□張維國(guó) 肖清華 程 力
隨著基礎(chǔ)教育課程改革的推進(jìn),發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)已成為學(xué)校教育教學(xué)的主要任務(wù)。為培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),教師必須將目光聚焦于課堂教學(xué),擺脫以往淺層的、表層的課堂教學(xué),實(shí)施有深度、有廣度、有關(guān)聯(lián)度的深度教學(xué)。
深度教學(xué)是一種教學(xué)理念,以知識(shí)觀和發(fā)展的學(xué)習(xí)觀來(lái)看,深度教學(xué)注重發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,讓學(xué)生深度參與教學(xué)過程;強(qiáng)調(diào)完整地處理知識(shí),讓學(xué)生深刻把握教學(xué)內(nèi)容,增強(qiáng)學(xué)生知識(shí)學(xué)習(xí)的意義感、自我感和獲得感?,F(xiàn)以“組合圖形面積”一課為例,嘗試從實(shí)踐層面探索實(shí)施深度教學(xué)的路徑。
師:同學(xué)們,我們學(xué)過哪些平面圖形?
生:三角形、長(zhǎng)方形、正方形、平行四邊形、梯形、圓形、菱形。
師:我們可以把這些平面圖形稱為基本圖形。仔細(xì)觀察圖1,它們分別是由哪些基本圖形拼成的?
圖1
圖2
生:第一幅圖形是由5個(gè)三角形、1個(gè)正方形和1個(gè)平行四邊形拼成的。
師:你觀察得真仔細(xì),那第二幅和第三幅圖呢?
生:我發(fā)現(xiàn)第二幅圖也是由5個(gè)三角形、1個(gè)平行四邊形、1個(gè)正方形組成的。
生:第三幅圖也是(由5 個(gè)三角形、1 個(gè)平行四邊形、1 個(gè)正方形組成),我發(fā)現(xiàn)這三個(gè)圖案都是用七巧板拼的圖形。
師:你不僅善于觀察,還善于動(dòng)腦。繼續(xù)往下看,圖2是科學(xué)館的指示牌,它由哪些基本圖形組成?
生1:它是由三角形和長(zhǎng)方形組成的。因?yàn)閺倪@里面切一條豎線就分成一個(gè)三角形和一個(gè)長(zhǎng)方形。
生2:這個(gè)圖還可以由三角形、長(zhǎng)方形、正方形組成。我在長(zhǎng)方形里畫兩條豎線段,就能分成三個(gè)平面圖形。
生3:我不同意他(生2)的畫法,我認(rèn)為還是畫一條好,因?yàn)樗怯蓛蓚€(gè)簡(jiǎn)單的平面圖形來(lái)組成一個(gè)指路牌的。
師:(指向生2,追問)你覺得呢?
生2:聽了他的講解,我覺得有道理。還是畫一條線段好,如果畫兩條線段的話,會(huì)變成三個(gè)圖形,就需要算三遍,畫一條線段只需要算兩遍,然后加起來(lái)就可以了,一條線段比較簡(jiǎn)單。
生4:我想補(bǔ)充一點(diǎn)。我也覺得畫一條線段比較好,如果畫兩條線段,就要分割成一個(gè)長(zhǎng)方形、一個(gè)正方形、一個(gè)三角形,更加復(fù)雜了。
師:綜合大家的意見,只要畫幾條線段?
生(全體):一條。
師:你們分析得真透徹啊,像這樣把復(fù)雜的問題變簡(jiǎn)單,把陌生的圖形變熟悉,是數(shù)學(xué)上的化繁為簡(jiǎn)思想。在這個(gè)過程中,你們有什么發(fā)現(xiàn)嗎?
生5:我發(fā)現(xiàn)同一個(gè)圖形,用不同的分法可以分為不同的基本圖形。
師:也就是說(shuō),同一個(gè)圖形可以看作是由不同的基本圖形拼成的。
在這一環(huán)節(jié),教師通過復(fù)習(xí)基本圖形,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)七巧板拼成的復(fù)雜圖形以及指示牌等圖形,都可看作是由一些基本圖形拼成的,可以用“畫線”的方法把組合圖形分割成基本圖形。在這一過程中,學(xué)生通過闡述、質(zhì)疑、爭(zhēng)辯、追問,發(fā)現(xiàn)“不同的分法可以分為不同的平面圖形”,實(shí)現(xiàn)了深度教學(xué)的理念,也為新知學(xué)習(xí)與探究做好了鋪墊。
師:同學(xué)們對(duì)單個(gè)的基本圖形的面積已經(jīng)掌握,像這些組合圖形的面積又該怎樣計(jì)算呢?今天這節(jié)課,我們就一起來(lái)探求組合圖形的面積計(jì)算方法。
出示例題:小華家要在客廳鋪地板(客廳平面圖如圖3),請(qǐng)你根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)算一算小華家客廳至少要買多少平方米的地板?
1.估算與猜測(cè)
師:誰(shuí)來(lái)估一估,大約要買多少平方米的地板?
生:56㎡;生:42㎡;生:36㎡。
師:我們估計(jì)的數(shù)據(jù)都不一樣,怎么辦呢?
生:需要計(jì)算出地板的面積。
圖3
師:說(shuō)得好,要算出準(zhǔn)確的面積。下面就讓我們一起來(lái)算一算。
2.探究與交流
(1)提出活動(dòng)要求,讓學(xué)生獨(dú)立畫一畫、算一算。
活動(dòng)要求:a.畫一畫:先在課堂作業(yè)單上的客廳平面圖上畫一畫;b.算一算:根據(jù)畫的方法,計(jì)算出客廳的面積;c.想一想:你還能想出別的方法嗎?請(qǐng)?jiān)谄渌膱D上畫一畫,再算一算。
(2)在小組交流的基礎(chǔ)上組織全班交流。
師:我們請(qǐng)同學(xué)到前面來(lái)說(shuō)一說(shuō),你是怎么算的?
生1:我把這個(gè)圖形分成了兩個(gè)長(zhǎng)方形(如圖4),那么6-3=3(m),接下來(lái)就用4×3=12(㎡),3×7=21(㎡),最后算出客廳面積是12+21=33(㎡)。
圖4
圖5
生2:我把這個(gè)組合圖形分成了一個(gè)正方形和一個(gè)長(zhǎng)方形(如圖5),我們知道正方形的每一條邊是相等的,所以要算這個(gè)正方形面積就要把它的邊長(zhǎng)算出來(lái),7-4=3(m),正方形面積就是3×3=9(㎡),然后長(zhǎng)方形的長(zhǎng)是6m,寬是4m,4×6=24(㎡),再求出正方形和長(zhǎng)方形的面積之和就等于組合圖形的面積,即24+9=33(㎡)。
生3:我是這樣算的,左邊大長(zhǎng)方形的寬是4m,可以分成兩個(gè)寬是3m,長(zhǎng)是4m 的小長(zhǎng)方形(如圖6)。只要算出2個(gè)小長(zhǎng)方形的面積和右邊1 個(gè)正方形的面積,就能求出客廳總面積。師追問:像這樣分成2 個(gè)長(zhǎng)方形和1 個(gè)正方形的計(jì)算會(huì)比生2的方法簡(jiǎn)單嗎?
圖6
生(全體):復(fù)雜。
師追問:為什么會(huì)復(fù)雜?
生4:因?yàn)樯? 的方法是把左邊整體的長(zhǎng)方形再繼續(xù)分割成兩個(gè)小長(zhǎng)方形。照這樣分,要先求出小長(zhǎng)方形面積,再求大長(zhǎng)方形面積,最后求客廳面積。計(jì)算就會(huì)由簡(jiǎn)單的一步變成復(fù)雜的兩步。生2的方法比較簡(jiǎn)單,左邊長(zhǎng)方形可直接用6×4算出面積,再與右邊正方形面積相加就得出總面積。
生5:我想補(bǔ)充,其實(shí)在數(shù)學(xué)中沒有說(shuō)誰(shuí)的方法行或者不行,只是我們把復(fù)雜的題目變簡(jiǎn)單,把陌生的圖形畫成我們熟悉的圖形。按生2 的方法在圖形旁邊畫一條豎線段分成一個(gè)長(zhǎng)方形和一個(gè)邊長(zhǎng)為3m的正方形就可以了,再分長(zhǎng)方形,畫蛇添足了。能直接求的面積就不要走彎路去繞,生2的方法更簡(jiǎn)單。
師:你解說(shuō)得真透徹?;睘楹?jiǎn),變復(fù)雜為簡(jiǎn)單是數(shù)學(xué)中非常重要的轉(zhuǎn)化思想。(板書:繁→簡(jiǎn),復(fù)雜→簡(jiǎn)單,轉(zhuǎn)化)
生6:我的這個(gè)方法可能比前面的方法要復(fù)雜一點(diǎn),我是把這個(gè)組合圖形分成兩個(gè)梯形(如圖7)。左邊梯形上底就用6-3=3(m),右邊梯形的上底是7-4=3(m),兩個(gè)梯形的下底和高都已知,根據(jù)梯形的面積公式就可以求出客廳的總面積是18㎡與15㎡的和,是33㎡。
圖7
圖8
生7:我還有不一樣的方法,我的方法是不把它切割,而是在這個(gè)少的地方補(bǔ)上一個(gè)正方形(如圖8)。因?yàn)檠a(bǔ)上這個(gè)正方形它就變一個(gè)大的長(zhǎng)方形。
生8提出質(zhì)疑:補(bǔ)上的圖怎么知道它是一個(gè)正方形?
生7:因?yàn)檫@個(gè)長(zhǎng)方形的長(zhǎng)是7m,左邊已知部分是4m,右邊未知部分就是7-4=3(m);再看大長(zhǎng)方形的寬是6m,已知部分是3m,未知部分就是6-3=3(m),未知部分的長(zhǎng)和寬的邊長(zhǎng)都是3m,所以就是正方形。然后用6×7=42(㎡),算出整個(gè)大長(zhǎng)方形的面積。再減去正方形3×3=9(㎡)的面積就等于這個(gè)客廳的面積。42-9=33(㎡)。大家還有什么疑問嗎?
生9:我有一種比這更容易理解的方法。因?yàn)槲覀円郧皩W(xué)習(xí)求梯形面積的時(shí)候用兩個(gè)一樣的梯形把它拼成一個(gè)平行四邊形,那我發(fā)現(xiàn)用兩個(gè)一樣的圖形可以拼成一個(gè)大的長(zhǎng)方形,這個(gè)客廳的面積就是大長(zhǎng)方形面積的一半(如圖9)。
圖9
師:真的嗎?把你的方法給大家演示一下好不好?
生9:就是這樣的,這個(gè)長(zhǎng)方形的長(zhǎng)4+7=11(m),寬不變還是6m,11×6=66(㎡),客廳的面積是大長(zhǎng)方形面積的一半,就是66÷2=33(㎡)。
生10:我發(fā)現(xiàn)這個(gè)組合圖形剛好可分割成一大一小兩個(gè)長(zhǎng)方形,這兩個(gè)長(zhǎng)方形的寬都是3m,上面小長(zhǎng)方形分割后添補(bǔ)到下面來(lái),它們正好能拼成一個(gè)大長(zhǎng)方形(如圖10),大長(zhǎng)方形的面積就是客廳的面積,也就是長(zhǎng)為7+4=11(m),寬3m,面積為11×3=33(㎡)。
圖10
在這個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中,教師放手讓學(xué)生進(jìn)行嘗試與探究,在學(xué)生獨(dú)立思考的基礎(chǔ)上,再組織課堂分享與交流。在生生互動(dòng)的思維碰撞中,課堂不時(shí)激發(fā)出智慧的火花。學(xué)生不僅想到了四種常規(guī)思路,還想到了后面兩種富有創(chuàng)造力的方法,不僅深度參與教學(xué)過程,還深刻把握了教學(xué)內(nèi)容,提高了用多種方法解決問題的能力。
師:通過這些方法的交流,你有什么發(fā)現(xiàn)?
生1:我發(fā)現(xiàn)這些方法都有一個(gè)共同點(diǎn):可以把一個(gè)陌生的圖形通過添補(bǔ)或者分割,變成我們熟悉的圖形。
生2:該組合圖形通過同學(xué)們的分割和添補(bǔ),成為我們學(xué)過的基本圖形,我發(fā)現(xiàn)可以總結(jié)出兩種方法:一種就是前面三種包括最后一種方法都是割補(bǔ)法,把組合圖形分成我們熟悉的圖形。另外一種方法是把所缺的部分補(bǔ)充完整,然后算出完整圖形的面積,再減去添補(bǔ)部分的面積,就等于我們要算的面積。因此兩種方法是:割補(bǔ)法與添補(bǔ)空白法。
生3:我想補(bǔ)充,不管求什么圖形的面積都得知道一些數(shù)據(jù)。分割法就要知道兩個(gè)圖形求面積的數(shù)據(jù),再把兩個(gè)圖形的面積加起來(lái)。添補(bǔ)法也需要知道完整圖形的面積后再減去添補(bǔ)的面積。我們要找出那些沒有標(biāo)數(shù)據(jù)的地方,比如說(shuō)現(xiàn)在有一條邊沒有數(shù)據(jù),如果你需要它,就要找跟它相等的線段;如果沒有,就要找跟它相差的地方。比如用這個(gè)方法推算這個(gè)圖形是長(zhǎng)方形還是正方形,就看這條邊是多少。我們知道這條線段是7m,把這條線平行過來(lái),這條線段總共是7m,這里是4m,那么就是7-4=3(m),這是一種方法。
師:同學(xué)們善于觀察,善于思考,不僅發(fā)現(xiàn)了方法,還知道如何找圖形中隱藏的數(shù)據(jù),這是解決問題的關(guān)鍵,你們有一雙善于發(fā)現(xiàn)的眼睛。解決組合圖形的面積問題,既可以對(duì)組合圖形進(jìn)行分割,分割成我們學(xué)過的基本圖形,然后再加起來(lái)求和,這種方法叫分割法;也可以把缺了的部分補(bǔ)起來(lái),這種方法叫添補(bǔ)法。有時(shí)候,既用分割法又用添補(bǔ)法,比如像生10 的方法,我們是先分割,然后再添補(bǔ),這種就叫割補(bǔ)法。它可以幫助我們解決很多生活中求面積的問題。
在引導(dǎo)學(xué)生交流多種組合圖形面積的計(jì)算方法后,教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)深度思考,進(jìn)行總結(jié)和提升,歸納出解決組合圖形面積問題的常用方法——分割法和添補(bǔ)法,并讓學(xué)生體會(huì)和感悟到其中隱含的數(shù)學(xué)思想。
在課堂教學(xué)中,教師應(yīng)把握好一條明線和一條暗線。明線是學(xué)生對(duì)基本知識(shí)與基本技能的掌握,暗線是學(xué)生對(duì)基本數(shù)學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)的積累和對(duì)基本數(shù)學(xué)思想方法的感悟。本課教學(xué)的明線是引領(lǐng)學(xué)生思考并掌握組合圖形面積的計(jì)算方法,暗線是讓學(xué)生積累“割”或“補(bǔ)”組合圖形的活動(dòng)經(jīng)驗(yàn),感悟“轉(zhuǎn)化”這一重要的數(shù)學(xué)思想。教師通過有效的活動(dòng)設(shè)計(jì)與課堂提問,讓學(xué)生在思考與交流碰撞中,既“得法”又“明理”,也就是說(shuō),既讓學(xué)生掌握組合圖形面積計(jì)算“分割”或“添補(bǔ)”的方法,又感悟到“轉(zhuǎn)化”這一重要的數(shù)學(xué)思想,達(dá)到深度教學(xué)的要求。
本課教學(xué)設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)潔,只有三個(gè)核心問題?!白屑?xì)觀察,它們(這些圖形)分別由哪些基本圖形拼成的?”“客廳面積有多大?”及“通過這些方法的交流,你有什么發(fā)現(xiàn)?”整堂課均以這三個(gè)核心問題為驅(qū)動(dòng),引發(fā)學(xué)生的深度思考與交流。教師在問題提出以后,要舍得把時(shí)間交給學(xué)生讓其獨(dú)立思考,在每個(gè)學(xué)生都有了學(xué)習(xí)與思考成果之后,再用較多的時(shí)間組織生生交流、全班分享,在人人參與的“深度教學(xué)”氛圍中,實(shí)現(xiàn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。
學(xué)生有了多種解法以后,如何安排交流的順序?每種方法如何呈現(xiàn)?學(xué)生介紹完自己的方法,教師如何引導(dǎo)全班學(xué)生進(jìn)行思考?教師在課堂的這個(gè)環(huán)節(jié)起著重要的“定海神針”的作用。教師要“到位”而不“越位”,自己盡量少講或不講,放手讓學(xué)生交流碰撞。在每位學(xué)生講解了自己的做法之后,教師要用精練的語(yǔ)言或眼神鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行質(zhì)疑、補(bǔ)充、糾正及優(yōu)化,再對(duì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)與交流的多種方法進(jìn)行總結(jié)與歸納。在這節(jié)課中,每位學(xué)生都非常專心傾聽,深度參與、思考,學(xué)生進(jìn)入了深度學(xué)習(xí)的狀態(tài)。教師把握教學(xué)“進(jìn)退”的策略必須持之以恒。