文档内容
3.2 图形的旋转 第二课时 教学设计
1.教学内容
本节选自北师大版第三章“图形的平移与旋转”第 3.2 节《图形的旋转》第 2 课时。主要涉及旋
转的意义、表示方式与基本性质;旋转作图的一般步骤“找—连—转—截—作—写”;平移与旋转的
综合应用及二者的区别;旋转中心的判定方法。
2.内容解析
本课时是在学生已初步了解旋转定义与性质的基础上,进一步落实“将理论运用于作图”的过程
性目标。教学首先通过旗帜示例激活生活经验,引出“旋转作图”的需求;随后用线段、三角形两个
递进案例,让学生掌握“对应点—连线—转角—等长”四要素,形成可迁移的作图模型。接着设计平
移与旋转组合的情境,促使学生比较两种基本变换的“方向—量的度量”差异,培养分类与转化思
想。拓展部分利用垂直平分线交点确定旋转中心,既巩固全等三角形性质,又为后续探究提供工具。
整体设计遵循“感知—建模—应用—提升”的逻辑,既突出旋转在图形变换体系中的价值,又以作图
任务为抓手落实几何作图能力,满足课程标准关于“空间观念与几何思维”的核心素养要求。
1.教学目标
•进一步理解并掌握旋转的意义和性质。
•能够根据旋转的性质作出一些简单的平面图形旋转后的图形。
•能够综合运用平移和旋转分析、解释一些简单图形的变换。
2.目标解析
•学生能准确说出“旋转中心、旋转角、方向”三要素,并在方格纸或尺规环境中完成 90∘,60∘,180∘
等常用角度的旋转作图。
• 通过小组合作完成多路径作图、平移—旋转组合变换等任务,学会用图形语言描述思路并验证正确
性。
•体验数学与生活、艺术设计(万花筒图案)的联系,增强探究兴趣与合作意识。
3.重点难点
•教学重点:依据旋转性质完成多顶点图形的准确作图。
•教学难点:在复合变换情境中正确拆分、重组平移与旋转;判定未知旋转中心的位置。
学科网(北京)股份有限公司九年级学生已学习平移、轴对称及一次函数图象,具备基本的尺规作图技能和坐标表示能力,
对“图形保持形状大小不变”的运动已有直观认识。但对“旋转三要素”间的对应关系仍停留在感性
层面,易忽视角度方向的符号意义;复合变换的分析能力不足,常将平移与旋转混淆;在确定旋转中
心时,部分学生不会利用“对应点连线及其垂直平分线”这一方法。因此需通过多媒体演示、操作活
动和对比练习,帮助学生形成结构化的知识网络,突破“旋转中心判定”和“平移—旋转拆合”两个
难点。
创设情景,引入新课
问题情境:
知识回顾
①在平面内,将一个图形绕一个定点按某个方向转动一个角度,这样的图形运动称为旋转.这个定点称
为旋转中心 ,转动的角称为旋转角.
② 旋转的基本性质:
对应点到旋转中心的距离相等.
对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角.
旋转前、后的图形全等.
图形的旋转是由旋转中心和旋转角的大小决定.
情景引入
大家来看一面小旗子,把这面小旗子绕旗杆底端顺时针旋转90°,这时小旗子的位置发生了变化,形成
了新的图案,你能把这时的图案画出来吗?
我们学习了旋转的定义与性质,你能准确地找到一个图形绕点旋转后的位置,进而作出它旋转后的图
形吗?本节课我们一起来探讨.
【设计意图】通过生动的“小旗”情境和简单线段作图任务,激活已有经验,暴露学生困惑,明确本
节“会画、会用”的学习任务,激发学习兴趣。
探究点1:旋转作图
1.新知探究
在图1中,画出线段AB绕点A按顺时针方向旋转60°后的线段.
学科网(北京)股份有限公司解:(1)如图2, 以AB为一边按顺时针方向画∠BAX,使∠BAX= 60°.
(2)在射线AX上取点C,使得AC=AB.
线段AC就是线段AB绕点A按顺时针方向旋转60°后的线段.
2.操作交流
如图,△ABC绕点O按逆时针方向旋转后,顶点A旋转到了点D处.
(1)指出这一旋转的旋转角.
(2)画出旋转后的三角形.
解:(1)如图,连接OA,OD,∠AOD即为旋转角;
(2)①连接OB,OC,分别以OB,OC为边作∠BOM=∠CON=∠AOD;
②分别在OM,ON上截取OE=OB,OF=OC;
③依次连接DE,EF,FD;
则△DEF就是所求作的三角形,如图所示.
(3)与同伴交流你的画法,你们的画法都一样吗?还有其他画法吗?
解:①如图,以O为圆心,OB长为半径画弧,以D为圆心,以AB长为半径画弧,两弧相交于点E;
②以O为圆心,OC长为半径画弧,以D为圆心,以AC长为半径画弧,两弧相交于点F;
③依次连接DE,EF,FD;
则△DEF就是所求作的三角形,如图所示.
学科网(北京)股份有限公司3.知识归纳
旋转作图的一般步骤:
(1)找:分析题目要求,找出旋转中心、旋转角以及构成图形的关键点;
(2)连:连接图形中每一个关键点与旋转中心;
(3)转:把连线绕旋转中心按旋转方向分别旋转相同的角度(旋转角的度数);
(4)截:沿一定的方向,按一定的角度,通过截取线段的方法,旋转各个关键点;
(5)作:按原图顺序依次连接各个关键点的对应点,并标上相应的字母;
(6)写:写出结论.
4.练一练
将△AOB绕点O旋转180°得到△DOE,则下列作图正确的是( )
解:C.
【设计意图】通过线段→三角形两个层次的操作,帮助学生在“做中学”体验并内化旋转作图步骤,
突破“如何作出对应点”的难点。
探究点2:平移与旋转的综合应用
1.尝试思考
观察下图,甲图案进行怎样的运动变化,可以与乙图案重合?写出你的操作过程.
解:方法一:可以先将甲图案绕图上的A点旋转,使得图案被“扶直”,然后,再沿AB方向将所得
图案平移到B点位置,即可得到乙图案.
方法二:可以先将甲图案沿AB方向平移到B点位置,然后,绕图上的B点旋转,使得图案被“扶
直”,即可得到乙图案.
2.归纳思考
平移和旋转的异同:
①相同点:都是一种运动;运动前后不改变图形的形状和大小.
②不同点:
学科网(北京)股份有限公司3.练一练
如图所示,在平面直角坐标系中,点B,C在y轴上,Rt△ABC经过变换得到Rt△ODE.若点C的坐标为
(0,1),AC=2,则这种变换可以是( )
A.△ABC绕点C顺时针旋转90°,再向下平移3个单位长度
B.△ABC绕点C顺时针旋转90°,再向下平移1个单位长度
C.△ABC绕点C逆时针旋转90°,再向下平移1个单位长度
D.△ABC绕点C逆时针旋转90°,再向下平移3个单位长度
解:A
4.归纳总结
确定一个图形旋转后的位置,需要哪些条件?你的依据是什么?与同伴进行交流.
确定一个图形旋转后的位置的条件:
①图形原来的位置;②旋转中心;③旋转方向及旋转角.
注意:这三个条件缺一不可.只有这三个条件都具备,我们才能准确地找到一个图形绕点旋转后的位置,进
而作出它旋转后的图形.
依据是旋转的基本性质.
【设计意图】通过“先旋后移 / 先移后旋”两方案比较,强化平移与旋转的本质区别与组合策略;配
合坐标系选择题,训练学生用坐标定量描述变换
探究点3:旋转中心的确定(拓展)
1.操作交流
如下图,△ABC绕某点旋转一定角度得到△DEF,如何确定它们的旋转中心位置?
提示:找到两条对应点连线段的垂直平分线的交点.
学科网(北京)股份有限公司结论:如图点P即为所求旋转中心.
2.归纳总结
确定旋转中心的方法:
①若旋转中心在图形上,哪一点在旋转过程中位置没有改变,这一点就是旋转中心;
②若旋转中心不在图形上,对应点连线的垂直平分线的交点就是旋转中心.
3.练一练
如图,在方格纸上,△DEF是由△ABC绕定点P顺时针旋转得到的,如果用(2,1)表示方格纸上A点
的位置,(1,2)表示B点的位置,那么点P的位置为( )
A.(5,2) B.(2,5)
C.(2,1) D.(1,2)
解:A
4.典例分析
例1 如图所示,将△ABC绕点C顺时针旋转90°,画出旋转后的△A1B1C.
解:结论:如图△A B C即为所求作的图形.
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例2 在如图所示的网格中,每个小正方形的边长都是1个单位长度,△ABC的三个顶点都在格点上,点A
的坐标为(-4,2),点D的坐标为(0,5).
(1)画出△ABC绕点D按逆时针方向旋转90°后得到的△EFG(点A,B,C的对应点分别为E,F,G);
(2)写出点E,F,G的坐标.
学科网(北京)股份有限公司解:(1)如图所示,△EFG即为所求.
(2)E(3,1),F(1,2),G(3,4).
【设计意图】抓住“对应点连线的垂直平分线”这一关键性质,通过动手作图找中心,解决难点“如
何定位旋转中心”,培养学生的探索与推理能力。
1.△ABC是等腰直角三角形,其中∠ACB是直角,将△ABC绕着点A逆时针旋转45°,旋转前后的
图形组成图1;再将图1作为“基本图形”绕着点A经过逆时针连续旋转得到图2.三次旋转的角度分别
为( )
A.90°,180°,270° B.90°,45°,180°
C.60°,30°,90° D.30°,60°,180°
解:A.
2.下列选项中,甲图案变成乙图案,既能用平移,又能用旋转的是( )
解:B.
3.如图所示,在正方形网格中,△MPN绕某一点旋转某一角度得到△M'P'N',则旋转中心可能是( )
A.点A B.点B C.点C D.点D
解:B
学科网(北京)股份有限公司4.同学们曾玩过万花筒,它是由三块等宽等长的玻璃片围成的.如图是在万花筒中看到的一个图案.图
中所有小三角形均是全等的等边三角形,其中的四边形
AEFG可以看成是四边形ABCD以A为旋转中心( )
A.顺时针旋转60°得到的 B.顺时针旋转120°得到的
C.逆时针旋转60°得到的 D.逆时针旋转120°得到的
解:B
5.如图,已知点A(2,0),B(0,4),C(2,4),D(6,6),连接AB,CD,将线段AB绕着某一点旋转一定角度,
使其与线段CD重合(点A与点C重合,点B与点D重合),则这个旋转中心的坐标为____.
解:(4,2)
6.如图,将三角尺ABC(其中∠ABC=60°,∠C=90°)绕点B按顺时针方向转动一个角度到△A BC 的
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位置,使得点A,B,C 在同一条直线上,那么这个旋转角等于_________.
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解:120°
7.如图所示,已知点D在BC上,∠ABC=∠CDE=90°,△ABC≌△CDE,并且△CDE可由△ABC逆时针旋转而
得到.请你利用尺规作出旋转中心O(保留作图痕迹,不写作法),并计算旋转角度(小于平角).
解:如图所示,点O即为所求.
旋转角度是90°.
学科网(北京)股份有限公司8.将一个直角三角板绕30°角的顶点顺时针旋转,使一直角边与原斜边在同一条直线上(如图所示).你
知道旋转角是多少吗?连接BB′,△ABB′有什么特征?
解:由旋转可知,旋转角为∠BAB′,它的度数为180°-30°=150°.
连接BB′,△ABB′为顶角为150°的等腰三角形.
9.如图,在平面直角坐标系中,Rt△ABC的三个顶点分别是A(-3,2)、B(0,4)、C(0,2).
(1)将△ABC以点C为旋转中心旋转180°,画出旋转后对应的△A B C ,平移△ABC,若A的对应点
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A 的坐标为(0,-4),画出平移后对应的△A B C ;
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(2)若将△A B C 绕某一点旋转可以得到△A B C ,请直接写出旋转中心的坐标.
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解:(1)△ A B C 、△A B C 如图所示.
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(2)如图所示,旋转中心为( ,-1).
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【设计意图】以上 9 题全面覆盖“旋转意义—作图步骤—性质运用—旋转中心—平移·旋转综合—坐标
化处理”等知识点,梯度清晰,既满足当堂检测,又为课后作业做铺垫。
学科网(北京)股份有限公司主板书 副板书
3.2 图形的旋转 第二课时 例题
探究点1 旋转作图
探究点2 平移与旋转的综合应用 学生练习板演
探究点3 旋转中心的确定(拓展)
课堂小结
1.必做题:习题3.2第2,3,4,7,8题。
2.探究性作业:习题3.2第12题。
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