張春新
摘要:復(fù)習(xí)課教學(xué)內(nèi)容面廣量大,過細(xì)、過散、過淺、過窄的問題往往會(huì)導(dǎo)致學(xué)生的思維膚淺、單一,而好的問題,特別是好的“核心問題”,能起到引領(lǐng)和推進(jìn)的作用。《“平面圖形的面積”總復(fù)習(xí)課》,通過三個(gè)核心問題的引領(lǐng),讓學(xué)生的認(rèn)識(shí)和思維更加深刻。
關(guān)鍵詞:核心問題復(fù)習(xí)課《“平面圖形的面積”總復(fù)習(xí)課》
復(fù)習(xí)課教學(xué)內(nèi)容面廣量大,如果“眉毛胡子一把抓”,過細(xì)、過散、過淺、過窄的問題往往會(huì)導(dǎo)致學(xué)生思維膚淺、單一,而好的問題,特別是好的“核心問題”,能起到引領(lǐng)和推進(jìn)的作用。教學(xué)“平面圖形的面積”總復(fù)習(xí)課,如何讓學(xué)生在夯實(shí)平面圖形面積計(jì)算方法的基礎(chǔ)上抓住計(jì)算的本質(zhì),促使他們的認(rèn)識(shí)和思維更加深刻?我嘗試通過三個(gè)核心問題的引領(lǐng)來實(shí)現(xiàn)這樣的教學(xué)追求。
一、在核心問題的引領(lǐng)下感悟本質(zhì)
【片段1】
(學(xué)生交流長(zhǎng)方形、正方形、平行四邊形、三角形、梯形、圓的面積公式推導(dǎo)過程。)
師回顧這些平面圖形的學(xué)習(xí)過程,我們先學(xué)習(xí)的是什么圖形的面積計(jì)算?
生長(zhǎng)方形和正方形。
師大家有沒有想過,為什么我們先學(xué)習(xí)長(zhǎng)方形、正方形的面積計(jì)算,再學(xué)習(xí)平行四邊形、三角形、梯形的面積計(jì)算,最后才學(xué)習(xí)圓的面積計(jì)算呢?可不可以調(diào)換一下順序呢?大家小組交流一下。
(學(xué)生小組內(nèi)熱烈地交流。)
生長(zhǎng)方形的面積計(jì)算最簡(jiǎn)單。
生長(zhǎng)方形四個(gè)角都是直角,其他圖形不是。
生單位面積是邊長(zhǎng)1厘米的小正方形的面積,長(zhǎng)方形可以直接用這些小正方形去擺,從而算出面積,其他圖形不行。
生(邊說邊在黑板上畫)是的,長(zhǎng)方形可以用邊長(zhǎng)1厘米的小正方形去擺,看看沿著長(zhǎng)可以擺幾個(gè),沿著寬可以擺幾排;每排小正方形的個(gè)數(shù)×排數(shù)=總的小正方形的個(gè)數(shù),也就是長(zhǎng)方形的面積。而其他平面圖形,比如平行四邊形,用小正方形就不能正好擺滿。
生我知道了,所以我們先學(xué)長(zhǎng)方形的面積計(jì)算,用擺小正方形的方式推導(dǎo)出長(zhǎng)方形的面積公式;再學(xué)習(xí)平行四邊形、三角形、梯形的面積計(jì)算,它們不好用小正方形去擺,可以用轉(zhuǎn)化的策略轉(zhuǎn)化成學(xué)過的長(zhǎng)方形來計(jì)算。
學(xué)生以前是一個(gè)圖形接著一個(gè)圖形學(xué),現(xiàn)在回過頭一看:為什么先學(xué)習(xí)長(zhǎng)方形的面積計(jì)算?可不可以先學(xué)習(xí)其他圖形呢?學(xué)生會(huì)非常好奇,會(huì)激起思考和探究的欲望。這個(gè)問題實(shí)際上是學(xué)生思維的盲點(diǎn),同時(shí)又是學(xué)習(xí)平面圖形面積計(jì)算的核心問題。抓住了它,就抓住了平面圖形面積計(jì)算的本質(zhì),即圖形中所含面積單位(小正方形)的個(gè)數(shù)。通過對(duì)這一核心問題的思考,牽一發(fā)而動(dòng)全身,學(xué)生不但知道了為什么要先學(xué)習(xí)長(zhǎng)方形的面積計(jì)算,而且對(duì)為什么要將后面學(xué)習(xí)的平面圖形轉(zhuǎn)化成已經(jīng)學(xué)過的圖形有了更加深刻的認(rèn)識(shí)。
這樣,通過“瞻前”——對(duì)“為什么先學(xué)習(xí)長(zhǎng)方形的面積計(jì)算”這一核心問題的探尋,讓學(xué)生回到原點(diǎn)思考,從源頭抵達(dá)知識(shí)的本質(zhì)。同時(shí)也為“顧后”——體積度量本質(zhì)的理解做了知識(shí)和方法上的鋪墊。
二、在核心問題的引領(lǐng)下整體建構(gòu)
(一)以長(zhǎng)方形的面積計(jì)算為基礎(chǔ)整體建構(gòu),感受由易到難的過程
【片段2】
師通過回顧,我們知道了長(zhǎng)方形的面積公式是學(xué)習(xí)其他平面圖形面積計(jì)算的基礎(chǔ),這6種圖形之間是有聯(lián)系的。你能用圖表示出它們之間的聯(lián)系嗎?
(學(xué)生分組整理,典型的整理結(jié)果有兩種,分別如圖1、圖2。)
生(邊指圖1邊說)我們小組是這樣梳理的:長(zhǎng)方形的面積由數(shù)含有小正方形的個(gè)數(shù)獲得,是計(jì)算其他平面圖形面積的基礎(chǔ),所以將長(zhǎng)方形畫在最下面;由長(zhǎng)方形的面積公式推導(dǎo)出了正方形、平行四邊形、圓的面積公式,將
這3種圖形畫在第2層;再由平行四邊形的面積公式推導(dǎo)出了三角形和梯形的面積公式,將三角形和梯形畫在最上層。
生我來補(bǔ)充一下:從上往下看,就是三角形、梯形是通過轉(zhuǎn)化成平行四邊形推導(dǎo)出面積公式的,平行四邊形、圓是通過轉(zhuǎn)化成長(zhǎng)方形推導(dǎo)出面積公式的;它們都不能直接用小正方形去擺、去數(shù),都運(yùn)用了轉(zhuǎn)化的方法。
生(邊指圖2邊說)我們是這樣整理的:將其他5種平面圖形都轉(zhuǎn)化成長(zhǎng)方形來推導(dǎo)。
生我來補(bǔ)充:雖然我們小組之間轉(zhuǎn)化的圖形不一樣,但共同的地方都是轉(zhuǎn)化成已經(jīng)學(xué)過的圖形來推導(dǎo)面積公式,都是以長(zhǎng)方形的面積公式為基礎(chǔ)來轉(zhuǎn)化的。
……
通過對(duì)“為什么先學(xué)習(xí)長(zhǎng)方形的面積公式”這一核心問題的探尋,學(xué)生從本質(zhì)上理解了長(zhǎng)方形的面積計(jì)算是其他平面圖形面積計(jì)算的基礎(chǔ)。這時(shí),再讓學(xué)生通過思維導(dǎo)圖來梳理各個(gè)圖形面積之間的聯(lián)系,融入自己的認(rèn)知圖式。
(二)以梯形的面積計(jì)算為中心整體建構(gòu),感受化繁為簡(jiǎn)的過程
【片段3】
師前面我們以長(zhǎng)方形的面積公式為基礎(chǔ)推導(dǎo)出了其他5種平面圖形的面積公式,是由易到難。(板書:由易到難)我們還能化繁為簡(jiǎn),(板書:化繁為簡(jiǎn))把這6種圖形的面積公式都用梯形的面積公式來表示,大家相信嗎?
(學(xué)生都露出不相信的神情。)
師不相信?看著圖形想一想:可以把這些平面圖形看作怎樣的梯形?
(課件展示動(dòng)態(tài)過程:梯形下底不變,上底慢慢縮短,變成三角形;上底慢慢延長(zhǎng),變成平行四邊形……學(xué)生交流討論。)
生三角形可以看作上底為0的特殊梯形。
(教師同步定格課件于圖3。)
生平行四邊形可以看作上底a和下底b相等的特殊梯形。
(教師同步定格課件于圖4。)
生長(zhǎng)方形可以看作上底a和下底b相等,且上底a、下底b與腰h分別垂直的特殊梯形。(教師同步定格課件于圖5。)
生正方形可以看作上底、下底和腰相等,即a=b=h,且a、b與h分別垂直的特殊梯形。
(教師同步定格課件于圖6。)
生圓可以看作上底為0,下底為圓的周長(zhǎng)(即2πr),高為圓的半徑(即r)的特殊梯形。
師圓是封閉的曲線圖形,你是怎樣想的?
生我們之前學(xué)習(xí)圓的面積計(jì)算時(shí),是把圓割成“小三角形”,然后拼成“平行四邊形”計(jì)算的。這里,我將圓割、拼成“大三角形”,然后將圓心(長(zhǎng)度為0)看成梯形的上底,將圓的一周(長(zhǎng)度為2πr)拉直,看成梯形的下底,這時(shí)半徑r就是梯形的高。
師真不簡(jiǎn)單,能化曲為直,將圓看作這樣的特殊梯形,真是愛動(dòng)腦筋的孩子!那么,這些平面圖形的面積能用梯形的面積公式計(jì)算嗎?要怎么做?
生用梯形的面積公式算算看。
師好,每人選一個(gè)平面圖形算算看。計(jì)算好后,仔細(xì)觀察。你發(fā)現(xiàn)了什么?在小組內(nèi)交流各自的發(fā)現(xiàn)。
(學(xué)生計(jì)算、觀察、交流。)
生我選的是三角形。用梯形的面積公式計(jì)算:(0+a)×h÷2=a×h÷2,和用三角形的面積公式算一樣。所以三角形的面積可以用梯形的面積公式計(jì)算。
生我選的是平行四邊形。用梯形的面積公式計(jì)算:(a+a)×h÷2=a×h,和用平行四邊形的面積公式算一樣。所以平行四邊形的面積可以用梯形的面積公式計(jì)算。
生平行四邊形的面積可以用梯形的面積公式計(jì)算,長(zhǎng)方形、正方形是特殊的平行四邊形,所以不需要計(jì)算就知道長(zhǎng)方形和正方形的面積也可以用梯形的面積公式計(jì)算。
生我選的是圓。用梯形的面積公式計(jì)算:(0+2πr)×r÷2=πr2 。所以圓的面積也可以用梯形的面積公式計(jì)算。
生(展示圖7)圓也可以近似等積變形為梯形,所以圓的面積可以用梯形的面積公式計(jì)算。
師現(xiàn)在你們想說——
生梯形的面積公式真神奇呀!好多平面圖形的面積都可以用它來計(jì)算。
緊扣“6種平面圖形的面積都可以用梯形的面積公式來計(jì)算嗎?”這一核心問題展開探究,通過課件展示梯形(下底和高不變)上底和腰的動(dòng)態(tài)變化過程,讓學(xué)生感受到其他平面圖形與梯形的緊密聯(lián)系,進(jìn)而通過深入探究將梯形的面積公式與其他圖形的面積公式相勾連,感受化繁為簡(jiǎn)的數(shù)學(xué)魅力。
這樣由易到難、化繁為簡(jiǎn)的整體建構(gòu),不再只是知識(shí)的整體建構(gòu),同時(shí)也是思維的整體建構(gòu)。
三、在核心問題的引領(lǐng)下反思提升
【片段4】
師(出示圖8、圖9)大正方形的邊長(zhǎng)a為10厘米,那么兩個(gè)圖形中陰影部分的面積相等嗎?為什么?
(學(xué)生小組合作,討論探究。)
生圖8中陰影部分的左邊雖然是三角形,但它的底、高都不知道,也很難求出;右邊可用四分之一圓的面積減去下面空白小三角形的面積,但下面空白小三角形的高不知道,所以也不好求出。所以我們小組思考能不能用轉(zhuǎn)化的方法,把復(fù)雜的圖形轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)單的圖形。
生我們發(fā)現(xiàn),圖8左邊大梯形ABCF的面積等于空白大三角形ABE的面積:左邊大梯形ABCF的面積是(a+b)×b÷2,空白大三角形ABE的面積也是(a+b)×b÷2。而空白小梯形ABGF是它們公共的,那么△CBG的面積等于△EFG的面積。把△CBG的面積移到△EFG上,整個(gè)陰影部分的面積就等于四分之一圓的面積。這樣就把復(fù)雜的陰影部分圖形轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)單的四分之一圓了,就很好算了。
生圖9也可以將復(fù)雜的陰影部分圖形轉(zhuǎn)換成簡(jiǎn)單的圖形。空白大三角形ADF的面積是(a+a)×a÷2=a2,正方形ABEF的面積是a2,故空白大三角形ADF的面積等于正方形ABEF的面積。而空白梯形AFEG是它們公共的,那么△ABG的面積等于△EDG的面積,將△ABG的面積移到△EDG上,這樣陰影部分的面積就等于四分之一圓的面積了。
生兩幅圖中陰影部分的面積都等于四分之一圓的面積,而圓的半徑都是10厘米,故圓的面積相等,四分之一圓的面積相等,兩幅圖中陰影部分的面積也就相等。
師你們真不簡(jiǎn)單!在常規(guī)方法無法解決問題的情況下,想到了運(yùn)用轉(zhuǎn)化的策略來解決。
生我們是從之前平面圖形面積公式推導(dǎo)的過程得到的啟示:在推導(dǎo)平行四邊形、三角形、梯形等的面積公式時(shí),都是轉(zhuǎn)化成我們已經(jīng)學(xué)過的簡(jiǎn)單的圖形來推導(dǎo)的。
生是的,在難以直接計(jì)算較復(fù)雜的平面圖形的面積時(shí),我們可以換一種思路,看看能不能將較復(fù)雜的不規(guī)則平面圖形轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)單的規(guī)則平面圖形來計(jì)算。
……
面對(duì)“陰影部分的面積相等嗎?”這一核心問題,常用的整分法(大面積減去多余的小面積)和分割法(將復(fù)雜的不規(guī)則圖形分割成幾個(gè)小的規(guī)則圖形)都無法或難以解決,思維困境激發(fā)了學(xué)生進(jìn)一步挑戰(zhàn)的欲望和動(dòng)力。學(xué)生進(jìn)一步思考,想到運(yùn)用轉(zhuǎn)化的策略將復(fù)雜的陰影部分轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)單的圖形。怎樣轉(zhuǎn)化呢?學(xué)生小組內(nèi)繼續(xù)思考,積極尋求圖形之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)了面積相等的圖形,從而將陰影部分的一小部分移到與之面積相等的空白部分上,轉(zhuǎn)化得到簡(jiǎn)單圖形(四分之一圓),使問題迎刃而解。
本節(jié)課中的三個(gè)核心問題,一方面使得那些與核心問題無關(guān)的多余環(huán)節(jié)、無效程序被刪除,課堂變得寬松,教學(xué)變得從容,學(xué)生也贏得了更多獨(dú)立學(xué)習(xí)的時(shí)空,從而更能沉下心來思考;另一方面引領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷了由易到難、化繁為簡(jiǎn)的整體建構(gòu),體會(huì)到運(yùn)用轉(zhuǎn)化策略解決問題的深度思考的喜悅,促使他們的認(rèn)識(shí)和思維更深刻。