俞潔文
日常教學中很多問題被膚淺地一帶而過,靜下來思考往往會有意想不到的收獲.人教版六下P91頁練習十八第18題是一道星號題,“用一根長24厘米的鐵絲圍一個長方體(或正方體)框架.在這個長方體的表面糊一層紙,怎樣圍用紙最多?”.翻閱教師教學用書關于此題有如下分析:讓學生通過嘗試驗證,發(fā)現(xiàn)長方體棱長總和一定的情況下,長、寬、高越接近,即越接近正方體,它的體積越大,表面積越大.當長、寬、高分別為2 cm,2 cm,2 cm,圍成正方體時,表面積最大.教學建議:可讓學生假設具體值并計算,比較,體會這一規(guī)律.
一、嘗試列表比較,體會規(guī)律
分析題中條件,求出長方體的一組長、寬、高之和:24÷4=6(cm).按照教師用書要求,假設具體值列表解決應該不是難事.
如上表,觀察數(shù)據(jù)猜測得出結(jié)論,當長、寬、高分別為2 cm,2 cm,2 cm,圍成正方體時,表面積最大.根據(jù)上述數(shù)據(jù)的某種屬性,推理得出結(jié)論,至此,這個問題是圓滿地解決了嗎?伴隨這個問題的深入研究會產(chǎn)生哪些有意義的思考?
二、化“立體”為“平面”數(shù)形結(jié)合
(一)化“立體”為“平面”
將長方體展開為6個長方形的面,6個面中相對的面相等,假設長、寬、高分別用字母a,b,h表示,只要確保三個面ab+ah+bh之和最大即可.知道長寬高的總和,怎樣確保三個面之和最大?回到問題原點,已知長方形長與寬的和,長和寬分別是多少時面積最大?這是三年級討論過的問題.
假設一長方形周長12厘米,長寬之和12÷2=6(厘米)如下表:
通過上表得出結(jié)論,長方形長與寬的和一定,當長和寬相等時,長方形面積最大.這一結(jié)論將在“解決三個面ab+ah+bh之和最大值問題”中奠定基石.
(二)數(shù)形結(jié)合顯神通
將問題轉(zhuǎn)化成“求三個面ab+ah+bh之和最大”,始終確保三個面中a與b相等形成正方形,然后調(diào)整h的大小,尋找最大表面積.
已知一組長、寬、高之和為6,確定h是1,則a與b的和是5,根據(jù)上述結(jié)論當a=b=2.5時,長方體的上、下面為正方形,面積最大,此時表面積為22.5.如①號圖形所示.
以上,首先將長方體轉(zhuǎn)化為展開的六個長方形平面,再將問題轉(zhuǎn)化為探究相交于同一頂點的三個面大小.始終固定三個面中一個面為正方形,調(diào)整高度,通過數(shù)形結(jié)合得出了結(jié)論.即:長方體棱長總和一定的情況下,長、寬、高越接近,即越接近正方體,它的體積越大,表面積越大.
比起讓學生列舉長、寬、高具體數(shù)值,求出表面積加以比較,化“立體”為“平面”,圍繞著某個需探討的主題,通過數(shù)形結(jié)合對特例分析和解釋,揭示一般性規(guī)律,從中得出一個普遍性的結(jié)論,數(shù)形結(jié)合充實和完善結(jié)論,在思維程度上做了一定的拓展,培養(yǎng)了學生的思維能力.
三、數(shù)形結(jié)合“調(diào)整逼近”,尋找最大表面積
給出幾個具體的、特殊的數(shù)、式或圖形,要求找出其中的變化規(guī)律,從而猜想出一般性的結(jié)論,解題的思路是特殊向一般的轉(zhuǎn)化.除了上面的列表,化“立體”為“平面”,不計算能找到最大表面積嗎?采用調(diào)整中的調(diào)整逼近會怎么樣呢?
觀察上表:通過調(diào)整,長寬高越來越接近,表面積越來越大.可以想象,繼續(xù)調(diào)整下去,當長寬高相等時,不能再調(diào)整,此時表面積最大.結(jié)論:長方體的棱長總和一定,當長寬高相等時,圍成的正方體的表面積最大.數(shù)形結(jié)合“調(diào)整逼近”將計算遠遠拋于身后,同樣尋找最大表面積.
原本看似普通的問題,可以假設數(shù)值列表解決,長寬高三個數(shù)據(jù)均發(fā)生變化,比較重探究問題,可以轉(zhuǎn)化為三個面,確定其中一個面為正方形,即長等于寬,調(diào)整高獲得結(jié)論;可以調(diào)整逼近不計算解決問題.在這三個層次的活動中,緊緊抓住長寬高總和一定、抓住“長方形長與寬的和一定,當長和寬相等時,長方形面積最大”這兩個核心要素.三種不同的思路反映不斷提升的思維方式.
善于深入思考,挖掘普通問題的深刻內(nèi)涵,讓普通變得不普通,用心與孩子們一同學習小學數(shù)學總是會有美妙的享受.