神奇的“怪圈”——莫比乌斯环

星辰
创建于2023-01-11
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       英才学校寒假期间开展以“情境﹒探究﹒知新”为主题的活动。为开阔学生数学思维,培养学生动手实践能力,感受数学魅力,激发学生学习数学的兴趣,让学生充分了解数学在生活中的作用,四(1)班开展了手脑互动 神奇的“怪圈”——莫比乌斯环 趣味数学探究实践活动。

一、提出问题

此题一出

同学们纷纷表示真是太有意思了

如果你用笔画出蚂蚁爬行的路线

就会发现开始和结束

可以用一条线连接起来

这就是大名鼎鼎的莫比乌斯环

        德国数学家莫比乌斯在研究“四色问题”时,长时间都毫无结果,在外出散步时,发现许多玉米叶子扭成半圆形,他随便撕下一片,顺着叶子自然扭的方向对接成一个圆圈,发现这就是他找了许久的答案。同时发现这个怪圈的还有数学家约翰·李斯丁。

在老师的带领下

四年一班同学也一起探索这神奇的“怪圈”

二、制作莫比乌斯环

1、准备的材料工具:

彩纸、剪刀和双面胶(固体胶)、直尺、铅笔。

2、制作方法

        先用剪刀剪一个宽度适中的纸条,把纸条先捏着一端,将另一端扭转180度,再粘贴起来,就形成一个莫比乌斯环。

        我们知道,普通纸带具有两个面(即双侧曲面),一个正面,一个反面,两个面可以涂成不同的颜色;而这样的纸带只有一个面(即单侧曲面),一只小虫可以爬遍整个曲面而不必跨过它的边缘,这个曲面没有开始和结尾,循环往复而无止无休。它是由德国数学家莫比乌斯和约翰·李斯丁在1858年发现的,这种纸带被称为“莫比乌斯带”。是不是觉得很神奇?一起来看看四年一班的孩子们又是怎么玩的?

三、探究规律—玩转莫比乌斯环

可以怎样玩呢?

请你仔细观察。

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四、发现奥秘

 玩了莫比乌斯环,同学们发现了其中的小秘密,我们来看看他们究竟发现了什么秘密。

         同学们把一个莫比乌斯环沿中线剪开。剪开后,居然没有一分为二,而是变成了一个大环。将莫比乌斯环沿着三等分线剪开,会在剪完2个圈后又回到原点,形成一大一小相互套连的两个环,且大环的周长是原莫比乌斯环的两倍,小环周长与原莫比乌斯环相同。将莫比乌斯环沿4等分线剪开,我们会发现:居然剪出了两个互相链接的纸环,展开2个纸环并拉直,可以看出2个纸环是一样长的。将莫比乌斯环沿5等分线剪开,则可以剪出3个互相链接的纸环,展开3个纸环并拉直,可以看出其中2个环一样长,另一个环长度是其他两环的一半。那么将莫比乌斯环沿6等分线剪开呢?又会是怎样?

        如果接着探究下去,拿一张白的长纸条,把一面涂成黑色,把其中一端360度翻一个身,粘成一个双侧曲面。用剪刀沿纸带的中央把它剪开,又会是怎样的呢?请你继续探究,继续去发现吧!

       认识莫比乌斯环,学生更能体会数学不仅仅只有加减乘除,更具有独特的文化内涵。作为孩子们的引路人,我们需要将数学文化渗入日常生活,让孩子们在动脑思考的同时,更要动手参与,用心感受。

        数学就是这么神奇,跟着我们一起玩转神奇的数学吧!

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文章由 美篇工作版 编辑制作
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