一、極限,把圓柱體積從“魔術(shù)”中變出來(lái)
《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年)》里面強(qiáng)調(diào):“借助幾何直觀可以把復(fù)雜的數(shù)學(xué)問(wèn)題變得簡(jiǎn)明、形象,有助于探索解決問(wèn)題的思路,預(yù)測(cè)結(jié)果。幾何直觀可以幫助學(xué)生直觀地理解數(shù)學(xué),在整個(gè)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中都發(fā)揮著重要作用。”小學(xué)階段的立體幾何方面的知識(shí)還是比較豐富的,有長(zhǎng)方體、正方體、圓柱體、圓錐體等的表面積、體積的計(jì)算,以及它們的公式推導(dǎo)。
教學(xué)片段1:圓柱體積計(jì)算公式的推導(dǎo)(北師大版六年級(jí)下冊(cè)《圓柱的體積》)。
師:同學(xué)們,今天我們研究的是圓柱的體積是怎樣進(jìn)行計(jì)算的?先來(lái)看看長(zhǎng)方體的體積是怎樣計(jì)算的。
生:長(zhǎng)方體的體積V=abh,V=Sh。
課件出示:長(zhǎng)方體,其中長(zhǎng)方體標(biāo)出底面、高。(旁白:長(zhǎng)方體體積=底面積×高)
課件出示:
師:上圖右邊的立體圖形(三棱柱)的體積應(yīng)該怎樣算?
生1:也是底面積乘高。
生2:把它們合并成一個(gè)長(zhǎng)方體,算出長(zhǎng)方體的體積,然后用長(zhǎng)方體的體積除以2得出三棱柱的體積。三棱柱的體積=長(zhǎng)方體的體積÷2= 長(zhǎng)方體的底面積×高÷2=(長(zhǎng)方體的底面積÷2)×高。長(zhǎng)方體的底面積÷2,就正好是三角形的面積。
師:哇!太棒了!謝謝你!
師:我們繼續(xù)來(lái)看圖形的變化。
課件出示:
師:圖中的五棱柱,它的體積又是怎樣計(jì)算的?
生1:像剛才這位同學(xué)說(shuō)的一樣:底面積乘高。因?yàn)槲覀兛梢园堰@個(gè)五棱柱分成三個(gè)三棱柱。
師:這位同學(xué)真了不起!不但講出了怎樣計(jì)算,還說(shuō)出了理由?,F(xiàn)在我們繼續(xù)看大屏幕圖形的變化。
課件出示:
師:從上面圖形的變化,大家大膽猜想,圓柱的體積等于什么?說(shuō)說(shuō)理由。
生:圓柱的體積等于底面積乘高。因?yàn)槲覀円部梢园褕A看成是一個(gè)近似的正多邊形,邊數(shù)非常非常多的多邊形。
師:了不起!大家的猜想非常正確。圓柱的體積等于底面積乘高。
我們的教科書,在推導(dǎo)圓柱體體積計(jì)算公式的時(shí)候,都是通過(guò)對(duì)圓柱進(jìn)行切割變形,拼接成近似的長(zhǎng)方體(即先把圓柱底面分成若干個(gè)小扇形,再沿高與半徑切開,再進(jìn)行拼接成近似的長(zhǎng)方體)進(jìn)行計(jì)算的。現(xiàn)在換一種方法,通過(guò)極限,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到,原來(lái)圓柱是這樣“變”來(lái)的,因此圓柱的體積也可以在這個(gè)“變”的過(guò)程中得到。更重要的是,在這一變換的過(guò)程中,學(xué)生初步認(rèn)識(shí)了立體幾何里面的“不變的東西”——正立柱的體積的計(jì)算,都是“底面積乘高”。在這一變換的過(guò)程中,初步接觸了一種極限的思想,為后續(xù)的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)種下一顆“變”的種子。
二、倒看,三角形面積得來(lái)全不費(fèi)功夫
在學(xué)校的一次教研活動(dòng)中,筆者聽了一節(jié)示范課,碰到了授課教師預(yù)設(shè)之外的生成,可惜教師忽視了學(xué)生的這一創(chuàng)造性的生成,沒(méi)能借題發(fā)揮,捕捉這瞬間的靈智。
教學(xué)片段2:三角形面積計(jì)算公式的推導(dǎo)。
學(xué)生在自主探究、動(dòng)手操作后,得出:兩個(gè)相同的三角形可以拼成一個(gè)平行四邊形,三角形的面積=底×高÷2。
這時(shí),還有兩個(gè)學(xué)生在爭(zhēng)論不休,教師進(jìn)行詢問(wèn)。
生1:我同桌把數(shù)學(xué)書倒過(guò)來(lái)看,說(shuō)可以不按課本上的方法進(jìn)行公式推導(dǎo)。
生2:老師,您看,我把書倒過(guò)來(lái),是不是能更容易理解?
師:怎么能把書倒過(guò)來(lái)呢?就按我們大家探究的:兩個(gè)相同的三角形可以拼成一個(gè)平行四邊形。結(jié)果是:三角形的面積=底×高÷2。
下課后筆者去找那位把書倒過(guò)來(lái)的同學(xué)問(wèn)了問(wèn),他的想法,卻讓筆者驚訝不已!原來(lái)把書倒過(guò)來(lái)以后,圖形成了下面這樣:
現(xiàn)在我們完全可以來(lái)一個(gè)“倒行逆施”:把一個(gè)平行四邊形沿對(duì)角線剪成兩個(gè)完全一樣的三角形。那么,既然平行四邊形的面積等于底乘高,而三角形的面積等于平行四邊形面積的一半,即三角形的面積=底×高÷2,這樣更加容易理解。
其實(shí)像上面這種情況,在數(shù)學(xué)中比比皆是,像梯形面積公式的推導(dǎo)、乘法分配律的推導(dǎo)、同分母分?jǐn)?shù)加減的運(yùn)算過(guò)程的推導(dǎo)等,都可以如法炮制。
(作者單位:廣東省南雄市永康路小學(xué)?搖?搖?搖責(zé)任編輯:王彬)