一、概念描述
现代数学:中心对称是指中心反射变换,简称中心反射。它是欧氏几何中的一个重要变换。在欧几里得平面或欧几里得空间中,任何点被映射成关于给定点S对称的点A’的变换称为关于点S的中心反射变换。点S称为反射或对称中心。
初中数学对中心对称没有给出严格的定义,而是借助图形直觉来表达。比如2009年人民教育出版社九年级上册第62页,先展示下图,然后总结一下:像这样,把一个图形围绕某个点旋转180度,如果能和另一个图形重合,那么就说这两个图形关于这个点对称或者中心对称。这两个图形中对应的点称为关于中心的对称点。
小学数学:小学阶段只研究轴对称图形,不涉及中心对称。然而,在研究图形的过程中,出现了平行四边形等中心对称图形。小学教材中没有关于中心对称的研究,也没有明确的定义。
三.概念解释
中心对称和中心对称图形是两个不同但又密切相关的概念。两者的区别在于中心对称是指两个全等图形之间的相互位置关系,它们关于一个点对称,这个点就是对称的中心,两个图形关于一个点的对称也叫中心对称。在两个中心对称的图形中,一个图形中关于对称中心的所有对称点都在另一个图形上;相反,另一个图上所有点的对称点都在这个图上。中心对称图形意味着图形本身是中心对称的。对称图形上关于对称中心的所有点的对称点都在图形本身上。如果把两个中心对称的图形看作一个整体(一个图形),那么这个图形就是中心对称图形;一个中心对称图形,如果对称部分被看作两个图形,
那么它们是关于中心对称的。
我们可以这样理解-
对称图形:如果一个图形可以围绕某一点旋转180度,并且与自身重合,那么我们说它是对称图形。
中心对称:如果一个图形围绕某一点旋转180度后可以与另一个图形重叠,那么我们说这两个图形形成一个中心。
关于中心对称,教师要认识到,一个图形是否是中心对称图形,取决于是否有一个点,这样绕它旋转180度后,图形就可以与原图形重叠。
三.教学建议
小学没有中心对称的学习安排,一直到第三期才开始。然而,在小学阶段,学生在学习轴对称图形时经常会遇到一些困惑。为了理解学生的想法,解决学生的问题,教师必须对中心对称有一个清晰的认识。
(1)正确理解轴对称图形与中心对称图形的区别。
教师在区分这两个概念时,要注意以下几点:轴柱图必须沿直线折叠,直线两侧的部分相互重叠。关键是把握两点:一是沿直线折叠,二是两部分重叠。中心对称图形是绕某一点旋转180度,然后与原始图形重合的图形。关键在于把握两点:一是围绕某一点旋转,二是与原图重合。换句话说,轴对称图形像折纸一样折叠,可以重叠;中心对称图形只需要将图形倒置,观察是否有变化,没有变化的就是中心对称图形。
(2)小学课本中常见的图形属于哪种对称性很清楚。
小学生知道很多平面图形。对于这些图形,老师首先要知道它们属于哪种对称性,知道真相。这样,当学生做出图形判断时,教师可以自由面对学生,及时给予指导。例如,平行四边形不是轴对称图形,而是中心对称图形。
(3)在图形判断过程中,要读懂学生的困惑,避免简单的对错判断。
在教学中,我们经常鼓励学生根据对称性来判断哪些图形是对称的,哪些不是。在这样的活动中,老师要让学生说出自己的心里话,不能只做简单的对错判断。教师要注意倾听学生的发言,找出学生的困惑,给予有针对性的指导。比如平行四边形为什么不是轴对称?这一直是学生理解的难点,也是老师教的困惑点。为什么有学生在老师反复强调“对折”后能完全重合的图形是轴对称图形后,认为一般的平行四边形是轴对称图形?为什么学生会有这样的认识?让我们一起来听听同学们的想法:“虽然我是这样斜折(沿对角线)的,并没有完全重叠,但是从这里剪下来之后,可以把一半翻过来与另一半重叠,所以我觉得这也是一个轴对称的图形。”很明显,这个学生讲究对称,但这种对称不是轴对称图形,而是中心对称。我相信,教师如果对中心对称有一个清晰的认识,一定会对学生的发言有一个正确的引导,而不是简单地判断对错。
好好想想。推荐阅读
《小学数学教学策略》(张丹,北京师范大学出版社,2010)
在这本书的第176页和第177页,为什么平行四边形不是轴对称图形,而是中心对称图形以案例的形式进行了分析。