文|張荷潔
數(shù)學(xué)思想是解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的重要法寶,小學(xué)數(shù)學(xué)教材文本中蘊(yùn)含著豐富的數(shù)學(xué)思想。而小學(xué)階段的教學(xué),教師往往只注意知識(shí)的學(xué)習(xí)和積累,并未重視對(duì)這些知識(shí)起到聯(lián)系作用的思想方法的掌握,這對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)后繼學(xué)習(xí)能力的發(fā)展勢(shì)必會(huì)造成不利的影響。教師要用心體察教材的編寫意圖,用好課本中的材料,凸顯思想方法的作用。
《平行四邊形面積》是多邊形面積教學(xué)的起始課,用轉(zhuǎn)化的思想方法推導(dǎo)面積計(jì)算公式對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)不僅是第一次,它還對(duì)學(xué)生進(jìn)一步探究三角形、梯形面積具有較強(qiáng)的價(jià)值引領(lǐng)作用??v觀《平行四邊形面積》一課的教學(xué),一般都設(shè)計(jì)剪拼的環(huán)節(jié),使學(xué)生感悟轉(zhuǎn)化的思想,也為下一步面積的教學(xué)積累一定的活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)。但轉(zhuǎn)化思想的習(xí)得總感覺不是那么自然。怎樣才能更好領(lǐng)悟教材編寫的意圖,使轉(zhuǎn)化思想自然而然地發(fā)生?基于這樣的思考,筆者從教材切入,對(duì)《平行四邊形面積》教學(xué)進(jìn)行了進(jìn)一步的研究,以期將教材中豐富的數(shù)學(xué)思想化隱為顯。本文結(jié)合《平行四邊形面積》教學(xué),聚焦于學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的生長(zhǎng)點(diǎn), 從叩問(wèn)和教學(xué)反思與改進(jìn)兩個(gè)維度出發(fā),就如何嘗試探討盤活數(shù)學(xué)思想,讓面積“生長(zhǎng)”更有力量做一些闡述。
建構(gòu)主義教學(xué)理論認(rèn)為:教學(xué)要激活學(xué)生原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn),并讓其作為基點(diǎn),生長(zhǎng)出新的經(jīng)驗(yàn)。《平行四邊形面積》的學(xué)習(xí)也不例外,教學(xué)要找準(zhǔn)學(xué)生的思維原點(diǎn),從而尋找學(xué)生思維的最近發(fā)展區(qū)。
《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》指出:面積是圖形與幾何領(lǐng)域測(cè)量部分的重要內(nèi)容?!皵?shù)起源于數(shù),量起源于量?!边@是大家熟知的一句名言。對(duì)于第二學(xué)段五年級(jí)的學(xué)生而言,線段屬于一維圖形的量已經(jīng)比較熟悉,要知道線段的長(zhǎng)短大都會(huì)用一維的長(zhǎng)度單位去度量,而面積也是一種量,屬于二維圖形的量,相比之下,學(xué)生對(duì)面積這個(gè)量的認(rèn)識(shí)要陌生得多。所以在教學(xué)《平行四邊形面積》的引入中,如何讓學(xué)生自主想到用二維的面積單位小方格去度量面積,這是《平行四邊形面積》學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)本質(zhì),也是面積“生長(zhǎng)”的根源所在。
《平行四邊形面積》教學(xué)的引入,通常有如下兩種,第一種教學(xué)引入:一部分教師采用類比法引入,長(zhǎng)方形面積的計(jì)算方法是長(zhǎng)乘寬,繼而引發(fā)猜想:平行四邊形的面積怎么求?于是有的學(xué)生用底和高相乘計(jì)算出平行四邊形的面積,也有的學(xué)生用平行四邊形的長(zhǎng)和寬(兩條鄰邊)相乘,進(jìn)而提出問(wèn)題,求平行四邊形的面積計(jì)算到底能不能用鄰邊相乘的方法?第二種教學(xué)引入:一部分教師直接以數(shù)方格引入教學(xué)。如給出一個(gè)透明的方格紙,要求學(xué)生以方格紙為工具進(jìn)行比對(duì),從而數(shù)出平行四邊形的面積。
分析第一種教學(xué)引入,平行四邊形的面積學(xué)生還沒(méi)有研究過(guò),就直接要求學(xué)生計(jì)算它的面積,這樣的引入勢(shì)必會(huì)讓部分學(xué)生感到為難,會(huì)引起學(xué)生錯(cuò)誤的猜測(cè)。學(xué)生用平行四邊形的長(zhǎng)和寬(兩條鄰邊)相乘計(jì)算面積,是因?yàn)槭荛L(zhǎng)方形面積公式表達(dá)形式負(fù)遷移的影響,而忽視了長(zhǎng)方形面積公式是一個(gè)度量結(jié)果的實(shí)際意義。
分析第二種教學(xué)引入,以學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ),能讓學(xué)生開展方格紙的比對(duì)度量活動(dòng),繼而計(jì)算平行四邊形面積單位的數(shù)量,對(duì)理解平行四邊形面積提供了意義支撐。但第二種教學(xué)引入,教師要“我”量的意圖明顯。
上面教學(xué)分析,引發(fā)了我的教學(xué)思考:能否變要我“量”為我要“量”,喚起學(xué)生自覺度量的意識(shí)呢?教學(xué)實(shí)踐中我們對(duì)第二種教學(xué)引入做了如下的改進(jìn):在度量活動(dòng)之前,喚起學(xué)生對(duì)平行四邊形面積的意義感性認(rèn)識(shí)。平行四邊形面積是二維空間的量,其意義的理解對(duì)學(xué)生而言是認(rèn)識(shí)上的一次飛躍,雖然學(xué)生在之前有學(xué)習(xí)“認(rèn)識(shí)面積”和“長(zhǎng)方形與正方形的面積”作為基礎(chǔ),但對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō),經(jīng)驗(yàn)積累還不厚實(shí)。引入新課時(shí),要引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)的眼光觀察圖形,從熟悉的長(zhǎng)方形面積入手,回憶長(zhǎng)方形面積公式表達(dá)形式的實(shí)際意義,再通過(guò)類比與正向遷移,讓學(xué)生先說(shuō)說(shuō)對(duì)平行四邊形面積的認(rèn)識(shí),進(jìn)一步理解平行四邊形的面積同樣是一個(gè)量,要計(jì)算平行四邊形的面積,同樣可以通過(guò)測(cè)量進(jìn)行研究。
材料引起活動(dòng),材料引發(fā)思考。小方格是學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的重要材料,可以促進(jìn)學(xué)生空間觀念的形成和發(fā)展,在本課的學(xué)習(xí)中,數(shù)方格活動(dòng)同樣要賦予它豐富的教育價(jià)值。
不同版本小學(xué)數(shù)學(xué)教材的編排,都安排有數(shù)方格計(jì)算圖形計(jì)算面積的活動(dòng),毫無(wú)疑問(wèn),數(shù)方格是一種直觀度量面積的方法,是“度量思想”的重要載體,在《平行四邊形面積》的教學(xué)中,應(yīng)該如何挖掘數(shù)方格活動(dòng)的教育價(jià)值?數(shù)方格活動(dòng)如何才能更好地發(fā)揮作用?除了求得圖形面積的結(jié)果外,數(shù)方格活動(dòng)的過(guò)程能否引發(fā)學(xué)生思考,進(jìn)而讓面積轉(zhuǎn)化意識(shí)悄然萌芽?這是筆者在本課教學(xué)研究中的另一個(gè)思考點(diǎn)。
教學(xué)中,用方格測(cè)量平行四邊形的面積,會(huì)遭遇這樣的尷尬:不滿一格,該怎么算?為解決此問(wèn)題,執(zhí)教教師大都在數(shù)方格前就規(guī)定“不滿一格的都按半格計(jì)算”,然后根據(jù)平行四邊形和長(zhǎng)方形數(shù)得的結(jié)果,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)兩個(gè)圖形之間的等量關(guān)系,為后面的面積轉(zhuǎn)化奠定基礎(chǔ)。
分析以上教學(xué),這樣的規(guī)定能讓數(shù)格子活動(dòng)順利地進(jìn)行下去,但也束縛了學(xué)生的思維。為什么“不滿一格都按半格計(jì)算”,對(duì)于這樣的規(guī)定學(xué)生知其然而不知其所以然。何況這樣的規(guī)定具有局限性,當(dāng)平行四邊形發(fā)生變形,底邊和鄰邊的夾角越來(lái)越小時(shí),這樣的規(guī)定就會(huì)失去合理性,會(huì)導(dǎo)致計(jì)量結(jié)果的錯(cuò)誤。
小學(xué)生的思維主要是形象思維,平面圖形的轉(zhuǎn)化需建立在熟知圖形的特征基礎(chǔ)上,如何讓圖形特征具體形象化,方格圖是重要中介。為發(fā)揮小方格的作用,使數(shù)方格活動(dòng)更有教學(xué)價(jià)值,教學(xué)實(shí)踐中我們做了如下改進(jìn):在學(xué)生使用方格這個(gè)重要的數(shù)學(xué)工具時(shí),不做“不滿一格的都按半格計(jì)算”的規(guī)定,而是先放手讓學(xué)生自己去探索、去研究。數(shù)方格的過(guò)程中學(xué)生自己會(huì)發(fā)現(xiàn)有的滿格,有的不滿格。不滿格的面積怎么計(jì)量?從而引導(dǎo)學(xué)生從細(xì)微處入手,仔細(xì)觀察在方格圖中不滿格的面積,利用方格圖凸顯圖形特征的優(yōu)勢(shì)讓學(xué)生進(jìn)行空間想象,自覺產(chǎn)生不滿格的圖形面積可以拼補(bǔ)成完整格子面積的意識(shí),然后再進(jìn)行剪拼、平移、補(bǔ)整,通過(guò)出入相補(bǔ)活動(dòng),不滿格的面積都湊成了滿格的面積,最后再進(jìn)行計(jì)數(shù)。解決問(wèn)題的過(guò)程中化零為整的思想油然而生,不僅解決了不滿格方格計(jì)量的困惑,也促進(jìn)了面積轉(zhuǎn)化的悄然萌芽。
布魯納的學(xué)習(xí)理論告訴我們:學(xué)習(xí)實(shí)質(zhì)就是建立同類事物的聯(lián)系。數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)也是如此,教學(xué)中教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生把握知識(shí)內(nèi)在整體關(guān)聯(lián),在探尋聯(lián)系中主動(dòng)建構(gòu)知識(shí),形成結(jié)構(gòu)。在本課教學(xué)中,平行四邊形面積學(xué)習(xí)同樣要與它有關(guān)的內(nèi)容發(fā)生關(guān)聯(lián),從而實(shí)現(xiàn)“教”與“學(xué)”的增值。
轉(zhuǎn)化是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中一種最常用的基本思想方法,《多邊形面積》這一單元中面積公式的推導(dǎo)都運(yùn)用了轉(zhuǎn)化的思想方法。根據(jù)教材編排的特點(diǎn),多邊形面積教學(xué)應(yīng)根據(jù)圖形間的內(nèi)在聯(lián)系安排教學(xué)順序,促進(jìn)教與學(xué)的遷移。將平行四邊形轉(zhuǎn)化成長(zhǎng)方形,通常有兩種方法:一種是通過(guò)變形將平行四邊形“拉成”長(zhǎng)方形;另一種是通過(guò)剪拼轉(zhuǎn)化。究竟哪一種轉(zhuǎn)化能讓面積“生長(zhǎng)”更通暢?相比較,第一種轉(zhuǎn)化采用變形的方法,轉(zhuǎn)化前后圖形的形狀發(fā)生了變化,面積也隨著發(fā)生了變化,是屬于不等量轉(zhuǎn)化,不利于學(xué)生尋找面積之間的關(guān)聯(lián)。而另一種轉(zhuǎn)化采用剪拼的方法,轉(zhuǎn)化前后圖形的形狀雖然發(fā)生了變化,但面積大小依然不變,屬于等量轉(zhuǎn)化。顯然,要計(jì)算轉(zhuǎn)化前圖形的面積,學(xué)生有等量代換的活動(dòng)經(jīng)驗(yàn),變化中抓住面積不變可以幫助學(xué)生找到圖形之間的關(guān)系,從而順利地解決問(wèn)題。
縱觀平行四邊形面積的教學(xué),不管是哪一種方法導(dǎo)學(xué),教師都會(huì)引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷將平行四邊形轉(zhuǎn)化成面積相同的長(zhǎng)方形———等積變形的過(guò)程,再通過(guò)觀察、比較,尋找圖形之間的關(guān)聯(lián):觀察轉(zhuǎn)化前后的兩個(gè)圖形,你有什么發(fā)現(xiàn)?然后進(jìn)行比較、溝通,得出平行四邊形面積的計(jì)算公式。
數(shù)學(xué)是一門講“理”的學(xué)科,數(shù)學(xué)知識(shí)的習(xí)得要由“理”來(lái)支撐,平行四邊形面積公式的得出需要引導(dǎo)學(xué)生有理有據(jù)地推導(dǎo),要發(fā)展學(xué)生的合情推理能力。但由于小學(xué)生注意力發(fā)展還不完善,教學(xué)中“變與不變”的同時(shí)出現(xiàn),會(huì)分散學(xué)生的注意力,干擾學(xué)生的理解。如何在“變與不變”中更好地實(shí)現(xiàn)圖形之間的聯(lián)結(jié),以達(dá)成對(duì)平行四邊形面積計(jì)算的深刻理解?
人們認(rèn)識(shí)事物總是從整體到部分,然后再由表及里,逐步深入,學(xué)生對(duì)平行四邊形面積公式推導(dǎo)過(guò)程也應(yīng)如此。教材提供的運(yùn)算定律或其他的性質(zhì)的教學(xué)思路,給了我們很大的啟發(fā)。結(jié)合這樣的思考,實(shí)踐中我們對(duì)本環(huán)節(jié)教學(xué)做了如下的改進(jìn):基于上述的數(shù)方格度量帶來(lái)轉(zhuǎn)化的啟示,通過(guò)進(jìn)一步的觀察、思考和操作讓平行四邊形面積等積變形后,先讓學(xué)生從整體認(rèn)識(shí)入手,發(fā)現(xiàn)面積總量不變的原理,然后探尋圖形各部分之間的關(guān)聯(lián),借用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述轉(zhuǎn)化前后圖形各部分的關(guān)聯(lián),得出平行四邊形的面積等于底乘高,接著再通過(guò)有“據(jù)”驗(yàn)證,舉例說(shuō)明:是不是所有的平行四邊形都可以這樣轉(zhuǎn)化,讓不完全歸納推理力求“完全”,以促成對(duì)平行四邊形面積公式推理過(guò)程的真正理解。
總之,《平行四邊形面積》的學(xué)習(xí)就如一棵大樹的生長(zhǎng),如果把學(xué)生經(jīng)歷了學(xué)習(xí)過(guò)程后習(xí)得的數(shù)學(xué)思想稱為“生長(zhǎng)點(diǎn)”,我們要找準(zhǔn)“生長(zhǎng)點(diǎn)”,盤活數(shù)學(xué)思想,喚起經(jīng)驗(yàn),讓其厚實(shí)根基、自然萌芽、根本通暢,并對(duì)其施肥、灌溉,讓數(shù)學(xué)思想再“衍生”,再生長(zhǎng)出新“生長(zhǎng)點(diǎn)”,如此循環(huán)往復(fù),面積的“生長(zhǎng)”也就會(huì)更有力量,就能生長(zhǎng)出更多的知識(shí),從而達(dá)成學(xué)以致用、用以致學(xué)的目標(biāo)。