《黄金分割》教案
黄金分割
课时:1
【教学目的】
1.了解黄金分割的由来和定义。
2.了解黄金分割在人体、日常生活、音乐、艺术、建筑、植物、战争、数学等中的应用。
3.在了解黄金分割在各方面应用的过程中,培养学生学会多角度观察生活中的美的能力,同
时提升审美能力,从而美化生活。
【教学重难点】
重点:黄金分割在人体、日常生活、音乐、艺术、建筑、植物、战争、数学等中的应用。
难点:黄金分割在数学中的应用.
【教学方法】
观察法,实践法,讲授法
【教学过程】
(一)黄金分割的由来?
关于黄金分割比例的起源大多认为来自毕达哥拉斯,据说在古希腊,有一天毕达哥拉斯
走在街上,在经过铁匠铺前他听到铁匠打铁的声音非常好听,于是驻足倾听。他发现铁匠打
铁节奏很有规律,这个声音的比例被毕达哥拉斯用数理的方式表达出来。被应用在很多领域,
后来很多人专门研究过,开普勒称其为“神圣分割”也有人称其为“金法”。在金字塔建成
1000年后才出现毕达哥拉斯定律,可见这很早就存在。只是不知这个谜底。
(二)黄金分割的定义
一条线段分割为两部分,使其中一部分与全长之比等于另一部分与这部分之比。其比值
是
21-5
,取其小数点后三位的近似值是0.618。由于按此比例设计的造型十分美丽柔和,
因此称为黄金分割,也称为中外比。
这是一个十分有趣的数字,它的作用不仅仅体现在诸如绘画、雕塑、音乐、建筑等艺术领域,而且在管理、工程设计等方面也有着不可忽视的作用。
(三)黄金分割的应用
1.人体中的黄金分割
(1)上、下身比例:以肚脐为界,上下身比例应为5比8,符合“黄金分割”定律(2)胸围:由腋下沿胸部的上方最丰满处测量胸围,应为身高的一半。
(3)腰围:在正常情况下,量腰的最细部位。腰围较胸围小20厘米。
(4)髋围:在体前耻骨平行于臀部最大部位。髋围较胸围大4厘米。
(5)大腿围:在大腿的最上部位,臀折线下。大腿围较腰围小10厘米。
(6)小腿围:在小腿最丰满处。小腿围较大腿围小20厘米。
(7)足颈围:在足颈的最细部位。足颈围较小腿围小10厘米。
(8)上臂围:在肩关节与肘关节之间的中部。上臂围等于大腿围的一半。
(9)颈围:在颈的中部最细处。颈围与小腿围相等。
(10)肩宽:两肩峰之间的距离。肩宽等于胸围的一半减4厘米。
2.日常生活中的黄金分割
现代科学研究表明,0.618在养生中也起重要作用。此比值和医学保健、健康长寿有着
千丝万缕的联系,亦可称为健康的黄金分割律。人在环境气温22℃-24℃下生活感到最适宜.因为人体的正常体温是36℃-37℃,这个体温与0.618的乘积恰好是22.4℃-22.8℃,而且在这一环境温度中,人体的生理功能、生活节奏等新陈代谢水平均处于最佳状态。
再如,营养学中强调,一餐主食中要有六成粗粮和四成细粮的搭配进食,有益于肠胃的消化与吸收,避免肠胃病。这也可纳入饮食的0.618规律之列。
小学生一节课40分钟,而注意力只有40×(1-0.618)=15.28分钟,因此教师必须不断注意学生的学习。
普通人一天上班8小时,8×0.618=4.944,上班第5个小时是最需要休息的时候,同时也是开始期待下班的时候。
舞台上的报幕员并不是站在舞台的正中央,而是偏在台上一侧。以站在舞台长度的黄金分割点的位置最美观,声音传播的最好。
黄金数还运用于化学制药中。如合成药物,不知道它在0~100℃之间的哪一个温度制得合成率最高,药效最好。很显然,一个个温度去试是不实际的。如果运用黄金数就简单多了。
如果市场上有的电视屏幕主要有两种,一种是宽:长为3∶4的,另一种是9∶16的。这两个比值都很接近0.618,也就是因为黄金矩形是最美的。
3.音乐中的黄金分割
黄金分割在优美的音乐和诗歌中同样可以找到。据说,公元前6世纪,古希腊数学家、哲学家毕达哥拉斯(Pythagoras,公元前580-500年)有一天路过一个铁匠铺,被里面清脆悦耳的打铁声吸引住了,驻足细听,凭直觉认定这声音有“秘密”。他走进铺里,仔细测量了铁砧和铁锤的大小,发现它们之间的比例近乎于1∶0.618,回家后,他拿来一根木棒,让他的学生在这根木棒上刻下一个记号,其位置既要使木棒的两端距离不相等,又要使人看上去觉得满意。经多次实验得到一个非常一致的结果,即用C点分割木棒AB,整段AB与长段CB之比,等于长段CB与短段CA之比,毕达哥拉斯接着又发现,把较短的一段放在较长的一段上面,也产生同样的比例。这个故事说明,“黄金分割”最早的发明似乎就与声音有关。后来音乐家们则是有意识地利用这种比例来“美化”其作品。典型的例子有巴赫的《神游》D小调中7对间奏和沃兹涅先斯基的诗《戈雅》中的叠句。
4.艺术中的黄金分割
1483年左右,达芬奇画的一副未完成的油画,包围着圣杰罗姆躯体的黑线,就是一个黄金分割的矩形,当时达芬奇似乎有意利用这一黄金分割的比值。
《检阅》是法国印象派画家舍勒特的一副油画,它的画杠结构比例也正是0.618的比值。
英国画家斐拉克曼在名著《希腊的神话和传说》一书中,工绘有96幅美人图。每一幅画上的美人都妩媚无比婀娜多姿。如果仔细量一下她们的比例也都与雅典娜相似。
5.建筑中的黄金分割
黄金分割被认为是建筑和艺术中最理想的比例。建筑师们对数字0.618特别偏爱,世界上最有名的建筑物中几乎都包含“黄金分割比”。
无论是古埃及的金字塔、古希腊的帕特农神殿、古埃及胡佛金字塔、印度泰姬陵、中国故宫、法国巴黎圣母院这些著名的古代建筑,还是遍布全球的众多优秀近现代建筑,尽管其风格各异,但在构图布局设计方面, 都有意无意地运用了黄金分割的法则, 都有与0.618有关的数据,给人以整体上的和谐与悦目之美。
黄金分割就像它的名字一样,是一笔神秘而又美丽的宝藏。
6.植物中的黄金分割
植物叶子,千姿百态,生机盎然,给大自然带来了美丽的绿色世界。
尽管叶子形状随种而异,但它在茎上的排列顺序(称为叶序),却是极有规律的。你从植物茎的顶端向下看,经细心观察,发现上下层中相邻的两片叶子之间约成137.5°。如果每层叶子只画一片来代表,第一层和第二层的相邻两叶之间的角度差约是137.5 °,以后二到三层,三到四层,四到五层……两叶之间都成这个角度数。植物学家经过计算表明:这个角度对叶子的采光、通风都是最佳的。叶子的排布,多么精巧!
叶子间的137.5 °中,藏有什么"密码"呢?我们知道,一周是360°,360°-137.5 °=222.5°, 137.5°:222.5 °≈0.618。
瞧,这就是"密码"!叶子的精巧而神奇的排布中,竟然隐藏着0.618。
有些植物的花瓣及主干上枝条的生长,也是符合这个规律的。
7.战争中的黄金分割
当发射子弹的步枪刚刚制造出来的时候,它的枪把和枪身的长度比例很不科学合理,很不方便于抓握和瞄准。
到了1918年,一个名叫阿尔文·约克的美远征军下士,对这种步枪进行了改造,改进后的枪型枪身和枪把的比例恰恰符合0.618的比例。
8.数学中的黄金分割
“黄金数”与数学的渊源很深,这里不一一阐述。它的出现,解决了许多数学难题(如:十等分、五等分圆周;求18度、36度角的正弦、余弦值等)。
我国国旗上的正五角星,就是根据和应用了黄金分割的特点。
例:
(四)课堂小结
学习大量资料以后,我们了解到“黄金分割”不仅仅是那简简单单的一串数字,我们惊奇地发现小小的“黄金分割”竟然有这么多神奇的应用!既然知道了,我们就更应该在生活中使用黄金数,美化生活。
【作业布置】
思考:现实生活中,还有哪些方面使用黄金数
【板书设计】
黄金分割
一.黄金分割的由来
二.黄金分割的定义
三.黄金分割的应用(数学中)
上网搜索继续探究下列问题:
1.除了上述提及,黄金分割还有什么应用?
2.据说“黄金分割是一个谎言”,了解并且思考,提出你自己关于这个问题的看法。