排列。 师：数字的排列和图形的排列有什么关系？ 活动1：学生观察主题图，在小组中，用自己的语言描述图中行和第二行的规律和它们之间的关系，圈出重复的一组。并小组展示。 师：如果去掉行的图片，你能直接说出第二行数字的排列规律吗？ 师：请你继续观察小鸡图和数字的排列有规律吗？有什么样的规律？ 动手操作，创造规律 活动2：自己尝试用小棒摆图案，并写出相应的数字。 让学生用小棒摆出图案，说一说摆出的规律，并写出相应的数字规律。小组展示。 活动3：动手画一画，深化规律
图形与变换 一、考点综述 考点内容： （1）图形的轴对称 （2）图形的平移 （3）图形的旋转 （4）图形相似变换 考纲要求： 1理解轴对称及轴对称图形的联系和区别； 2掌握轴对称的性质；根据要求正确地作出轴对称图形。 3理解图形的平移性质； 4会按要求画出平移图形； 5会利用平移进行图案设计。 6理解图形旋转的有关性质； 7掌握基本中心对称图形； 8会运用轴对称、平移和旋转的组合进行图案设计 9掌握按耍求作出简单平面图形经相似变换后的图形。 考查方式及分值： 近年全国各地的中考数学试题出现了不少有关图形变换的试题.这些试题以新课程标准的内容和要求为依据，注重对数学知识的理解，技能的掌握综合应用能力的检测，积极推进素质教育和数学创新思维培养，中考中考查的内容丰富，形式多样，题型涉及选择题、填空题、作图题和解答题等，其中尤以选择题居多，填空题相对较少，所占分值在3"0分,在选择、填空、解答题中都有出现，图案的设计常在作图题中出现。 备考策略： 加强了对学生实验操作、读图作图、合情推理等能力的耍求，强化对图形变换的训练, 适当渗透空间观念，侧重数学思想方法以及运用几何知识解决实际问题能力。 二、例题精析 例1、如图1,在直线/上摆放有AABC和宜角梯形DEFG,且CD = 6 cm；在左ABC中：ZC = 90°, ZA=30°, AB = 4 cm；在直角梯形DEFG 中:EF//DG, ZDGF=90°, DG=6 cm, DE = 4cm, ZEDG = 60° 解答下列问题: o （1）旋转：将AABC绕点C顺时针方向旋转90°,请你在图中作出旋转后的对应图形 △ABC,并求出AB】的长度; （2）翻折：将沿过点Bi且与直线/垂直的直线翻折，得到翻折后的对应图形