《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》在總體目標(biāo)中指出:“通過義務(wù)教育階段的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí),學(xué)生能夠獲得適應(yīng)未來社會(huì)生活和進(jìn)一步發(fā)展所必需的數(shù)學(xué)基本知識、基本技能、基本思想、基本活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)?!币虼耍覀冊谛W(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,挖掘教學(xué)內(nèi)容中包含的數(shù)學(xué)思想方法,適時(shí)向?qū)W生滲透這些數(shù)學(xué)思想方法。如我在“圓面積”教學(xué)中,力求滲透轉(zhuǎn)化、極限和寓算于理的數(shù)學(xué)思想方法。
教學(xué)片斷一:情境導(dǎo)入,滲透轉(zhuǎn)化思想
1.多媒體出示:學(xué)校草坪中間的噴水龍頭灑了一圈水。
師:看了剛才的演示,你想提出哪些與數(shù)學(xué)有關(guān)的問題?
?。ńY(jié)合學(xué)生的提問,抓住有關(guān)周長和面積的問題,引導(dǎo)學(xué)生區(qū)分圓的周長和面積,同時(shí)引出課題“圓的面積”,明確“圓面積”的含義)
2.確定轉(zhuǎn)化策略。
師:我們還不會(huì)計(jì)算圓的面積。同學(xué)們,你們想一想,當(dāng)我們還不會(huì)計(jì)算平行四邊形面積的時(shí)候,是利用什么方法推導(dǎo)出了平行四邊形的面積計(jì)算公式呢?
生1:我們是用“割補(bǔ)法”將平行四邊形轉(zhuǎn)化成長方形推導(dǎo)出平行四邊形的面積計(jì)算公式。
師:同學(xué)們再想想,我們又是怎樣推導(dǎo)出三角形的面積計(jì)算公式的呢?
生2:我們同樣可以用“割補(bǔ)法”將三角形轉(zhuǎn)化成長方形推導(dǎo)出三角形的面積計(jì)算公式。
師:對了,當(dāng)我們不會(huì)求平行四邊形、三角形的面積時(shí),可以先將平行四邊形、三角形“轉(zhuǎn)化”成我們已經(jīng)會(huì)求面積的其他圖形(如長方形)的方法來推導(dǎo)出它們的面積計(jì)算公式。這種把新知轉(zhuǎn)化為舊知的方法,是我們解決新問題的一般方法。
分析:通過復(fù)習(xí)平行四邊形、三角形面積公式的推導(dǎo)過程,讓學(xué)生回憶舊知,引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用舊知類比遷移,使學(xué)生對轉(zhuǎn)化思想有了初步的感知,明確化未知為已知的解決問題的策略,有意識地對學(xué)生進(jìn)行學(xué)法指導(dǎo)?;粗獮橐阎霓D(zhuǎn)化思想,利于學(xué)生運(yùn)用已有知識解決新問題。
教學(xué)片斷二:探究新知,滲透轉(zhuǎn)化和極限思想
?。ㄗ寣W(xué)生通過猜測、操作、驗(yàn)證的策略探究圓面積的計(jì)算方法)
1.猜測。
?。ㄍㄟ^數(shù)方格的方法猜測圓的面積)
師:請同學(xué)們看屏幕(出示圖一),在正方形中,每一小格表示1平方厘米,這個(gè)正方形的邊長是幾厘米?
師:你能通過正方形紙片數(shù)出每個(gè)圓的面積大約是多少平方厘米嗎?
圖一
師屏幕出示:正方形的面積 =()平方厘米
個(gè)圓的面積 ≈()平方厘米
圓的面積 ≈()平方厘米
?。ㄒ龑?dǎo)學(xué)生數(shù)后進(jìn)行交流)
生1:正方形的面積 =r2=16。
生2:個(gè)圓的面積 ≈ 一個(gè)正方形的面積 ≈ 13。
生3:整個(gè)圓的面積是它半徑平方的3倍多一些。
屏幕出示:圓的面積大約是正方形面積的3倍多一些。
師:我們通過一個(gè)圖形的研究得出的結(jié)論不一定正確,要想證明結(jié)論正確,還要再多研究一些邊長不同的正方形面積與圓面積的關(guān)系。請同學(xué)們進(jìn)一步研究下面兩個(gè)圖形,并填表。(大屏幕出示圖二、圖三)
圖二圖三
根據(jù)學(xué)生填表的數(shù)據(jù),師生共同猜測、歸納、總結(jié):圓的面積大約是正方形面積(圓半徑平方)的3倍多一些。
2.操作。
師:請同學(xué)們用準(zhǔn)備好的剪刀和紙想辦法剪出一個(gè)圓,看誰剪的最圓。(學(xué)生動(dòng)手操作后交流展示)
生1:我是先用圓規(guī)在紙上畫一個(gè)圓,然后沿著圓的周長剪出一個(gè)圓。
生2:我將一元的硬幣放在紙上,然后沿著硬幣的一周畫出它的周長,再沿周長就可以剪出一個(gè)圓。
師:還有其他的剪法嗎?
生3:我先把紙對折一次,這樣,只要剪半圓,把紙展開后就能剪出一個(gè)圓了。(教師對這種剪圓的方法予以肯定)
生4:我把紙對折兩次后再剪,只要剪四分之一的圓,剪起來更方便。
師:從上面第三種、第四種剪法中,你受到什么啟發(fā)?你能改進(jìn)一下你們剪的方法嗎?請?jiān)囈辉嚢桑。▽W(xué)生開始嘗試對折后再剪,剪后再次進(jìn)行交流)
生5:我對折四次后剪了一刀,展開后像一朵花,為什么不是圓呢?
師:其他同學(xué)對于這個(gè)問題是怎么想的?
生6:我發(fā)現(xiàn)“平著”剪一刀,展開后就是圓。
師:這個(gè)發(fā)現(xiàn)很重要。同學(xué)們用這種方法再試一試。(學(xué)生嘗試后再次進(jìn)行交流)
師:圓是個(gè)曲線圖形,為什么把一張紙對折若干次后剪一刀展開后會(huì)變成圓,而且對折的次數(shù)越多,剪出的越圓呢?
生7:我國古代數(shù)學(xué)家在計(jì)算圓周率時(shí),就是把圓看成是近似的正六邊形、正十二邊形……內(nèi)接正多邊形的邊數(shù)越多,周長越接近圓的周長。所以,我們只要把紙進(jìn)行多次對折,對折的次數(shù)越多,剪的兩點(diǎn)就越近,剪出的就越圓。
師:仔細(xì)觀察我們剪出的沒有展開之前的圖形,是什么圖形?
生:等腰三角形。
師:比較展開后的圓和等腰三角形,你發(fā)現(xiàn)了什么?
生8:圓是由許多這樣的等腰三角形組成的圖形,其中兩條相等的邊,即等腰三角形的腰就是圓的半徑,所剪出的線段就是等腰三角形的底。
3.探究。
師:你們能推導(dǎo)出圓面積的計(jì)算公式嗎?請同學(xué)們以小組為單位試一試。(學(xué)生小組合作、嘗試推導(dǎo)圓面積計(jì)算公式后交流匯報(bào))
生9:我們組發(fā)現(xiàn)圓是由許多個(gè)同樣的等腰三角形拼成的圖形,只要求出其中一個(gè)三角形的面積,再用一個(gè)三角形的面積乘三角形的個(gè)數(shù)就能得到圓的面積。
生10:我們小組把一張紙對折四次剪出一個(gè)圓,設(shè)圓的周長為C,三角形的底就是八分之C,三角形的高為圓的半徑r,圓面積等于一個(gè)三角形的面積乘8。
?。◣煾鶕?jù)學(xué)生說明進(jìn)行板書:圓面積=×r××8=×r× ×8=πr2)
生11:我們小組想象把一個(gè)圓分成n個(gè)極小的三角形,每個(gè)小三角形的面積為×r×,則圓的面積=×r××n=×r××n=πr2 。
師:誰還有其他的推導(dǎo)方法嗎?
生12:上面的算法太麻煩了。我們知道圓是由許多同樣的等腰三角形組成的圖形,可以把圓等分成32個(gè)等腰三角形,再拼成一個(gè)近似的長方形,圓的面積就等于拼成的近似長方形的面積,長方形的長是圓周長的一半(πr),寬是圓的半徑(r)。
教師展示課件(圖四):
圖四
師板書:長方形的面積= 長×寬
↓↓
圓的面積=πr×r=πr2
S=πr2
4.驗(yàn)證。
師引導(dǎo)學(xué)生對通過探究得到的圓面積(半徑平方的π倍)和前面猜測的圓面積(圓的面積是它半徑平方的3倍多一些)進(jìn)行比較,驗(yàn)證猜測的正確性。
5.欣賞。
師:通過把圓轉(zhuǎn)化成近似長方形可以推導(dǎo)出圓的面積計(jì)算公式,還可以轉(zhuǎn)化成其他圖形嗎?請同學(xué)們欣賞圓還可以轉(zhuǎn)化成哪些我們已經(jīng)學(xué)過的圖形。(課件展示:把一個(gè)圓平均分成16份)
(1)把圓轉(zhuǎn)化成一個(gè)近似的三角形(如圖五)。
三角形的底是圓周長的,高是4r,圓面積=三角形面積=×2пr×4r×=пr2。
?。?)把圓轉(zhuǎn)化成一個(gè)近似的梯形(如圖六)。
梯形的上底是圓周長的3/16,下底是圓周長的5/16,高是2r,圓面積=梯形面積=(c+c)×2r×=×2пr×2r×=пr2。
分析:讓學(xué)生在剪圓的過程中逐步意識到把一張紙對折次數(shù)越多,“平著”剪一刀剪出的圓越圓,從中發(fā)現(xiàn)圓是由許多等腰三角形組成的,這樣就把抽象的極限思想轉(zhuǎn)化為學(xué)生看得見、摸得著的具體剪圓的操作過程。通過剪圓,也為把圓轉(zhuǎn)化為已知的圖形作鋪墊,幫助學(xué)生理解剪圓時(shí)剪出的等腰三角形可以拼成一個(gè)近似的長方形,從而推導(dǎo)出圓的面積公式。同時(shí),在實(shí)施把圓(未知圖形)轉(zhuǎn)化為長方形、三角形、梯形等(已知的圖形)這一解決問題的策略時(shí),也滲透了“觀察——猜測——驗(yàn)證——得出結(jié)論”的數(shù)學(xué)思想方法。
教學(xué)片斷三:拓展運(yùn)用,滲透寓理于算的思想
在拓展練習(xí)中,出示:正方形的面積是5平方分米,求這個(gè)正方形內(nèi)最大圓的面積。(學(xué)生練習(xí)后交流)
師:你是怎樣想的,能把求圓面積的方法說出來和大家分享嗎?(大部分學(xué)搖頭)
師:為什么搖頭?
生1:要求圓面積,就要知道圓的半徑、直徑或周長,從題中的條件看,找不到其中的任何一個(gè)條件。
師:不知道圓的半徑,無法求圓的面積,要是知道圓的半徑的平方能不能求出圓的面積呢?
?。ù蟛糠謱W(xué)生思考后都能正確地完成)
分析:中科院院士、著名數(shù)學(xué)家張景中指出:“推理是抽象的計(jì)算,計(jì)算是具體的推理,圖形是推理和計(jì)算直觀的模型。”從計(jì)算發(fā)展到推理,逐步滲透寓理于算的重要數(shù)學(xué)思想,而寓理于算的思想?yún)s容易被人們忽視。從表面上看,只告訴正方形的面積,小學(xué)生無法求出正方形內(nèi)最大圓的面積,因?yàn)橐髨A的面積,一般要知道圓的半徑、直徑或周長,而本題中這三個(gè)條件一個(gè)都沒有告訴。事實(shí)上,我們只要利用半徑的平方就能求出圓的面積,即S=πr2=3.14×5=15.7(平方分米)。學(xué)生不能求出圓面積,是因?yàn)閷W(xué)生不能把計(jì)算轉(zhuǎn)化為推理。因此,我們要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識計(jì)算和推理的關(guān)系,從計(jì)算發(fā)展到推理,逐步滲透寓理于算的數(shù)學(xué)思想。
?。ㄘ?zé)編黃海)