吳曉文
東莞外國語學(xué)校 (廣東省東莞市 523413)
“平行四邊形的面積” 是人教版五年級上冊“空間與圖形”領(lǐng)域的內(nèi)容,是在學(xué)生學(xué)習(xí)了長方形、正方形面積計算、面積概念和面積單位,認識平行四邊形及清楚其特征的基礎(chǔ)上來進行教學(xué)的,為后續(xù)學(xué)習(xí)其他圖形面積的計算提供了重要的知識基礎(chǔ)和數(shù)學(xué)思想來源。
為了給學(xué)生留有充分探索平行四邊形的面積計算方法的空間,教材注重突出學(xué)生自主探索的活動性。本課讓學(xué)生小組合作動手實驗,先將平行四邊形轉(zhuǎn)化為已經(jīng)學(xué)過的圖形,再探索轉(zhuǎn)化前后兩者圖形的聯(lián)系,從而體驗平行四邊形面積計算的推導(dǎo)過程。
為了解學(xué)生課前對平行四邊形面積計算的了解程度,明晰其所處的水平。筆者通過下面的前測題,對本校五年級2 班的全體43 位學(xué)生進行了前測。
你能想辦法求出下面平行四邊形的面積嗎?請寫出你的想法。
依據(jù)SOLO 分類理論對學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)進行分析,學(xué)生對平行四邊形面積計算的不同水平層次由低到高分別如下:水平1 的有3 名學(xué)生,求了平行四邊形的周長當成了面積;水平2 的有10名學(xué)生,用底乘鄰邊當成平行四邊形的面積;水平3 的有25 名學(xué)生,用底乘高正確求出平行四邊形的面積,但是未能正確表達其計算思路;水平4 的有5 名學(xué)生,能正確表達把平行四邊形轉(zhuǎn)化成長方形的思路,并用底乘高求出平行四邊形的面積。
通過分析可以看出處在水平3 的同學(xué)居多,占了58.13%,而水平4 的僅有11.6%。筆者基于對教材的分析和學(xué)生的起點把握,確定本節(jié)課的教學(xué)路徑為:喚醒舊知,初感轉(zhuǎn)化—→操作轉(zhuǎn)化,探究新知—→辨析轉(zhuǎn)化,強化認知。
期望通過上述教學(xué)路徑引導(dǎo)學(xué)生將平行四邊形轉(zhuǎn)化為已學(xué)過的圖形,利用舊知探索平行四邊形的面積計算公式,經(jīng)歷公式推導(dǎo)的全過程,揭示其轉(zhuǎn)化的本質(zhì)。突出學(xué)生運用“將未知轉(zhuǎn)化為已知”的基本思想解決數(shù)學(xué)問題,體現(xiàn)轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)思想,使學(xué)生向水平4 發(fā)展。
教學(xué)片段一:操作轉(zhuǎn)化,探究新知
師:請大家大膽猜測這個平行四邊形的面積怎么計算?
(底邊長6cm,高4cm,斜邊長5cm)
生:5×4 6×4 5×6
師:同學(xué)們,以上是我們的猜測,有沒有正確答案藏在里面呢?
2.1.1 借助方格,初步探究
師:大家回想一下,除了通過計算,我們還可以怎樣度量平行四邊形的面積?
生:數(shù)格子
師:這個是面積為1cm2的小正方形。我們就用它來鋪滿這個平行四邊形。
①鋪20 個整格
師:對于這三個猜想,你有什么想說的?
生:可以排除5×4=20cm2,因為鋪了20 個正方格,這個平行四邊形還沒鋪滿,所以它的面積一定是超過20cm2的。
②鋪28 個整格
師:我們接著數(shù),再看看這兩個猜想,你有什么想說的?
生:因為鋪了28 個正方格,是28cm2。但是還有多余,把多余的剪掉了就小于28cm2。所以5×6=30cm2也不合理。
③剪掉多余部分并滲透轉(zhuǎn)化思想
師:我們先把多余的小正方形剪掉。接著可以怎么數(shù)呢?
生:將右邊的不完整格子移到左邊拼成完整的。再數(shù)一數(shù)。
師:可是這樣拼,面積變了嗎?
師:現(xiàn)在我們知道這個平行四邊形的面積是24cm2。你們猜猜看,平行四邊形的面積可能怎么計算?
生:平行四邊形的面積=底×高。
設(shè)計意圖:在教學(xué)過程中,我十分重視學(xué)法指導(dǎo),注重教給學(xué)生科學(xué)的學(xué)習(xí)方法.讓學(xué)生在獲取知識的同時,掌握學(xué)習(xí)方法。引導(dǎo)學(xué)生像科學(xué)家一樣對平行四邊形面積的計算大膽提出假設(shè),自然地提出了三種不同的計算方法:①6×5, ②6×4,③5×4,從而培養(yǎng)了學(xué)生的合情推理能力。再讓學(xué)生從課件演示中感受“在假設(shè)中排除”的學(xué)習(xí)方法,實現(xiàn)學(xué)法的提升。初步感悟平行四邊形的面積計算與底和高有關(guān)。
2.1.2 借助圖形,深入探究
①提出猜想
師:平行四邊形的面積用底×高嗎?有什么道理呢?
②動手操作
師:現(xiàn)在請同學(xué)們拿出平行四邊形看一看,你們有沒有想法?
生:沿高剪下,拼成長方形。
師:你們的意思是想把這個平行四邊形剪一剪,拼一拼,看能不能有新發(fā)現(xiàn)是吧?現(xiàn)在開始操作吧。
③分享交流
代表匯報:
師:有想法了嗎?現(xiàn)在需要一組小伙伴上來匯報。
師追問:這樣拼可以嗎?面積變了嗎?
生:我們把平行四邊形剪拼成長方形,形狀變了,面積不變。
師及時板書:形狀變了,面積不變。
師:還有別的剪拼方法嗎?
回顧梳理:
師:你們聽懂了嗎?我們請同學(xué)來幫我一起回顧剛才這兩位同學(xué)的思路。
生:第一步:他們沿高剪開平行四邊形;第二步:平移拼成長方形;第三步:找到剪拼前后兩個圖形之間的聯(lián)系。
師及時板書:沿高剪;平移拼;找聯(lián)系
突破重難點:
師:你們都是沿高剪開的嗎?不沿高剪行嗎?
生:不行,因為這樣拼不了長方形。只有沿高剪才會有直角,有4 個直角才是長方形。
師:為什么非得要剪拼成長方形???
師:是的,把未知的平行四邊形轉(zhuǎn)化為我們學(xué)過的長方形來計算,在我們數(shù)學(xué)上稱為轉(zhuǎn)化思想。板書:轉(zhuǎn)化
歸納小結(jié):
師:同學(xué)們,我們剛才把平行四邊形沿高剪開,平移拼成了長方形,發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化前后它們的面積不變,長方形的長相當于平行四邊形的底,長方形的寬相當于平行四邊形的高,長方形的面積=長×寬,因此我們可以推出平行四邊形的面積=底×高。
設(shè)計意圖:“轉(zhuǎn)化”是數(shù)學(xué)學(xué)與和研究的重要思想方法,在本課的學(xué)習(xí)中發(fā)揮著積極的作用,在圖形面積計算公式的推導(dǎo)中,都是將所研究的圖形轉(zhuǎn)化為已經(jīng)會計算面積的圖形。在教學(xué)中,我突出了“將未知轉(zhuǎn)化為已知”的基本轉(zhuǎn)化思想,讓學(xué)生通過操作、探究和交流中研究圖形轉(zhuǎn)化前后之間的聯(lián)系,從而找到平行四邊形面積的計算方法。這樣循序漸進的教學(xué)有效促進學(xué)生知識遷移的學(xué)習(xí)能力。
教學(xué)片段二:辨析轉(zhuǎn)化,強化認知
(一)計算下面兩個平行四邊形的面積。
(二)求這個平行四邊形的面積,請選出正確的算式()。
A、5×9 B、11×5 C、9×11
師:計算平行四邊形的面積時,用于計算的底和高必須要相互對應(yīng)的。
(三)仔細觀察,什么變了,什么沒變?
師:在不斷拉動的過程中,你發(fā)現(xiàn)了什么?
生:底不變,高不斷變小,面積也變小。反過來說,底不變,高不斷變大,面積也變大。
師:變到什么時候,面積最大?
生:拉到鄰邊與底互相垂直,變成長方形時,面積最大。
師:在我們活動的過程中,還有什么是不變的?
生:周長不變。
師:如果改變一下變量,我們把高固定不變。
師:你又發(fā)現(xiàn)了什么?
生:高不變,底不斷變小,面積也變小。反過來說,高不變,底不斷變大,面積也變大。
師生小結(jié):由此,我們可以說,平行四邊形的面積大小與(底)和(高)有關(guān)。
(四)比較下面3 個平行四邊形的面積。
師:請看第四個錦囊,請你比較這3 個平行四邊形的面積。
師:如果這樣比較難比較,我們重疊試試看。你發(fā)現(xiàn)了什么?
生:它們的底相等。它們的高是剛好都是一組平行線間的距離,所以它們的高也相等。在等底等高的情況下,平行四邊形的面積相等。
設(shè)計意圖:本節(jié)課的課堂練習(xí)突出教學(xué)重難點,練習(xí)難度層層遞進,有效地開拓學(xué)生的幾何思維。尤其是第3 道練習(xí),結(jié)合課件動態(tài)演示平行四邊形面積的變化過程,使學(xué)生能夠直觀地看見面積變化的原因在底或高不變的情況下,平行四邊形的面積與高或底有關(guān),就是與兩條鄰邊夾角有關(guān),從而說明學(xué)生之前“錯誤”想法存在的某種合理性,也為學(xué)生今后利用邊角關(guān)系求面積指明了方向。
在課程學(xué)習(xí)完成后,筆者對五年級2 班的43 位學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進行后測。通過后測發(fā)現(xiàn),學(xué)生總體的水平情況都有大幅度提升,沒有水平1 的學(xué)生,水平2 的學(xué)生有2 人,水平3 的有3 人,水平4 的有38 人。
本節(jié)課之所以取得較好的教學(xué)效果,原因有三:
《課程標準》指出:“學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容應(yīng)當是現(xiàn)實的,有意義的,富有挑戰(zhàn)性的,數(shù)學(xué)教學(xué)活動必須建立在學(xué)生的認知發(fā)展水平和已有的知識經(jīng)驗的基礎(chǔ)上?!北菊n通過設(shè)計開放性的前測練習(xí),并結(jié)合學(xué)生完成情況的反饋,分析每個學(xué)生分別達到了對平行四邊形的面積計算所達到的水平層次。更好地把握了學(xué)生的學(xué)習(xí)起點,在課堂中可以借助不同水平的學(xué)生表現(xiàn)推進對圖形面積計算公式的推導(dǎo)。
在學(xué)習(xí)新知之前,先組織學(xué)生猜測平行四邊形的面積,并通過數(shù)格子的方法進行合情推理,利用排除法得出結(jié)果。學(xué)生經(jīng)過探索發(fā)現(xiàn)逐個數(shù)格子的方法不方便,教師應(yīng)及時掌握教學(xué)契機,引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)化思考,把不滿一格的2 個格子拼成一個完整的正方形,這樣數(shù)起格子來更加清晰簡易。學(xué)生通過初步的觀察,也能夠發(fā)現(xiàn)“平行四邊形”與“長方形”這兩個圖形之間的聯(lián)系,初步感悟平行四邊形的面積計算與底和高有關(guān)。這樣的教學(xué)設(shè)計為接下來的新知獲取降低難度,形成循序漸進的思維坡度,使得新知的學(xué)習(xí)更加順利、高效。
根據(jù)小學(xué)生的認知規(guī)律,動手操作是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中的一個重要手段,尤其對于“圖形與幾何”內(nèi)容的教學(xué)。在學(xué)習(xí)過程中,根據(jù)小學(xué)生的年齡特點,以“動”促“思”,在動手操作中找準思維的切入點,展示思考的方法,真正讓學(xué)生主動參與到學(xué)習(xí)中。本課堂,教師放手讓學(xué)生猜一猜,想一想,剪一剪,拼一拼,說一說,自主探究“平行四邊形”轉(zhuǎn)化成“長方形”的轉(zhuǎn)化過程。并且讓學(xué)生動手操作前,先獨立思考操作思路,再實施操作,驗證思路。在學(xué)生展示轉(zhuǎn)化后的圖形時,適時追問:為什么一定要沿著高剪下?這樣轉(zhuǎn)化之后,面積有沒有發(fā)生變化?在這個操作的過程中,學(xué)生主動聯(lián)系“平行四邊形”和“長方形”這兩種圖形的特征,順利將已學(xué)過知識遷移到未知的知識中,把動手操作和動腦思考相互結(jié)合,讓動手操作落到實處,在操作中內(nèi)化轉(zhuǎn)化的思想精髓。
在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂中,不僅要求學(xué)生要很好地理解與掌握課題的基礎(chǔ)知識,同時還要對其蘊含的數(shù)學(xué)思想和數(shù)學(xué)方法形成一定的認知。轉(zhuǎn)化思想的掌握,更是對“圖形與幾何”的學(xué)習(xí)有著不可或缺的正面作用。在實際的課堂教學(xué)中,教師對教材內(nèi)容和學(xué)生學(xué)情的相互聯(lián)系要分析透徹,掌握教學(xué)契機,在恰當?shù)臅r機滲透轉(zhuǎn)化思想,幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中循序漸進地了解、掌握及深刻轉(zhuǎn)化思想和方法。有效的教學(xué)設(shè)計更是能體現(xiàn)數(shù)學(xué)方法及數(shù)學(xué)思想這兩者之間相輔相成、相得益彰的關(guān)系。