劉善娜
“認識面積”是人教版三年級下冊“面積和面積單位”單元的起始課。本節(jié)課的相關研究甚多,學生的障礙皆有共識——周長和面積概念的混淆。為了幫助學生消除這一障礙,一般借助“看一看”“摸一摸”“涂一涂”“比一比”等操作活動來助力學生掌握面積概念。但是,經(jīng)歷了這些活動的學生,為什么在后續(xù)學習中仍然會出現(xiàn)周長與面積概念的混淆呢?是不是我們?nèi)匀粵]有尋找到學生出現(xiàn)概念混淆的根本原因?
面對一個長方形桌面,人的感官先感知到的應該是二維的面。但學生是先學一維的周長,這一感官認知的順序錯位是不是會對二維的面產(chǎn)生影響?從周長概念到面積概念,是一維到二維的遞升,學生在這個過程中真正的困難是什么?基于這樣的思慮,筆者和團隊教師一起對寧波地區(qū)10個學校共1670名學生進行了大數(shù)據(jù)的訪談、問卷和操作前測,確定學生的學習起點如下:
知識起點:學生對直觀的“長短”、“大小”能清楚辨析,91.4%的學生能理解數(shù)學書的封面比練習本的封面大,75%的學生能認識到封閉圖形才有大小,表明學生對“面積”的含義有一定的感悟。
經(jīng)驗起點:“面”和“面積”是不同的概念,學生眼里“面”比“面積”更抽象,只有26.9%的學生能描述 “什么是面”,卻有37.7%的學生能描述“什么是面積”。摸“面”時只是“點一點”的學生,經(jīng)由追問則發(fā)現(xiàn)他們并不認為“面”就是這個點,大意就是指“一個區(qū)域”——指認操作盡管不完整,本質(zhì)上的認知卻沒有偏差。但學生在摸面與周長后用自己的語言表述 “面在哪里,周長在哪里”的時候,有72%的學生表達的意思是“周長就是靠在外面的部分,面就是在里面的部分”。
情感態(tài)度起點:在說說你對“面”和“面積”的認識時,學生把與“面”和“面積”相關的知識經(jīng)驗都予以了暴露,但僅有0.6%的學生摸了曲面,72.9%的學生摸了長方形的面,說明“長方形的面”心理接納性最強。
可以發(fā)現(xiàn),有大部分學生認為周長屬于表面的“外面”一部分,面積屬于表面的“里面”一部分,可見學生無法感知到兩者之間一維、二維的差異,并由此生成了周長和面積混淆的根源。從抽象的一維到二維,對學生而言是一次認知飛躍。如何讓學生自發(fā)地感悟兩維的差異,順利地從一維走到二維,就成了這一課教學需要解決的根本問題。
一、 “面”不離體,初悟“面”的二維性
(一)摸各類面,感受“規(guī)則物體—不規(guī)則物體”的“面”的共性
物體的表面是一個二維的圖形,學生能直觀地感覺到它所占的區(qū)域具有一定的大小,能發(fā)現(xiàn)不同書面的大小之分,會比較“黑板面比桌面大”。但是要回答什么是“面”的問題,他們又無法應答,因為他們的認識是零散的、模糊的、感性的,需要一個全面、體驗、抽象的過程。
所以,課堂上教師還需準備含曲面的物體和不規(guī)則形物體。先放手讓學生摸課桌上的面,發(fā)現(xiàn)“面”有水平的平平的,也有豎起來的平平的,有大也有小,就有利于突破“面”的水平固像,然后再讓學生感知曲面。在經(jīng)歷了這一系列的摸面活動后,讓學生用自己的話說說什么是“面”。
生:我覺得面就是物體的表面,物體最上面的一層,有平的也有凹凹凸凸的。
生:我覺得面就像是物體最外面的衣服,像我們?nèi)说钠つw。
生:有各種各樣形狀的面,“面”把物體裹起來了。
生:面有大有小,有圓有方。
生:面是這樣摸過去整塊整塊的。
生:面有長方形、正方形、圓形等各種各樣的形狀。
因為學生對“面”的認知通常經(jīng)由對身邊常見物體表面的“摸一摸”形成,因此,要盡可能地提供豐富的直觀材料突破一些位置上、形狀上的認知局限,避免產(chǎn)生“面是水平的”“面是方形的”等片面認識,發(fā)現(xiàn)面共有的特征。
(二)蒙眼摸面,感受“橫向到邊—縱向到底”的面的二維特征
在教師沒有指導之前,學生摸面基本都是用手指點一點,那么如何讓學生自發(fā)地經(jīng)由規(guī)范的摸面來表達自己指的是“一個區(qū)域”的本意從而跨向二維?如果把學生的“直觀感覺”蒙起來,讓學生主動要求“我想把面摸完整”,那么學生就能更好地感知“體—面—線”的內(nèi)在序列,感受面的二維性。
師:認識它們嗎?(師出示:
生:長方體、正方體。
師:它們身上的面是什么形狀,看清了?如果把你的眼睛蒙起來,讓你摸一個面,你能猜出摸的是哪個立體圖形嗎?摸的次數(shù)要盡可能少哦。誰來試試?其余同學也有任務,要看清記住他是怎么摸的,摸了幾次。(學生一只手摸面)
生:(摸兩次)我知道了,是長方體。
師:摸了兩次,成功了。我們把他摸的痕跡表示出來。還有不同的摸法嗎?請這一桌同學上來,一個摸一個表示出摸的痕跡。 師:剛才第一位同學是橫著摸豎著摸,第二位同學是橫著摸了兩次,我們仔細觀察他們摸面的痕跡,雖然摸法不同,但是他們都摸出長方形的什么?
生:這樣摸,摸出了長方形的長和寬。
生:橫著摸兩次,長摸出來了,寬第一次摸出一大半,第二次摸出一小半,寬也摸出來了。
師:說得真有意思,第一次寬摸出了一大半,這個時候確定了哪一部分面的大?。浚ǖ糠郑┑诙螌捗隽艘恍“?,就確定了哪一部分的大小?(深色部分)兩次摸的面加起來,就確定了整個面的大小。
學生原本總是難以規(guī)范地摸出整個“二維”的面,常在內(nèi)部畫了個圈就算摸完,這是因為他在視覺上已經(jīng)看到了整個面?,F(xiàn)在蒙眼摸,學生為了感知的準確性就自發(fā)地從長、寬二維去摸,主動地從一維走向了二維。教師再結合摸“面”的過程幫助學生對長、寬進行度量刻畫,初步感受面積的可加性,對面的二維性形成更清晰的認識。
二、 貫通三維,體會“面”的二維性
目之所及一個物體,應該是先看見整個“體”再看見“面”最后才是“線”,可是學生是先測量周長,再測量面積,最后測量體積,因為一維、二維、三維,測量難度逐步遞增。認識“面”的大小,是從一維測量拓展到二維測量的飛躍,可以借助學生的視覺經(jīng)驗,去貫通一維、二維、三維。
(一)體上摸出面,體上摹出面——從三維到二維
面不離體,面可以從體上抽象出來。學生感受這樣一個過程,既能體會到面與體之間的聯(lián)系與區(qū)別,也有利于學生更好地理解“面”有別于“體”的二維特征。
師:你能不能想一個辦法,讓一個“面”走到我們的紙上來呢?
(學生拓、印面,展示交流作品“圓形”“硬幣拓印圓面”“長方形”“三角形”“正方形”,分別猜猜說說這個“面”來自什么物體)
師:“面”可以在物體的表面,也可以是這樣的平面圖形。
(二)線圍出面積,線沒圍出面積——從一維到二維
物體的表面在客觀上都可以視作一個有周界的“封閉”圖形,所以在講平面圖形時要借助“封閉”讓學生正確理解面積的含義:面積是對一個二維圖形的表面進行度量的結果,如果“表面”無法確定,那么就無法度量,也就沒有面積。
師:現(xiàn)在屏幕上有根線,長為30厘米。我用這根線圍出一些平面圖形,它們有面積嗎?請用黃色表示出它們的面積。
師:都認為第4個圖形沒有面積?你們是怎么想的?如果我想涂呢?(拿筆在實物投影上涂)
生:那就能一直涂下去了。
生:到底能涂多大的面積,根本不能確定,涂也涂不完。
生:只有封閉圖形才有確定的大小,才能涂完。
師:好,那你們就在已經(jīng)涂出面積的封閉圖形上用紅色筆涂出周長,再分別摸一摸面積、指一指周長給同桌看?,F(xiàn)在你覺得周長、面積有什么不同?
生:周長是一周的長度,面積是里面的大小。
生:周長在外面,面積在里面。
生:周長都是30厘米,面積大小各不相同。
師:周長是長度,是測量圖形一周得到的具體長度,這里是30厘米。而面積是整個面的大小。
課件直觀展示:
突出周長是一維測量的結果,是測量封閉圖形外面一周得到的長度,糾正學生腦海中“周長是面的一部分”“周長是面的外面部分”的一維二維混淆的根源性偏差。而用一維的線圍成二維的面,在封閉圖形中抽取出一維的周長和二維的面積,都能加深學生對周長和面積的維度感悟,對兩個概念的本質(zhì)會有更深的理解。
三、 度量成積,理解“面”的二維性
人教版教材添加了“面積守恒”的知識點,并不僅僅是為了感知面積的大小“不變”,而是在“可加可減”的測量中認識到面積的測量本質(zhì)。而在“面積”概念的學習過程中,感受面積與周長的度量差異也有助于凸顯兩個概念之間的區(qū)別。
(一)借格子圖測量,利用大小的“塊狀測量”感受面的二維特征
在“認識面積”一課的教學中,對于面積大小的比較,更多的只是直觀視覺上的判斷或是直接的比較,如果借用格子圖,既能為測量打下基礎,也能讓學生“一塊一塊”地數(shù)出面積,即從二維的角度用簡單的數(shù)據(jù)來表述面的大小,從而進一步理解面積的含義。
師出示右圖:
師:周長都是30厘米,面積大小各不相同,它們的面積會是多少呢?正方形的面積有多大?和幾個格子一樣大?你是怎么看出來的?能上來數(shù)一數(shù)嗎?
師:嗯,正方形的面積=9個格子的大小。那么,誰的面積比9個格子的面積大?誰比9個格子的面積?。窟@兩個圖形(師出示左圖)也想和長方形比面積,誰的面積大呢?和同桌說一說你是怎么想的。
一開始,課件上的正方形上并沒有格子線,要知道它有幾個格子那么大,對一部分學生來說是有挑戰(zhàn)的。因此在一部分學生表達自己的觀點后,隨即出現(xiàn)格子線進行輔助,使全部學生都能看出兩個圖形的大小。學生計數(shù)表述的過程,就是一個簡單的測量過程。而面積相同、形狀不同的圖形的比較,則是讓學生在計數(shù)測量的同時,感受面積作為二維測量的結果是可加可減的,可以“塊狀”地分割累計。
(二)借釘子板拉伸,利用矩形的“二維擴張”理解面的變化要素
學生后續(xù)要學習的平面圖形的面積計算,都會比較明顯地涉及面積的二維特性,那么在初始學習階段就可以借助直觀圖像讓學生對面積“變化”有更清晰的認識,同時對面積變化的二維特性有更深的理解。
師:現(xiàn)在老師在釘子板上圍出這樣的一個長方形(出示3×2的長方形),這個長方形的面積有多少個格子這么大?
師:現(xiàn)在要使這個長方形的面積變大,你有哪些方法?(作品反饋)
生:可以把橡皮筋往右拉,面積就大了。
師:往右拉,長方形的什么變長了?
生:長方形的長從3格變成4格了,變長了,往左拉也可以。
師:這時增加的面是哪一部分?什么形狀?有多大?(
生:增加的部分是一個長是1,寬還是2的長方形。
師:非常好。下一個同學能不能也這樣來說說你是怎么做的,面積大在哪兒?
生:我是長不變,寬拉大了。增加的面積也是一個長方形。
生:我是把長方形的長和寬都變長。增加的面積可以看作是兩個長方形。
生:我也是把長和寬變長,長方形面積變大了,變大的部分可以看作是4個長方形。
借助彩色皮筋在釘子板上的簡易操作,面積從“不變”走向“變化”。結合課件的直觀展示,抓住“面積增加在哪里”,讓學生認識到“一個維度變化另一個維度不變(長變寬不變)、兩個維度變化,增加的都是能確定二維的面”,使學生清楚地認識到面積變化的二維特性。
要讓學生認識到周長和面積都是度量的結果,它們之間有聯(lián)系又有區(qū)別,要讓學生對面的二維性形成深刻的認知,認識到面積是二維度量的結果,就必須充分去了解學生的學習起點,尋找到學生出現(xiàn)概念混淆的根本原因,從而幫助學生從“一維周長和二維面積都是面的一部分”的認知誤區(qū)中走出來,引導學生從一維走向二維。
參考文獻:
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