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盘活数学思想,让面积“生长”更有力量
——以《平行四边形面积》教学为例

2021-12-28张荷洁

小学教学设计(数学) 2021年7期
关键词:方格度量长方形

文|张荷洁

数学思想是解决数学问题的重要法宝,小学数学教材文本中蕴含着丰富的数学思想。而小学阶段的教学,教师往往只注意知识的学习和积累,并未重视对这些知识起到联系作用的思想方法的掌握,这对学生数学后继学习能力的发展势必会造成不利的影响。教师要用心体察教材的编写意图,用好课本中的材料,凸显思想方法的作用。

《平行四边形面积》是多边形面积教学的起始课,用转化的思想方法推导面积计算公式对学生来说不仅是第一次,它还对学生进一步探究三角形、梯形面积具有较强的价值引领作用。纵观《平行四边形面积》一课的教学,一般都设计剪拼的环节,使学生感悟转化的思想,也为下一步面积的教学积累一定的活动经验。但转化思想的习得总感觉不是那么自然。怎样才能更好领悟教材编写的意图,使转化思想自然而然地发生?基于这样的思考,笔者从教材切入,对《平行四边形面积》教学进行了进一步的研究,以期将教材中丰富的数学思想化隐为显。本文结合《平行四边形面积》教学,聚焦于学生数学学习的生长点, 从叩问和教学反思与改进两个维度出发,就如何尝试探讨盘活数学思想,让面积“生长”更有力量做一些阐述。

一、以面积度量唤起经验,自主寻找面积“生长”根源

建构主义教学理论认为:教学要激活学生原有的知识经验,并让其作为基点,生长出新的经验。《平行四边形面积》的学习也不例外,教学要找准学生的思维原点,从而寻找学生思维的最近发展区。

1.叩问:如何自主寻找面积“生长”根源?

《数学课程标准(2011年版)》指出:面积是图形与几何领域测量部分的重要内容。“数起源于数,量起源于量。”这是大家熟知的一句名言。对于第二学段五年级的学生而言,线段属于一维图形的量已经比较熟悉,要知道线段的长短大都会用一维的长度单位去度量,而面积也是一种量,属于二维图形的量,相比之下,学生对面积这个量的认识要陌生得多。所以在教学《平行四边形面积》的引入中,如何让学生自主想到用二维的面积单位小方格去度量面积,这是《平行四边形面积》学习的数学本质,也是面积“生长”的根源所在。

2.教学反思与改进:用数学的眼光观察面积,唤起面积度量的经验。

《平行四边形面积》教学的引入,通常有如下两种,第一种教学引入:一部分教师采用类比法引入,长方形面积的计算方法是长乘宽,继而引发猜想:平行四边形的面积怎么求?于是有的学生用底和高相乘计算出平行四边形的面积,也有的学生用平行四边形的长和宽(两条邻边)相乘,进而提出问题,求平行四边形的面积计算到底能不能用邻边相乘的方法?第二种教学引入:一部分教师直接以数方格引入教学。如给出一个透明的方格纸,要求学生以方格纸为工具进行比对,从而数出平行四边形的面积。

分析第一种教学引入,平行四边形的面积学生还没有研究过,就直接要求学生计算它的面积,这样的引入势必会让部分学生感到为难,会引起学生错误的猜测。学生用平行四边形的长和宽(两条邻边)相乘计算面积,是因为受长方形面积公式表达形式负迁移的影响,而忽视了长方形面积公式是一个度量结果的实际意义。

分析第二种教学引入,以学生的已有经验为基础,能让学生开展方格纸的比对度量活动,继而计算平行四边形面积单位的数量,对理解平行四边形面积提供了意义支撑。但第二种教学引入,教师要“我”量的意图明显。

上面教学分析,引发了我的教学思考:能否变要我“量”为我要“量”,唤起学生自觉度量的意识呢?教学实践中我们对第二种教学引入做了如下的改进:在度量活动之前,唤起学生对平行四边形面积的意义感性认识。平行四边形面积是二维空间的量,其意义的理解对学生而言是认识上的一次飞跃,虽然学生在之前有学习“认识面积”和“长方形与正方形的面积”作为基础,但对于学生来说,经验积累还不厚实。引入新课时,要引导学生用数学的眼光观察图形,从熟悉的长方形面积入手,回忆长方形面积公式表达形式的实际意义,再通过类比与正向迁移,让学生先说说对平行四边形面积的认识,进一步理解平行四边形的面积同样是一个量,要计算平行四边形的面积,同样可以通过测量进行研究。

二、以化零为整解决困惑,让面积转化意识悄然萌芽

材料引起活动,材料引发思考。小方格是学生学习数学的重要材料,可以促进学生空间观念的形成和发展,在本课的学习中,数方格活动同样要赋予它丰富的教育价值。

1.叩问:如何让面积转化意识悄然萌芽?

不同版本小学数学教材的编排,都安排有数方格计算图形计算面积的活动,毫无疑问,数方格是一种直观度量面积的方法,是“度量思想”的重要载体,在《平行四边形面积》的教学中,应该如何挖掘数方格活动的教育价值?数方格活动如何才能更好地发挥作用?除了求得图形面积的结果外,数方格活动的过程能否引发学生思考,进而让面积转化意识悄然萌芽?这是笔者在本课教学研究中的另一个思考点。

2.教学反思与改进:数方格活动引发猜想,在化零为整中解决困惑。

教学中,用方格测量平行四边形的面积,会遭遇这样的尴尬:不满一格,该怎么算?为解决此问题,执教教师大都在数方格前就规定“不满一格的都按半格计算”,然后根据平行四边形和长方形数得的结果,引导学生进行比较,发现两个图形之间的等量关系,为后面的面积转化奠定基础。

分析以上教学,这样的规定能让数格子活动顺利地进行下去,但也束缚了学生的思维。为什么“不满一格都按半格计算”,对于这样的规定学生知其然而不知其所以然。何况这样的规定具有局限性,当平行四边形发生变形,底边和邻边的夹角越来越小时,这样的规定就会失去合理性,会导致计量结果的错误。

小学生的思维主要是形象思维,平面图形的转化需建立在熟知图形的特征基础上,如何让图形特征具体形象化,方格图是重要中介。为发挥小方格的作用,使数方格活动更有教学价值,教学实践中我们做了如下改进:在学生使用方格这个重要的数学工具时,不做“不满一格的都按半格计算”的规定,而是先放手让学生自己去探索、去研究。数方格的过程中学生自己会发现有的满格,有的不满格。不满格的面积怎么计量?从而引导学生从细微处入手,仔细观察在方格图中不满格的面积,利用方格图凸显图形特征的优势让学生进行空间想象,自觉产生不满格的图形面积可以拼补成完整格子面积的意识,然后再进行剪拼、平移、补整,通过出入相补活动,不满格的面积都凑成了满格的面积,最后再进行计数。解决问题的过程中化零为整的思想油然而生,不仅解决了不满格方格计量的困惑,也促进了面积转化的悄然萌芽。

三、以等积变形实现联结,让“面积生长”更通畅

布鲁纳的学习理论告诉我们:学习实质就是建立同类事物的联系。数学学习也是如此,教学中教师应引导学生把握知识内在整体关联,在探寻联系中主动建构知识,形成结构。在本课教学中,平行四边形面积学习同样要与它有关的内容发生关联,从而实现“教”与“学”的增值。

1.叩问:如何转化让面积“生长”更通畅?

转化是数学学习中一种最常用的基本思想方法,《多边形面积》这一单元中面积公式的推导都运用了转化的思想方法。根据教材编排的特点,多边形面积教学应根据图形间的内在联系安排教学顺序,促进教与学的迁移。将平行四边形转化成长方形,通常有两种方法:一种是通过变形将平行四边形“拉成”长方形;另一种是通过剪拼转化。究竟哪一种转化能让面积“生长”更通畅?相比较,第一种转化采用变形的方法,转化前后图形的形状发生了变化,面积也随着发生了变化,是属于不等量转化,不利于学生寻找面积之间的关联。而另一种转化采用剪拼的方法,转化前后图形的形状虽然发生了变化,但面积大小依然不变,属于等量转化。显然,要计算转化前图形的面积,学生有等量代换的活动经验,变化中抓住面积不变可以帮助学生找到图形之间的关系,从而顺利地解决问题。

2.教学反思与改进:于变中抓不变量,以等积变形实现联结。

纵观平行四边形面积的教学,不管是哪一种方法导学,教师都会引导学生经历将平行四边形转化成面积相同的长方形———等积变形的过程,再通过观察、比较,寻找图形之间的关联:观察转化前后的两个图形,你有什么发现?然后进行比较、沟通,得出平行四边形面积的计算公式。

数学是一门讲“理”的学科,数学知识的习得要由“理”来支撑,平行四边形面积公式的得出需要引导学生有理有据地推导,要发展学生的合情推理能力。但由于小学生注意力发展还不完善,教学中“变与不变”的同时出现,会分散学生的注意力,干扰学生的理解。如何在“变与不变”中更好地实现图形之间的联结,以达成对平行四边形面积计算的深刻理解?

人们认识事物总是从整体到部分,然后再由表及里,逐步深入,学生对平行四边形面积公式推导过程也应如此。教材提供的运算定律或其他的性质的教学思路,给了我们很大的启发。结合这样的思考,实践中我们对本环节教学做了如下的改进:基于上述的数方格度量带来转化的启示,通过进一步的观察、思考和操作让平行四边形面积等积变形后,先让学生从整体认识入手,发现面积总量不变的原理,然后探寻图形各部分之间的关联,借用数学语言描述转化前后图形各部分的关联,得出平行四边形的面积等于底乘高,接着再通过有“据”验证,举例说明:是不是所有的平行四边形都可以这样转化,让不完全归纳推理力求“完全”,以促成对平行四边形面积公式推理过程的真正理解。

总之,《平行四边形面积》的学习就如一棵大树的生长,如果把学生经历了学习过程后习得的数学思想称为“生长点”,我们要找准“生长点”,盘活数学思想,唤起经验,让其厚实根基、自然萌芽、根本通畅,并对其施肥、灌溉,让数学思想再“衍生”,再生长出新“生长点”,如此循环往复,面积的“生长”也就会更有力量,就能生长出更多的知识,从而达成学以致用、用以致学的目标。

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