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你好,我是深圳市平山中学的李巧利老师,今天给大家带来一堂课,是数学手工课,叫做美妙的书签,用线段构成曲线, 在前面的图案当中是不是出现过一条小鱼?这个图案 是否眼熟,他在哪里出现过呢? 我们在数学书中能够找到他,他在这里。 对,在小小的夜角上,我们有趣的编辑们给大家放了一条美丽的小鱼, 这条小鱼和其他图案似乎都包含着曲线,而实际上这些曲线都是由线段构成的,我们这节课就一起来研究吧。 这节课的任务有两个,第一会用线段画曲线,第二能够用这种技法来完成曲线数 书签的制作。现在我们来完成任务一,你要准备的材料有一张白纸,铅笔、刻度纸。好了,赶紧准备去吧。 好了,现在我们来演示制作方法。 首先我们得准备好一把尺子和一支铅笔,然后我们在纸上任意画一个角, 画完脚之后,在脚的两边分别取距离相等的若干的点, 这些等距离的点的数量是没有固定的啊,你想取多少就取多少。那么下面关键的一步是做什么呢?我们现在可以这样来做线段, 这边十个点,这边十个点,那么我把一和十相连,这是一条线段,然后二和九相连, 三和八, 四和七, 五和六, 你看,这么一来我们就做出了 十条线段,很神奇的是,这十条线段在这个位置就绣出了一条对曲线,这就是利用线段画曲线的方法。 当然这一个角的度数是不确定的,你可以画的小一点,也可以画的大一点,他是锐角,是直角,是钝角都可以,我们还可以进行这一类角的拼和,比如说我们再画 这样的,画一个十字架,然后呢,按照刚才连线段的方法,不用编号,我也知道这一个点应该和对他相连隔一个 一样的, 如果你适度的打上一些阴影, 你看打上阴影之后,他是不是更加有立体感,你会了吗? 只要你掌握了他的画法,那么再复杂的图案其实也是经过巧妙构思得到的。你看这条小鱼,请你观察一下,他是如何构成的呢? 其实这一个图案就是由三个角构成,两个一百二十度的角和一个六十度的角,然后在这两个角的内部,按刚才学会的技巧画线段就可以得到。 而这个图案呢,对,它其实是三个六十度角背景下的线端构成的曲线。 而这一个呢,嗯,七十二度角很不错,你去发挥你的聪明才智,自己去创作一些美丽的图案吧。 那么我们现在呢,还想利用企鹅画板给大家演示一下这三个问题。 首先我们看一下角度大小对这个曲线的形状是不是会有影响呢? 打开角度再逐渐变大,曲线的形状 对他是会有变化的。第二个演示, 我们还可以利用圆进行线段构成曲线,我把圆呢进行了三十六等分,这样一来得到了三十六个点。 怎样连线段呢?嗯,我呢就每隔固定的距离去连线段,这样一来就可以得到这么多条线段。这些线段会构成什么样的曲线呢? 隐隐约约的,大家应该猜出来了吧,对,他又构成了一个圆,是不是非常神奇呢?第三个演示,除了可以构成圆形以外,我们还可以利用这一个圆构成新型曲线。前面以 我们依旧将这个圆进行三十六等分,得到三十六个点,然后规则呢,是每一个点和他的二 n 倍进行连接, 比如说一和二做条线段,二和四,那三就和六构成一条线段,这么一来,你看按照这个顺序就得到这么多条线段, 可是到了十八之后,十九的两倍应该是三十八,在圆上找不到三十八这个点, 我们如何操作呢?不妨把三十六之后的这个一看作三十七,那么二就是三十八了。所以我们继续往后又可以得到一些新的 数据,这样一来,我们就可以把后面这些点找到对应的二 n 倍的点,得到线段了,继续完成。 咱们一来,你看我们是不是得到了一条爱心型的曲线? 好了,通过刚才的演示,我们是不是看到利用线段画曲线,其实还有很多很多讲究,非常有趣。 下面进行第二个任务,书签制作,你要去准备的材料有这一些,我准备了一张长方形的书签,我要做什么事呢?我需要用线 绕在这个长方形书签的四个角上,让它形成曲线。为了把线方便的缠绕上去呢,我们可以在 这个书签的四周用剪刀剪出这样的凹尺状。当然如果要偷懒的话,也不需要剪成这种锯齿状,你只要在这边缺好几等分点之后,用剪刀剪出一个小口子就可以了。那 我这边是有二十个锯齿,那么上下各分一半,就十个,因此我在剪出十个小口子一 好了,现在呢来做一下标记, 那么现在我们开始关键的一步就是绕线,可以把数字一和一绕在一起,现在开始 那一和一,然后呢二 那线卡到朝里凹槽里,再是三 四 五六, 这就做好了一个角, 用这样的方法我们可以把其他脚也依次做出来, 最后呢我们把一些线头处理好,这样就得到了一张美丽的数学曲线书签。当然我们除了做一个 长方形的书签以外,你要做一个圆形的书签也可以,比如我们先剪一张圆形的卡纸,然后呢在他的周围剪出一些小口子,这样一来一样的把线缠绕在上面, 那么这个缠绕的时候呢啊,就可以顺着一个方向一直缠绕下去,比方说我们从第一个口子开始, 嗯,你想每隔几个口子缠一个呢?啊,一二三四五六,那我就隔六个口子进行缠绕,得到第一条线段,然后第二口子呢就和第七个缠在一起, 好,明白了吗?那么这么一直绕下去, 你看我们就得到了一个圆形的曲线书签,那如果呢啊,你愿意的话,你可以在 书签的内部画上你喜欢的图案,当然也可以把你喜欢的一些照片 啊,我这里没有准备啊,一些图案你可以把它,嗯,不用胶水,直接呢就插在这个有线绕程的网络当中, 他不会掉出来,你看就可以插在里面,对不对?要找个绳子挂起来,哎,这就是你自己的特有的一张书签。好了, 这就是一位同学把他的校牌放在这个网络当中的效果,是不是也非常有趣呢? 当然如果你不喜欢动剪刀,而喜欢动针线的话,我们也有另外一种方法去制作这美丽的图案,你看 像绣花一样,把这些线段一段一段绣在图案上,就可以进行更多的图案的组合,是不是也非常有意思呢? 那事实上呢,刚才我们做的都是平面的,如果你愿意深入研究,我们平面的图案还可以变成立体图形,也就说那条曲线会相应形成曲面。这里我准备了一些图片给大家, 是一个曲面的制作过程,可以准备若干牙签,然后先搭成一个三龙锥。然后呢, 我们可以在这两条不在同一个平面上的线段之间,用牙签把它们连在一起,然后这两条不在同一个面上的牙签之间, 也用一样的方法,用牙签把它们连在一起。当然这里你可能需要用五零二,用胶水,特别注意 完成之后会变成这个样子。这根牙签其实前面这支架啊,它是起个辅助作用,你最后可以取掉它,就可以得到这个漂亮的曲面图形。 我们从侧面拍,你会看到他的侧面就是一条曲线,他整个面呢是个曲面,非常的有意思。 除此以外,今天这个线段构成曲线啊,是 事实上,在将来的数学学习之后,你会知道他设计的概念是数学当中的一个叫包落线的概念,你愿意的话可以上百度去搜关于包落线,他的几何学定义是什么样子的, 感兴趣的同学呢?我演示给你看一个啊, 记得刚才吗,我们在给这个圆做曲线的时候,是一条一条线段这么画出来的,那事实上我们还有别的方法,你看 在圆当中,我做一条半径,在半径上任意取一个点,然后过这个点做一条线段,和这条半径互相 垂直。这么一来,你看好喽,不要眨眼。哎,这就是一个做包肉馅的过程,有兴趣自己去研究吧。 从不同的角度去看数学,去挖掘他,就能够发现数学更多的美,更多有意思的东西。希望你越来越喜欢我们的数学。今天的手工课就上到这里,同学再见。