数学绘图主要包含借助传统尺规工具和专业软件:几何画板和Geogebra两种手段绘制与数学函数、几何等相关的图象。河南省实验中学数学奇趣社团在2024年11月22日下午进行了绘图比赛的作品展示,本次活动由指导教师张亚男、社长安丰等同学组织。
一、活动目标
数学绘图是一种借助图形来直观呈现数学概念、关系、数据等内容的有效手段,它在数学学习、研究等方面都有着重要的作用。数学绘图主要包含借助传统工具和专业软件作图两种手段。传统工具是指包括直尺、圆规、三角板、量角器、坐标纸等,它的优势是简单易操作。常用的专业软件主要有几何画板和Geogebra,计算机作图的优势是不仅精准高效,并且可以动态地展示图形的变化过程。通过绘图可以将抽象的概念阐释,转化为直观的视觉形象,以探究其性质和定理,帮助学生更好地理解。在解决数学问题时,绘制图形有助于分析题目中的条件和关系,找到解题思路。通过创意绘图,培养学生的想象、创造性思维,增强对数学学习的兴趣。
二、活动寄语
数学,不再是枯燥的公式与冰冷的数字,每一条曲线,都可能是探索未知的神秘路径;每一个图形,都能够成为开启智慧的神奇钥匙。让精准的几何形状与天马行空的想象完美融合,使严谨的数学逻辑在绚丽的画面中灵动跳跃。不要畏惧犯错,因为在创意的世界里,每一次尝试都是珍贵的积累,每一个独特的表达都是璀璨的星光。
三、活动过程
1.准备工作
提前一周由社长和副社长通过微信群和口头宣传的形式向社员和高一年级学生发布了社团组织数学绘图大赛的公告。比赛要求:参赛作品分为手绘图和电脑制图两种类型,学生可自行或小组参赛。作品可提交至指导老师邮箱。作品截止时间为2024年11月23日中午12点,汇报时间为当天下午。
展示之前由社长安丰负责在白板上安装两个绘图软件:几何画板,Geogebra,以方便学生展示。指导教师准备了两个一等奖和众多参与奖,对参赛学生和作品进行适当鼓励。
绘图大赛宣传背景图
2.比赛过程
比赛开始前,指导教师先展示了自己用GGB做出的几个典型的图象,涉及函数和几何的动态展示过程。接下来,按照先展示计算机制图,再展示手绘图的顺序进行图形的展示。
指导教师展示绘图
参赛作品内容丰富多样,涵盖了函数图像、几何图形、分形图案等多个数学领域。同学们巧妙运用计算机作图的功能,通过精准的计算和细腻的绘制,将一个个复杂的数学公式变成了富有动感与美感的图像作品。有的作品绘制了圆,在圆上截取了各种各样的圆弧,最终组成了一幅漫画,展现了解析几何的奇妙变化;有的则通过巧妙的构图和创意的设计揭示了几何图形的内在规律。比如谢尚朋同学的《错位》,基于几何学和心理学,向我们展示了视觉的错觉。有的作品基于动态图象,展示了跳动的爱心,充满浪漫与唯美。这些优秀的作品让人不禁感叹数学的神秘。
教师为参赛学生和作品拍照
学生演示和讲解作品
3.颁发奖品
比赛结束后,由全体观众投票,最终黄博文和亓喻扬同学胜出,获得一等奖,由指导教师张亚男为他们颁发奖品。其余参赛者获得参与奖。
四、活动意义
此次大赛不仅为同学们提供了一个展示自我的平台,也进一步推动了数学的创新与实践。参赛者用独特的视角和精湛的技巧,将抽象的数学概念转化为精美的视觉图像,展现了扎实的数学基础和高超的软件操作技能,展现了数学与艺术交融的无穷魅力,充分体现了同学们跨学科的综合素养和创新思维。
五、作品展示
本次比赛,诞生了很多优秀的作品。
鲁泓浩同学的《起舞》。该作品画面由若干个正二十面体的正视图堆叠构成,给人以立体感。图中灰黑色线条有粗有细,有清楚有模糊,正如钢筋水泥丛林中的生活。其中每个正二十面体都象征着我们和周围互相联系,又互有边界。画面中的主角在这里完成了一段优美的舞蹈,展现了美好的一面,也希望社员们都能展现美好的一面。
作品:《起舞》
程朗同学基于圆弧绘制的动漫人物:
程朗展示作品,解析图形构成
程朗同学与自己的父亲共同钻研,参考网上教程,绘制出了圆的方程,并通过设置不同的定义域的方法,截取圆上的弧长,形成一幅漫画作品。并且现场普及了圆的方程等解析几何知识。他分享说:“这次比赛让我发现,数学不再是枯燥的公式和定理,而是可以用图像来表达的艺术。”
学生作品展示
六、教师感想
作为数学教师,在近期函数的教学章节,我发现学生的作图能力非常薄弱。无论从图象的线条还是关键点的把握都很粗糙和模糊。所以,在社长的提议下,由我们社团组织了此次比赛。我也非常欣慰在此次活动中学生积极准备和参与。一部分学生在目前阶段学习的数学的基础上进行了深入研究,发挥了想象,绘制了多种有意思好玩的作品。也有几个参赛者手绘了近期学习的多个函数图象,虽然简单,不够酷炫,但是与当前数学学习紧密结合。其中郑泽铭说:“我这次认认真真的画出了对数函数和翻折后的函数图象,反反复复做了好几遍,现在这几个图就像印在我脑子里一样,我以后再也不会忘记了。”我想这不就是我们此次比赛的目的吗?
学生绘制近期所学函数图象
此次绘图大赛让同学们在实践中学习数学,在绘图中感受数学之美,为数学学习注入了新的活力,激励着更多同学在数学的海洋中探索前行,去发现更多数学的奥秘与精彩。也为我以后数学教学提供了一种创新的方式。真心希望学生能一直保持对数学的这种热爱,好好绘图,爱上数学。