姜文敏
(江蘇省南京市生態(tài)科技島小學,江蘇南京 210019)
《數(shù)學新課程標準》提出了四項基本技能:基本知識、基本技能、基本思想、基本活動經(jīng)驗。其對于幾何圖形的學習目標為經(jīng)歷圖形的抽象、分類、性質(zhì)探究、運動、位置確定等過程,掌握圖形與幾何的基礎知識和基本技能[1]。由此可以看出,在幾何圖形的計算教學中,教師一定要讓學生形成自己的學習經(jīng)驗,使其通過自主探究活動獲得真知,從而提升教學效果。
任何偉大的定理都是從猜想開始的。由于新知識學生沒有接觸過,但不代表學生一無所知。這時,讓學生根據(jù)自己的已有知識,結合自己的理解進行大膽的猜想,是學生邁向知識殿堂的第一步。
教學片段一:
師:平行四邊形的面積怎樣計算?
生:平行四邊形的面積=底×高。
師:那么,等底等高三角形的面積如何計算呢?大家大膽猜測一下。
生:底×高。
師:大家比一比三角形的面積和平行四邊形面積的大小,三角形的面積能和平行四邊形一樣進行計算嗎?
生:底×高÷2。
師:底乘高算的是什么?為什么剛好要÷2?這正是這節(jié)課需要大家通過自己的實踐去探索的問題。
學生通過大膽的猜測,從感性上和真知拉近了距離,同時也為后面的實踐操作指明了方向。
著名數(shù)學教育家弗萊登塔爾認為,應將數(shù)學作為一種活動來進行解釋和分析,建立在這一基礎上的教學方法,稱為再創(chuàng)造方法。教師要讓學生經(jīng)歷三角形面積的推導過程,還原面積推導的原始操作,這樣的過程也就是弗萊登塔爾認為的再創(chuàng)造過程。
教學片段二:
師:大家都會計算平行四邊形的面積了吧?雖然三角形的面積我們還不會算,但我們每人手里都有8個三角形,你能把它們變換成我們會計算面積的圖形嗎?分小組嘗試一下。(在8個三角形中,有3對是完全一樣的三角形,分別是銳角三角形、直角三角形和鈍角三角形。還有2個是干擾圖形,和上面三組的三角形有點像,但又不完全一樣。這樣設計的目的是讓學生明白,只有完全一樣的三角形才能拼成平行四邊形。)
學生開始動手拼平行四邊形,基本上都能用完全一樣的兩個三角形拼出一個平行四邊形。個別小組把干擾的平行四邊形通過剪的方式拼成了平行四邊形。學生通過自己的動手實踐操作,用兩個完全一樣的三角形拼出了平行四邊形,這樣獲得的感性認識特別深刻。同時,干擾圖形的出現(xiàn)也讓學生加深了對“兩個完全一樣的三角形”這樣的前提條件的認識。
生:底和高。
美國教育家布魯納指出,數(shù)學某些領域的知識,不是讓學生去銘記已有的結果,而是要教其如何參與知識的獲取過程。通過上面的案例可以看出,三角形面積計算的方法是學生通過自己主動參與學習,在教師的引導下一步一步獲得的。這樣的學習成果學生理解得透徹,掌握得扎實,在以后的學習中也能熟練運用,做到不犯或少犯錯誤。
學生學習幾何知識的過程,就是要充分經(jīng)歷探索、觀察、操作以及思考、分析、推理的過程,取得豐富的感性經(jīng)驗,然后從實踐材料中得出需要的知識。
教學片段三:
師:請在表1中把三角形和組成的平行四邊形的條件都填寫進去。
表1 三角形拼成的平行四邊形
學生動手填寫,前三個是由兩個三角形拼成的,很好填寫。最后兩個是由一個三角形拼成的平行四邊形。(因為課堂時間的關系,最后兩個由獨立三角形拼成的平行四邊形,本節(jié)課暫不處理,不要求人人都能填寫出來。)
師:你是怎樣填寫的?為什么三角形的高是5厘米,平行四邊形的高也是5厘米。平行四邊形的底是6厘米,三角形的底也是6厘米。(突出是兩個完全一樣的三角形拼成的平行四邊形。)
師:三角形的面積為什么是平行四邊形面積的一半呢?對于這個問題,教師可以多追問幾個同學,直到學生能順利答出:“兩個完全一樣的三角形拼成一個平行四邊形,每個三角形的面積是拼成的平行四邊形面積的一半”為止。
師:小組討論,比較三角形和平行四邊形,你發(fā)現(xiàn)了什么?
生:三角形的底相當于平行四邊形的底,三角形的高相當于平行四邊形的高,三角形的面積是平行四邊形面積的一半。
師:由此,我們可以怎樣計算三角形的面積呢?
生:三角形的面積=底×高÷2。
師:底乘高計算的是什么?為什么要÷2?(多問幾個學生。)
生:“底×高”算的是兩個完全一樣的三角形拼成的平行四邊形的面積,“÷2”是因為兩個完全一樣的三角形可以拼成平行四邊形,每個三角形的面積是拼成的平行四邊形面積的一半,所以要÷2。(這里的推理要考慮到學生的實際情況,教師可以通過設問的方式引導學生進行推理。對于三角形的面積計算公式,教師一定要進行反復追問,使學生明確底×高求的是什么,為什么要÷2,這對學生理解和掌握三角形的面積計算方法很重要。)
師:計算三角形的面積只要知道什么條件即可?
學生空間觀念的形成正如范希爾夫婦所提出的,以描述為主。同時,也正向著理論的層面過渡。學生依據(jù)經(jīng)驗能夠確立圖形的性質(zhì)并使用這些性質(zhì)來解決問題,同時也可以初步利用演繹推理證明幾何關系。
通過仔細研究學生在計算三角形面積時忘記÷2的情況,為了避免此類問題的發(fā)生,筆者認為要做到以下兩點:
第一,心中有圖。學生在看到題目時,腦海中就會浮現(xiàn)出三角形的形象。這正如武俠小說里所說的劍客的三個層次。第一層次:手中有劍,心中有劍;第二層次:手中無劍,心中有劍;第三層次:手中無劍,心中無劍。真正的高手正是能做到手中無圖,心中無圖。
第二,逆向練習,加深認識。如“已知三角形的面積是20平方厘米,底是5厘米,高是多少厘米?”通過這種題目的練習,特別是學生在列出算式20×2÷5時,教師一定要反復追問學生:“20×2求的是什么?為什么要先×2?”
我們在出示三角形時,一般都是標準的銳角三角形。在練習中,多數(shù)出現(xiàn)的也是這類看起來比較舒服的三角形。這樣長時間的潛移默化,會讓學生形成三角形就是這樣的感性認識,不利于學生對三角形計算方法的全面掌握。“題有千變,貴在有根”,這是我國著名數(shù)學家陳景潤先生在談起數(shù)學解題時對其學生說過的一句名言。因此,教師在進行三角形面積的計算時,就應該以三角形的面積計算為根,推演出多種變式類型,讓學生在復雜的選項中選出正確的解題方法[2]。
三角形的面積推導過程實際上是在學生進行操作以后,根據(jù)自己得到的數(shù)據(jù)進行觀察、比較、分析、推理的過程。其中,教師是參與者、引路人,千萬不能成為知識的灌輸者。因此,教師應積極設計教學情境,利用合理的問題引導學生逐步形成對知識的深刻認識。