三、沿1/2线剪
师:我们的魔术还可以往下做,怎么做呢?刚才你不是在这个纸圈中间画了一条线吗?想一想,如果我们沿着中间这条线把这个纸圈剪开的话,会怎样呢 生:我觉得这个圈会变成两个圈。 生:我觉得会变成两个莫比乌斯圈。
生:会不会变成三个圈?
师:(看到有学生想剪了)要知道究竟,怎样办呢? 生:剪剪看。
师:是啊,实践出真知!
生:在我剪完之后,不像刚才同学们说的那样是两个圈,是连在一起的。 生:我这个也是连在一起的。 师:那是一个圈还是两个圈?
生:(齐)一个圈。
师:不过,这个圈中间有点扭起来了。我们都认为从中间剪开应该是两个圈呀,怎么会变成一个圈呢?奇怪!哪位同学能说说你的猜想? 现在在间又画了一线条,如果再沿着这条线剪开,想一想,又会是什么结果呢? 生:还是一个圈。
生:我觉得是两个圈。 师:大家做做看。
(生动手操作,师也动手操作。) 生:是两个套着的圈,真奇怪!
四、沿1/3线剪
师:我们继续来感受这个纸圈的神奇,好吗?请同学们拿出那张黄纸条,在黄纸条上画三等分线。请把中间的部分涂上你喜欢的颜色,两面都涂。 师:好,现在你们有什么想法?
生:能沿着线把这个莫比乌斯圈剪开吗?
师:可以的。如果我们沿着三等分线把这个莫比乌斯圈剪开的话,需要剪几次呢? 生:(齐)两次。
师:剪完以后会是什么样子呢?
生:我觉得剪完后可能会是三个圈套在一起。 生:我觉得会变成一个大圈。
师:真佩服你的想象力。那究竟会怎么样,还是动手去做一做。 (回家做) 五、自主玩
师:刚才我们将一张普通的纸条拧、粘、剪,感受到了莫比乌斯圈的变幻莫测、神奇无比。我想接下来的时间就完全交给同学们了,现在发挥你们的聪明才智,自己去想象、设计、制作。请拿出另一张白色纸条。刚才我们是拧了180°,想一想还可以怎么拧。刚才我们是沿1/2、1/3线剪的,现在想一想怎么剪。哪位同学有特别好的创意,老师将奖给他红色纸条继续设计。
(屏幕上出示经典的莫比乌斯圈图案,生创作,师巡视,询问夸奖,)
师:刚才是我们各自在创造,现在小组内的同学相互交流欣赏。说说你是怎么做的,怎么旋转的,怎么剪开的。是两个套在一起的圈。
师:刚才我们已经创造和分享了莫比乌斯圈的神奇。我想肯定还有很多同学想继续去探究,咱们现在暂停。
六、发明应用
师:在咱们西城区有一个莫比乌斯爬梯,有人玩过吗?
生:我玩的时候上上下下有十圈,累得我满头大汗,最后还是回到原地。 师:哈哈哈!原来你们只是觉得好玩,现在你们知道是怎么回事了吗? 生:知道了!
师:莫比乌斯圈不但好玩还好用呢。想想看,莫比乌斯圈可以在哪些地方用上呢? 生:家里有胖孩子的,妈妈就可以设计一个莫比乌斯跑道,让她的儿子减肥。 生:有的过山车就是这样的。
生:我觉得可以把楼梯建成莫比乌斯圈的形状。
师:很大胆的一个猜想,说不定有朝一日,我们的楼梯就像他讲的那样,我上去一会儿又下来了。
生:我觉得环线地铁也可以是莫比乌斯圈样的。
师:多好的想法!问题是当地铁沿着莫比乌斯轨道转着转着的时候,会转到哪儿去呢? 生:可以做一个莫比乌斯圈的能循环的磁带,听时,不用拿出磁带,A、B两面都能听。 师:多有价值的创意,应该申请专利。唉,只可惜这个创意我们稍微迟了一点,已经被一个日本人申请了。
生:水流可以用莫比乌斯圈让它循环。
师:哈哈……把水重新利用一下,好想法,谢谢这位女同学!她的想法,让我想到针式打印机的色带,它就是让墨水流到用莫比乌斯圈原理做成的色带上,充分利用了色带的表面。 七、说收获与遗憾
师:很可惜我们的时间到了,上了今天这节课你有什么收获或遗憾?
生:通过这节课我知道了什么是莫比乌斯圈。
生:我的遗憾是没有想出日常生活中可以用上莫比乌斯圈只有一条边、一个面。 生:我知道莫比乌斯圈了,遗憾的是我不能多剪几次。
师:那是怪胡老师没有给大家更多的时间,这样,课下再试试好不好?
师:好了,同学们,大家通过今天这节课的学习,是不是对莫比乌斯圈还有很多疑问呢?还有很多为什么没能解答,有的问题胡老师也不怎么清楚。我告诉大家,数学中有一门专门研究莫比乌斯圈的学问叫拓扑学。 (师板书:拓扑学)课下,有兴趣的同学可以继续去研究,好不好?中国科技馆的大厅里就耸立着一巨型的三叶扭结,这个三叶扭结就是根据莫比乌斯圈的原理设计的。它每天不停地旋转着,美妙的曲线,让我们享受着数学的神奇和无限的遐想……
师:现在,这一成果已经在科技上得到了应用。例如有一种电脑打印机,用来打印文稿的色带就是根据这一原理做成的,这种色带是经过180°旋转后进行对接,这样可以使色带在打印中两面都得到充分利用,从而成倍地延长其使用寿命,大大节省了材料。你看它的设计多么巧妙啊!
神奇的莫比乌斯带
教学内容:人教版小学四年级上册《神奇的莫比乌斯带》
教学目标:
1、让学生认识“莫比乌斯带”,学会将长方形纸条制成莫比乌斯带。
2、引导学生通过思考操作发现并验证“莫比乌斯带”的特征,培养学生大胆猜测、勇于探究的求索精神。
3、在莫比乌斯带魔术般的变化中感受数学的无穷魅力,拓展数学视野,进一步激发学生学习数学的兴趣,培养学生良好的数学情感。 活动准备:剪刀,胶水、彩笔、彩色长方形纸
教学过程:
一、创设情境,质疑自探
同学们,知道我们今天要研究什么内容吗?(通过观察大屏幕,学生知道今天要学习神奇的莫比乌斯带)看过这个题目,你想到了什么?(什么是莫比乌斯带?它神奇在哪儿了?怎么制作莫比乌斯带?)
让我们带着这些问题,一起走进今天的课堂学习《神奇的莫比乌斯带》。(板书课题:神奇的莫比乌斯带)
二、分组学习,合作交流
1、请同学们取出纸条,你发现了什么?(长方形、有4条边、4个直角、2个面)(板书:纸条 4条边 2个面)
2、你能把它变成两条边吗?请同学们试一试。(引导学生动手实践) 做成一个普通纸圈,引导学生观察得出: 普通纸圏 2个面 2条边(板书) 3、你能把它变成1个面吗?
出示制作方法:先做成一个普通的纸圈,然后将一端翻转180°,再用胶带粘牢。 请同学们按照老师演示的方法做一个这样的纸圈。(小组合作,互相帮助)
4、那这样一个纸圈真的是一条边、一个面吗?我们一起来检验吧!拿出一支水彩笔,在纸圈的中间画一条线,看看它是不是一个面。 5、你们知道这样的一个纸圈叫什么名字吗?它是德国数学家莫比乌斯在1858年在偶然间发现的,所以就以他的名字命名叫“莫比乌斯带”,也有人叫它“莫比乌斯圈”,还有人管他叫“怪圈”。
三、研究莫比乌斯带 (一)1/2剪莫比乌斯带
我们的魔术还可以往下做,怎么做呢?刚才你不是在这个纸圈中间画了一条线吗?想一想,如果我们沿着中间这条线把这个纸圈剪开的话,会怎样呢
1、现在,老师拿出莫比乌斯带,我们也用剪刀沿中线剪开这个莫比乌斯纸圈,同学们猜一猜会变成什么样子?(启发学生想象力)
2、请同学们自己动手验证一下
3、验证结果:变成了一个更大的圈。
你们说神奇吗?大家还想不想继续感受这个纸圈的神奇? (二)1/3剪莫比乌斯带
1、请同学们拿出黄色纸条,再做成一个莫比乌斯带。
2、如果我们要沿着三等分线剪,猜一猜:要剪几次?剪的结果会是怎样呢?小组轻声交流一下。
3、学生动手操作,同桌合作帮助。
4、验证结果:一个大圈套着一个小圈。
5、问题:这个小圈和大圈是莫比乌斯带吗?请用刚才的方法证明一下。
(三)其它剪法
从中间或是从三等分线剪莫比乌斯带得到的结果是不一样的,那你们还想怎样剪?结果会怎样呢?在小组内说说看。
(教师引导学生说出自己的想法)同学们的想法真好,课后同学们去实践一下,看看是不是你们猜想的结果。 四、生活中应用
莫比乌斯带不仅好玩有趣,而且还被应用到生活的方方面面。请欣赏图片(课件展示)
1、过山车:有些过山车的跑道采用的就是莫比乌斯原理。 2、莫比乌斯爬梯
3、哈萨克斯坦新国家图书馆 4、克莱因瓶 5、不可能邮票
五、课堂拓展
同学们通过今天这节课的学习,是不是觉得莫比乌斯带充满了奥秘呢?有的问题老师也不怎么清楚。我告诉大家,数学中有一门专门研究莫比乌斯带的书叫《拓扑学》(板书)。课后,有兴趣的同学可以和老师一起去研究研究,好吗?
神奇的莫比乌斯纸圈,在其“魔术般的变化”中感受数学的无穷魅力,拓展数学视野,进一步激发学生学习数学的热情。
活动准备:每生3张长方形纸条,剪刀,固体胶,水彩笔,直尺。 活动过程: 一、变魔术
师:喜欢看魔术表演吗?今天陈老师就来给大家表演一个,欢迎吗?这是一个纸圈,现在老师把它剪一刀,会变成什么样子呢?大家拭目以待吧。
(师1/3剪,做完展示,学生发出惊讶赞叹声。) 师:你们想知道其中的奥秘,想自己做吗?那同学们可要发挥自己的聪明才智,大胆猜想(板书),在自己动手实践中就会有许多惊奇的发现。 师:这是一张长方形的纸条,有几个面,几条边?(生:2个面,4条边) 师:想一想,有什么办法把这张纸条变成两个面,两条边?(生动手尝试)
二、做纸圈 〈1.〉生:把纸条的两端粘在一起,形成一个圈,就是两个面,两条边。 〈2.〉师:再想想办法把这张纸条变成一个面,一条边?(生动手尝试)有做成的吗?你是怎么做的?
师:把纸条先捏着一端不动,将另一端扭转180度,再粘贴起来,就变成只有一个面,一条边的纸圈了。想跟老师学吗?
请同学们跟老师这样做。(师示范,生跟着做,师个别指导。) 也可以同学之间互相帮助,互相学习。 师:做成了吗?做成的请举起来。
〈3〉提问题
师:大家会做这个纸圈,你还想提什么问题? 生1:这个纸圈有什么特别的吗? 生2:这个纸圈叫什么?有什么用?
生3:这个纸圈为什么只有一个面,一条边? 〈4〉验证
师:这个纸圈是不是只有一条边呢?有什么办法验证吗?
(让学生自己想办法,说一说)
生: 把两只手放在纸圈边上的某一点,一只手不动,另一只手沿着边移动, 最后又回到起点的地方 ,说明这个圈只有一条边。
师:为什么变一条边呢?(师再示范讲解下面这条边旋转180度又接着上面那条边了) 师:是不是只有一个面呢?现在请同学们拿出水彩笔沿纸圈的中间画一条线,画好的有什么发现?(师生齐画)
生:画了一圈又回到原来起点的地方。
生:这条线一次性经过纸条的正面和背面,又回到了起点。就说明这个纸圈只有一个面。 师:为什么变一个面了?师再示范讲解里面旋转180度和外面接在一起了。(电脑出示) 〈5〉揭示课题
师:这个纸圈叫莫比乌斯圈也叫莫比乌斯带。(板书课题:莫比乌斯带) 它是德国数学家莫比乌斯在1858年发现的因此叫莫比乌斯带。明白了吗? 三、剪纸圈 〈1.〉1/2剪
师:还想再动手做吗? 师:现在大家用剪刀沿刚才画的中线剪开纸圈,慢着,先猜一猜纸圈将变成什么样?生:…… 师:究竟会是什么样子呢?实践是检验真理的唯一标准,就让我们一起动手来验证一下吧!(师生齐做,剪一剪,试一试,结果变成一个大圈,你猜对了吗?)
师:请大家继续用笔在大圈中间画线,再沿中线剪一圈,猜一猜这时纸圈又会变成什么样子?(动手验证,师生齐做,剪一剪,试一试,结果变成两个大小一样的套在一起的大圈) 师:通过这两个实验你们有什么感觉?
生1:我觉得莫比乌斯圈实在是很神奇!(师板书:神奇) 生2:我觉得莫比乌斯圈挺好玩的!
师:这还不够神奇,莫比乌斯圈还有更神奇的呢!(学生发出感叹,都很感兴趣)
师:另取一张纸条,横着画出它的三等分线,把中间一分涂上自己喜欢的颜色再它做成莫比乌斯圈,如果沿着三等分线剪开,结果会怎样?先在小组内猜一猜,再动手验证你的猜想。 生1:我沿一条线剪,剪着剪着就跑到另一条线上去了。 生2:结果是一个大圈套一个小圈。真的很神奇。
师:我们在做之前大胆猜想,做过程中是小心求证(板书)。 四、自主玩
小结这个莫比乌斯圈是怎么做的?
师:普通的纸条经过拧、粘、剪(板书:拧、粘、剪)变出了这么多神奇的纸圈,真像变魔术一样!你能想出其他的玩法吗?以小组为单位,看看你们小组在规定时间内能把纸圈剪出多少种不同的情况。
(播放音乐,生动手做,纸条不够自己到讲台处领取) 请小组汇报,展示。 五、说用处
师:莫比乌斯圈在生活中哪些地方可能会用上? (电脑出示莫比乌斯爬梯图片)
师:这是北京某居民小区中利用莫比乌斯圈原理制成的莫比乌斯爬梯。有同学玩过吗?这个爬梯只有一个面,可以一次不知不觉爬到底。
生:儿童游乐场的过山车。
下次去游乐场玩时,可以去观察一下,过山车的轮套是不是莫比乌斯圈的样子。
莫比乌斯圈不仅好玩,还好用。它在生活和生产中都有应用。想想,哪些地方可能用上? 师:打印机的色带和工产机器上的传送带就可以做成“莫比乌斯带”的样子,这样就能充分利用,减少磨损,延长使用时间。
师:在中国科技馆的大厅中央,耸立着的巨型“三叶扭结”模型,它就是根据莫比乌斯圈的原理制作的,大家有机会到北京可以亲自去看看。
六、谈感受
师:上完这节课,你们有什么感受?
师:我和大家感觉一样,优美的曲线能带给我们美的享受,带给我们无限的猜想。数学充满