发布时间 : 星期三 文章图形与变换更新完毕开始阅读7246ec5ca517866fb84ae45c3b3567ec102ddcc4
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5 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
图7
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。
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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
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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”，
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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
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