厘清概念本质 助力周长与面积教学
2019-05-18朱孟迪
摘 要:平面图形的周长和面积是图形与几何领域中两个重要的分支,两个概念分别指向“一纬的线”和“二纬的面”。我们认为,唯有厘清这两个概念的本质,才能助力周长与面积的教与学。
关键词:概念;周长;面积;教学
在学习中,学生由于观察视角不同,周长与面积的知识会在“头脑中打架”,以至学生感到难学,教师感到难教。那么,怎样帮学生“劝架”,渡思维危机呢?我们认为,首先应该厘清平面图形的周长和面积的概念,因为它们不仅是学生认识平面图形的起点,更是学生理解与掌握其本质的着力点,还是研究立体图形的生长点。
一、 厘清周长的概念,关注“一维的线的长度”
翻阅“周长”的教材,我们发现第一行呈现了叶子、国旗、课本、钟面4个实物图,第二行呈现了五角星、三角形、四边形和正方形4个平面图形。这些素材具有一定的代表性,既有直直的边围成的,又有弯曲的边围成的。通过“描一描”,学生逐步理解周长的概念——封闭图形一周的长度,是它的周长。
该概念有三个关键词:封闭、一周和长度。我们认为周长概念中“一周”是前提,“长度”是本质。为此,教师应该设置一系列活动,让学生充分地理解这些关键词。其中,“封闭”和“一周”一般可采用“反例”来帮助学生辩证地理解,而“长度”则是“一周”的衍生品,可“量”可“算”。我们认为,教学环节不仅应该将“周长”的概念从整体走向局部,还应该回归“整体”,继而让学生感悟到周长是紧紧挂靠于“线的长度”。
1. 表象——概念——应用。理解“周长”的概念,学生必须经历概念的形成过程。例如:为什么要“描”图形的边线?为什么这些边线的长度就是它的周长?让学生凭自己的直觉思考:“周长描什么?”“怎么描?”“为什么这样描?”如此一来,从实物图中描出物体的边线(获得表象、形成概念),再从描出的众多图形的共同点中抽象出周长的概念(概念同化),最后借概念再来解释这条线(概念应用)。如此迂回往返,引导学生聚焦“周长就是一纬的线”。
2. 渗透转化思考。绕绳法是解决特殊平面图形(边不是直的)周长最好的载体,“化曲为直”便蕴含其中。我认为,这其间还蕴含着转化的数学思想。我们可以引导学生这样思考:像树叶、钟面这样弯曲的周长该怎么量?有学生想到了用绳子绕它们一圈,再量出绳子的长度就可以了。此时,教师追问:“我们要量的是树叶(或钟面)的周长呀,怎么就变成量这条线了呢?”学生自然感悟到这些图形的周长与这条绳子的长度是一样的。于是,老师点拨:“原来是把难量的图形的周长转化成好量的绳子的长度呀,这是不是有点像曹冲称象的意喻呢?”
二、 厘清面积的概念,关注“二维的面的大小”
“面积”概念出现在三下,通过观察、操作与讨论,学生逐步体会到“物体表面或封闭图形的大小,就是它的面积。”可见,“封闭”和“大小”是面积概念的关键词,相较而言,“大小”是面积的本质属性。面积概念指导着所有平面图形的面积知识,无论是面积公式的推导,还是解决面积问题,都离不开站位概念——面积。我们以《平行四边形的面积》为例展开叙述。
1. 方格纸度量面积。根据已有经验,学生应该会用“数方格”解决平行四边形的面积这个新问题。只是,这次他们将第一次遭遇“不是整格的该怎么数”的困惑。教材给出其中一种策略——不足一格的按半格来数。这种用“面积单位”度量的方法,可以说是最基本的求面积的方法,也是最为常用的方法,借助它就能解决所有的面积问题。然而,根据当下学生的现状,除“不足一格的按半格来数”外,学生还能通过不同的剪拼单位面积来数,常见有三种:小格左右移填补,小格上下填补,大格(如左大三角形)左右填补。这种填补可以实现将不是整格的转化为整格来数,甚至还能看出平行四边形与长方形之间的内在联系。
2. 转化思想的渗透。“数方格”虽然能得到平行四边形的面积,但略显麻烦,“数方格”时的“想象分割”为“剪拼法”的应运而生积累了充分的经验。支撑这种方法背后的则是转化的思想,即将一个未知的平面图形转化成已知的长方形的面积加以研究。那么,我们应该深思,怎样转化才是科学的。我们认为,学生必将经历如下思考:转化成什么图形(动机)——怎样转化(操作)——解决该问题了吗(结论)——能解决这类问题吗(模型)。可见,看似简单的“转化”却经历了思维的多次碰撞。难怪有老师坦言:得到面积公式这个结论容易,经历挣扎、思考、辨析的过程却不易。
三、 厘清周长和面积概念,澄清两者的区别
综上所述,如果学生充分地建构了周长和面积的概念,厘清了两者分别关注的是一纬的线和二纬的面,展示了观察平面图形不同的视角。那么,学生掌握得如何,我们可以通过类似这样的习题来考查。
题1:“缺角长方形”。教师先让学生指一指周长在哪儿(课件顺次描出周长),讨论怎样求“这个图形的周长?”“如果移一移,它的周长有没有改变,为什么?”这个问题指向解决的策略和动机,如果学生连为什么要移都不清楚,就更难体会移之后的周长为什么没有变化了。基于学生“指”的动作和课件“描”的动画,学生的目标聚焦于“一纬的线”,虽然线的位置移动了,但总长不变,进而突出了教学的重点,还渗透了“转化”的思想。
题2:“长方形的斜对顶点用曲线相连”。教师先让学生指一指左右两个图形的周长分别在哪儿(课件顺次描出周长),讨论这两个周长是否相等。这样统观周长全局去思考,有利于学生养成整体思考的习惯。由于整体比较不容易,就将两个周长分段比较,借助部分量的比较推理得到总长(即周长)相等。
我们认为,要让学生厘清周长和面积,一定要站位概念。两者中厘清了周长,也就容易区分它与面积的瓜葛,思维上也就成功实现了“劝架”。基于小学生的形象思维为主的特征,借助“指的动作”和“描的动画”,可以将学生的视角聚焦于“一纬的线”和“二维的面”,引向了“周长”和“面积”的本質,助力教师的教和学生的学。
作者简介:朱孟迪,浙江省慈溪市,慈溪市崇寿镇中心小学。