师:安老师这里呀,也带来了水果切开后的图片,请大家仔细观察,猜一猜它们没切开前是什么水果。1号是……好,你来说。
生:1号是芒果。
师:2号是?
生:柠檬。
师:3号是?
生:苹果。
师:4号是?
生:柠檬。
师:哎,2号和4号都是柠檬,为什么切开后露出的面却不一样呢?来,拿上话筒说。
生:因为2号是竖着切的,4号是躺着切的。
师:是这样吗?
生:是。
师:有没有不同想法?好,黄一轩你说。
生:第二个它是横切,第四个是竖切。
师:是不是这样子?那我们用小手来演示一下,2号是--
生:横切。
师:4号是--
生:竖切。
师:看来切的方向不同,切开后露出的这个面的形状可能也不同。数学上我们把切开后新露出的这个平平的面叫做切面,也可以叫做截面。那如果给立体图形切上一刀,切面又会是什么形状呢?今天我们就一起来研究立体图形切开的奥秘。我们先来研究圆柱。大家回忆一下,在你的脑海里想一想,圆柱有什么特点?再来想象一下,如果你的手里有一把神奇的刀,将圆柱进行横切、竖切、斜切,切开后的面会是什么形状呢?请同学来猜一猜。周新成你来说。
生:我猜横切是圆形,竖切是长方形,斜切也是长方形。
师:有不同想法吗?黄一轩你说。
生:横切是圆形,竖切是长方形,斜切是椭圆形。
师:他有不同意见,还有吗?段浩宇你说。
生:我猜横切是圆形,竖切是长方形,斜切是三角形。
师:大家的意见不统一怎么办啊?
生:去实际切一切。
师:那在数学上,我们把这个叫做验证。数学家们也是在大胆猜想、小心求证中成长的。请同学们先来看合作要求,我请一位同学来读一读。好,于淼,话筒递一下。
生:合作要求:一、切一切,每人选择一样工具开展实验,把得到的切面摆在学习单上;二、将实验结果与你的猜想进行对比;三、说一说,对比得到的切面,小组内说一说发现了什么相同点和不同点。
师:听清楚了吗?
生:听清楚了。
师:那我来考考大家,工具一该如何使用?周子全你说。
生:哦,就是用刀去切一切。
师:那工具二呢?王梦溪你说。
生:拿着瓶子摆。
师:那到底怎么摆?孙一涵你说。
生:拿着它观察它的里面。
师:好,那到底怎么观察?我们通过视频一起来学习一下。静止的水面是平平的,水面所在的平面就像刀切过圆柱后留下的切面,改变杯子的摆放角度,水面在杯中的形状也会跟着变化。观察时请站起来,从杯子正上方俯视观察切面的形状。原来就是把水面当成平面来看切面。现在听清楚合作要求了吗?
生:听清楚了。
师:好,那请5人小组合作开展实验,在安全的前提下开始操作。
师:好,已经有小组完成任务了,已经完成的小组可以坐回自己的位置上。老师这里收集了两组同学的作品,请这两组上来介绍一下。这一张是哪一组的?好,子赫你来,直接上来。
生:我们组横切圆柱,之前猜的切面是圆形,实际切出来的切面是圆形;竖切圆柱,之前猜的切面是长方形,实际切出来的切面也是长方形;斜切圆柱,之前猜切面是长方形,实际切出来的切面是椭圆形。
师:第二小组的同学也来介绍一下。
生:我们组横切的时候猜的是圆形,实际切出来的是圆形;竖切圆柱它的切面是长方形,实际切出来的切面是长方形;我们之前猜想另一种竖切的切面是长方形,实际切出来的切面是圆形。
师:看来光靠猜想可靠不住,还得通过实际操作。那有没有利用工具二的同学?得到的结论和他们一样吗?我请同学上来分享一下你是怎么操作的。好,何晨曦。
生:盖上水面来演示,先这样子横着摆放它,不对,这是竖切,得到的是长方形;然后这样子放的话,它是圆形的,这就是横切;然后这样子倾斜着放,就是斜切,得到的是椭圆形。
师:同意吗?
生:同意。
师:那现在我们所有同学都来利用水面观察一下,起立,请组长手持装水的容器。好,请同学们从正上方观察,先来观察横切式--
生:圆形。
师:再来竖切是--
生:长方形。
师:斜切试试看是--
生:椭圆形。
师:好,真厉害,请坐回位置上。刚才我们利用两种实验方法,真实地切一切和用水面代替切面去研究。那现在通过这些同学的作品和刚才何晨曦的汇报,你发现了什么相同点和不同点?先和同桌交流下。
师:我好像听到大部分组讨论的都是相同点,那有什么不同点呢?大家再来思考一下。好,交流声渐渐轻下去了,我们请同学来汇报一下。
生:相同点是用火腿肠横切、竖切、斜切,和用水杯水面横摆、竖摆、斜摆,得到的图形是一样的。
师:哦,也就是不管是哪种实验方法,最后得到的结论是一样的:横切是圆形,竖切是长方形,斜切是椭圆形。那我把错误的猜想擦掉了。还有什么不同点吗?孙涵你说。
生:呃,竖切切出来的图形边是直直的,而横切和斜切切出来的图形是有弧度的,边不一样。
师:也就是说,它们的边是不一样的。好,还有别的发现吗?你来说。
生:平行切出来的两个切面,宽窄和大小都不一样,竖切得到的长方形,有的宽有的窄。
师:还有吗?
生:一个是用火腿肠切的,一个是用水杯摆的,水面的摆放位置不同。
师:哦,你说的是工具的不同对不对?很好。还有没有?好,曹立阳你说。
生:呃,切成椭圆形的话,都是圆形给它拉扁的,它那个椭圆的长轴有的长有的短。
师:是不是这样子?
生:是。
师:特别好。大家还有没有补充?好你来。
生:横切的话,同一位置切出来的是同样的圆形。
师:对不对?好还有补充吗?
生:火腿肠是切出来的,水是摆放出来的,工具不一样。
师:哦,这个刚才已经提到过了。来子墨你说。
生:就是从不同的角度切,切出来的……哦不同的方向切,切出来的形状是不一样的。
师:太厉害了,你都能得出结论了。还有吗?那老师有疑问:为什么圆柱横切的切面都是一模一样的圆形?曹德阳你说。
生:那是因为圆柱的上下两个面都是圆形,而且是一样大的圆。
师:听明白了吗?
生:听明白了。
师:结合了立体图形的特点进行分析,很好。那为什么竖切有的长方形比较宽,有的长方形比较窄?段浩宇你说。
生:呃……因为切的位置不一样。
师:哦,看来切的位置不同,切面的大小自然不同。但老师的问题是,是什么原因导致切面宽窄不一样?孙一涵你说。
生:因为圆柱的圆面,越靠近中心切的话,切出来的长方形就越大,如果越靠近边边切的话,切出来的长方形就会窄一点。
师:他结合了圆柱的顶面进行分析,对不对?很好。那最后一个问题,为什么斜切有的椭圆形比较长,有的椭圆形没那么长?好,王思你来说,话筒给你。
生:因为刀接触圆柱的面积比较大,它的椭圆也就比较长。
师:什么意思?请你上来演示一下,大家看仔细。他说的接触在哪里?假如我的手是一把刀。
生:这里往下切,得到的椭圆比较长,而我的手和它的接触线也是比较长的,所以得到的椭圆也就比较长。我的手还是一把刀,换个角度切,得到的椭圆比较小,而我的手和圆柱的接触线也比较短,所以得到的椭圆也比较小。
师:听明白了吗?
生:听明白了。
师:看来椭圆切出来的形状跟刀和圆柱接触的面形成的这条线有关系,接触到的线越长,你的椭圆形就越大,接触到的线越短,你的椭圆形就相对来说越小一点点。很好,我要为刚才的几位同学点赞,你们发现没有,他们没有说"我觉得怎么怎么样",都是在说"因为图形怎么样,所以切面怎么样",这就是利用图形的特点讲道理,老师要为他们鼓掌,把掌声送给他们,讲道理,你最棒!
师:好,那如果横切圆锥呢,切面又会是什么形状?
生:三角形!正方形!圆形!
师:哎,那为什么刚才有同学说是别的想法?请觉得是圆形的同学来说一说,看看你能不能说服他们啊。
生:因为圆锥底部那个圆是圆形,横切上去的切面就等于是把底面的圆平移上去了,肯定也是圆。
师:听明白了吗?
生:听明白了。
师:是长方形吗?现在是什么形?
生:圆形。
师:还有别的答案吗?是圆形吗?
生:是。
师:啊是圆形。那如果竖切圆锥呢?你来说。
生:三角形!
师:答案有点不一致怎么办?
生:做实验!
师:很好,做实验。那老师这里带来了圆锥形萝卜,你们想先在哪里切上一刀?
生:中间!
师:中间也就是经过它圆锥的……
生:顶点!
师:顶点很好,那我经过圆锥的顶点切上一刀,我把它印在纸上……哎印不太出来,那你们来看一看,前排同学看了告诉大家什么形?
生:三角形!
师:什么形?
生:三角形!
师:那都是三角形吗?我再来切一刀,现在想怎么切?
生:切到旁边!
师:哦切到旁边一点点好,我想请前排的同学帮忙看一下啊。
生:也是三角形!不对,三角形的底面有一点弧度。
师:那它能称作三角形吗?
生:不能。
师:那其实我们把这个图形叫做拱形,好像拱门一样。那切在其他地方又会是什么形呢?我们结合AI一起来探索一下。现在是从什么位置切?
生:中间,顶点!
师:也就是从圆锥的顶点垂直的切下去,得到的是--
生:三角形。
师:好那我再看看还会不会有三角形,仔细观察,看仔细了,这个切面就扁了,再扁一点,还是三角形吗?
生:不是。
师:成了--
生:拱形。
师:好我再往边上切一点点,拱形更加扁了,再切,再往边上,形状又比刚才更小了,好像只出现了一次三角形,什么时候是三角形?吴艳涵你说。
生:只有切过顶点的时候是三角形。
师:是不是这样子?
生:是。
师:好我们现在快速的来看一下啊,从最两边切起往里面,拱形越来越大,一直到经过顶点的时候,它正好是一个三角形,再往旁边继续切,又变成了椭圆。是不是这样子?
生:是。
师:那刚才的横切我们也来验证一下,是不是像大家说的那样横切是--
生:圆形。
师:好越往上面,圆的面积越来越小,越往下面,圆的面积越大。看来想当然的猜想靠不住,还得通过实验验证。没错,那现在老师把刚才我们切过的截面一起投到屏幕上,先来思考:都是横切,为什么切面圆不一样呢?第一组发言特别积极啊,江梦萱你说。
生:啊因为他切的位置不一样。
师:也就是说,切面的形状最关键的是跟什么有关?
生:立体图形原本的样子。
师:那都是竖切,为什么切面有的是直边,有的是弯边?
生:因为他们虽然都是竖切,但是切的图形位置不一样。
师:那同样都是圆锥,有的时候竖切是三角形,有的时候切面的边又是弯的,为什么?
生:因为竖切的话,越靠下切,圆锥的侧面就越圆,切面的边就变弯了。
师:你的意思是跟图形的这个面有关系是吗?好,谁还想再来说一说,无忧你说。
生:切的位置不同。
师:都是竖切呀,位置不同,那为什么位置不同,得到的边的直或者弯就不一样?好孙一涵你说。
生:因为最开始从顶点切的话,它的刀和圆锥产生的是一条笔直的线,从旁边切下去的话,刀碰到的圆锥侧面是弯的,所以切面的边就会变成弯的。
师:听明白了吗?你上来指一指,你讲的两条线在哪里?上来指一指。
生:啊,一条是垂直切的时候的线,刀和圆锥接触到的边是直的。
师:很直,嗯,那切到弯边的时候呢?
生:它要顺着圆锥侧面的弯边也弯下去,所以切面的边也变成了弯的。
师:是不是这样子?也就是说你刀和图形接触到的这条边是直的,那你得到的切面边就是直的,你刀和这个图形经过接触的面是弯的,得到的切面边也会弯。太厉害了啊,能够结合图形特点进行分析。
师:那现在我们就带着今天的经验来迎接挑战吧,请同学们拿出学习单,完成挑战一,开始。
师:啊老师看到这一题大家完成的比较快,答案也比较一致,我们一起来核对一下,你做对了吗?
生:做对了。
师:第二题开始,想想你觉得先看哪种切法最简单?好我请同学来说一说,关文志你来说。
生:我先研究的是2号。
师:嗯不错,那有不同答案,请同学来说一说,看看你能不能说服关文志啊,王佳林你说。
生:我觉得2号连的是1号图形。
师:为什么?那谁能解决关文志的想法,为什么他是错的?好郑飞上来。
生:因为刀从这里往下切,它这个是长方形,第二刀横切下去,得到的切面是红色区域的长方形,所以第二刀应该连第一个。从第三刀切的时候,它的这个面和上面的面是平行的,和上面的面是一样的,得到的是三角形。
师:啊我还听到一个词,用我们最近学的平行的概念解释,特别好啊,谢谢你请回。那其实从哪个开始研究几号刀最简单?
生:3号。
师:3号,那1号和2号的区别就在于宽窄不一样,2号比较接近尖尖的点,所以它比较窄一点,1号离顶点比较远,所以它宽一点,好。
师:圆柱和圆锥我们已经研究的很透彻了,接下来如果给正方体切上一刀,得到的切面又会是什么形状呢?请你先独立猜一猜。嗯好,老师请同学来分享一下,陈硕泽你来说,上来。
生:我能切出长方体,从右面切进去,从左面出来。
师:那经过了几个面?
生:四个面。
师:是四个面吗?其他同学一起数:从右面切进去,这是一个面,切过来的时候会碰到前面和后面,然后再从左面出来,所以一共四个面,是不是四个面?
生:是。
师:经过四个面切出什么形来着?
生:长方形。
师:好,那我这样切可不可以?
生:可以。
师:经过四个面切出四边形也就是长方形,还有没有其他答案?
生:它能切出正方形,我刀从上面切进,从下面出来,经过四个面,切出正方形。
师:如果直直的切应该也是正方形啊,还有没有不同答案?有没有不是四边形的答案?好你来说。
生:我猜能切出三角形,把正方体的一个角切掉。
师:怎么切?上来演示一下,你讲一下大概的位置,从哪里切进去,从哪里切出来?
生:从这里切进去,这里切出来,切掉正方体的一个角。
师:它是不是这个意思,切掉一个角?是不是?
生:是。
师:那你看这一刀经过了几个面?哪三个?
生:三个面。
师:同意吗?
生:同意。
师:发现经过三个面得到三角形,经过四个面得到四边形,那还能切出其他图形吗?
生:能。
师:你发现了什么规律?
生:经过正方体的几个面,它切出来的那个图形就会有几条边。
师:也就是经过几个面就有几条边,那能不能切出五边形?
生:能。
师:六边形?
生:也可以。
师:七边形?
生:不可以!
师:啊怎么到七边形就不行了?
生:因为正方体只有6个面。
师:同意吗?
生:同意。
师:正方体最多只有6个面。同学们,这节课就要接近尾声了,能不能用一句话来说一说你有什么收获?
生:正方体切的时候经过几个面,就可以切出几边形,我收获了怎样观察和想象切面的方法,知道了切立体图形也藏着很多规律。