文|張荷潔
數(shù)學思想是解決數(shù)學問題的重要法寶,小學數(shù)學教材文本中蘊含著豐富的數(shù)學思想。而小學階段的教學,教師往往只注意知識的學習和積累,并未重視對這些知識起到聯(lián)系作用的思想方法的掌握,這對學生數(shù)學后繼學習能力的發(fā)展勢必會造成不利的影響。教師要用心體察教材的編寫意圖,用好課本中的材料,凸顯思想方法的作用。
《平行四邊形面積》是多邊形面積教學的起始課,用轉(zhuǎn)化的思想方法推導面積計算公式對學生來說不僅是第一次,它還對學生進一步探究三角形、梯形面積具有較強的價值引領作用。縱觀《平行四邊形面積》一課的教學,一般都設計剪拼的環(huán)節(jié),使學生感悟轉(zhuǎn)化的思想,也為下一步面積的教學積累一定的活動經(jīng)驗。但轉(zhuǎn)化思想的習得總感覺不是那么自然。怎樣才能更好領悟教材編寫的意圖,使轉(zhuǎn)化思想自然而然地發(fā)生?基于這樣的思考,筆者從教材切入,對《平行四邊形面積》教學進行了進一步的研究,以期將教材中豐富的數(shù)學思想化隱為顯。本文結合《平行四邊形面積》教學,聚焦于學生數(shù)學學習的生長點, 從叩問和教學反思與改進兩個維度出發(fā),就如何嘗試探討盤活數(shù)學思想,讓面積“生長”更有力量做一些闡述。
建構主義教學理論認為:教學要激活學生原有的知識經(jīng)驗,并讓其作為基點,生長出新的經(jīng)驗?!镀叫兴倪呅蚊娣e》的學習也不例外,教學要找準學生的思維原點,從而尋找學生思維的最近發(fā)展區(qū)。
《數(shù)學課程標準(2011年版)》指出:面積是圖形與幾何領域測量部分的重要內(nèi)容。“數(shù)起源于數(shù),量起源于量?!边@是大家熟知的一句名言。對于第二學段五年級的學生而言,線段屬于一維圖形的量已經(jīng)比較熟悉,要知道線段的長短大都會用一維的長度單位去度量,而面積也是一種量,屬于二維圖形的量,相比之下,學生對面積這個量的認識要陌生得多。所以在教學《平行四邊形面積》的引入中,如何讓學生自主想到用二維的面積單位小方格去度量面積,這是《平行四邊形面積》學習的數(shù)學本質(zhì),也是面積“生長”的根源所在。
《平行四邊形面積》教學的引入,通常有如下兩種,第一種教學引入:一部分教師采用類比法引入,長方形面積的計算方法是長乘寬,繼而引發(fā)猜想:平行四邊形的面積怎么求?于是有的學生用底和高相乘計算出平行四邊形的面積,也有的學生用平行四邊形的長和寬(兩條鄰邊)相乘,進而提出問題,求平行四邊形的面積計算到底能不能用鄰邊相乘的方法?第二種教學引入:一部分教師直接以數(shù)方格引入教學。如給出一個透明的方格紙,要求學生以方格紙為工具進行比對,從而數(shù)出平行四邊形的面積。
分析第一種教學引入,平行四邊形的面積學生還沒有研究過,就直接要求學生計算它的面積,這樣的引入勢必會讓部分學生感到為難,會引起學生錯誤的猜測。學生用平行四邊形的長和寬(兩條鄰邊)相乘計算面積,是因為受長方形面積公式表達形式負遷移的影響,而忽視了長方形面積公式是一個度量結果的實際意義。
分析第二種教學引入,以學生的已有經(jīng)驗為基礎,能讓學生開展方格紙的比對度量活動,繼而計算平行四邊形面積單位的數(shù)量,對理解平行四邊形面積提供了意義支撐。但第二種教學引入,教師要“我”量的意圖明顯。
上面教學分析,引發(fā)了我的教學思考:能否變要我“量”為我要“量”,喚起學生自覺度量的意識呢?教學實踐中我們對第二種教學引入做了如下的改進:在度量活動之前,喚起學生對平行四邊形面積的意義感性認識。平行四邊形面積是二維空間的量,其意義的理解對學生而言是認識上的一次飛躍,雖然學生在之前有學習“認識面積”和“長方形與正方形的面積”作為基礎,但對于學生來說,經(jīng)驗積累還不厚實。引入新課時,要引導學生用數(shù)學的眼光觀察圖形,從熟悉的長方形面積入手,回憶長方形面積公式表達形式的實際意義,再通過類比與正向遷移,讓學生先說說對平行四邊形面積的認識,進一步理解平行四邊形的面積同樣是一個量,要計算平行四邊形的面積,同樣可以通過測量進行研究。
材料引起活動,材料引發(fā)思考。小方格是學生學習數(shù)學的重要材料,可以促進學生空間觀念的形成和發(fā)展,在本課的學習中,數(shù)方格活動同樣要賦予它豐富的教育價值。
不同版本小學數(shù)學教材的編排,都安排有數(shù)方格計算圖形計算面積的活動,毫無疑問,數(shù)方格是一種直觀度量面積的方法,是“度量思想”的重要載體,在《平行四邊形面積》的教學中,應該如何挖掘數(shù)方格活動的教育價值?數(shù)方格活動如何才能更好地發(fā)揮作用?除了求得圖形面積的結果外,數(shù)方格活動的過程能否引發(fā)學生思考,進而讓面積轉(zhuǎn)化意識悄然萌芽?這是筆者在本課教學研究中的另一個思考點。
教學中,用方格測量平行四邊形的面積,會遭遇這樣的尷尬:不滿一格,該怎么算?為解決此問題,執(zhí)教教師大都在數(shù)方格前就規(guī)定“不滿一格的都按半格計算”,然后根據(jù)平行四邊形和長方形數(shù)得的結果,引導學生進行比較,發(fā)現(xiàn)兩個圖形之間的等量關系,為后面的面積轉(zhuǎn)化奠定基礎。
分析以上教學,這樣的規(guī)定能讓數(shù)格子活動順利地進行下去,但也束縛了學生的思維。為什么“不滿一格都按半格計算”,對于這樣的規(guī)定學生知其然而不知其所以然。何況這樣的規(guī)定具有局限性,當平行四邊形發(fā)生變形,底邊和鄰邊的夾角越來越小時,這樣的規(guī)定就會失去合理性,會導致計量結果的錯誤。
小學生的思維主要是形象思維,平面圖形的轉(zhuǎn)化需建立在熟知圖形的特征基礎上,如何讓圖形特征具體形象化,方格圖是重要中介。為發(fā)揮小方格的作用,使數(shù)方格活動更有教學價值,教學實踐中我們做了如下改進:在學生使用方格這個重要的數(shù)學工具時,不做“不滿一格的都按半格計算”的規(guī)定,而是先放手讓學生自己去探索、去研究。數(shù)方格的過程中學生自己會發(fā)現(xiàn)有的滿格,有的不滿格。不滿格的面積怎么計量?從而引導學生從細微處入手,仔細觀察在方格圖中不滿格的面積,利用方格圖凸顯圖形特征的優(yōu)勢讓學生進行空間想象,自覺產(chǎn)生不滿格的圖形面積可以拼補成完整格子面積的意識,然后再進行剪拼、平移、補整,通過出入相補活動,不滿格的面積都湊成了滿格的面積,最后再進行計數(shù)。解決問題的過程中化零為整的思想油然而生,不僅解決了不滿格方格計量的困惑,也促進了面積轉(zhuǎn)化的悄然萌芽。
布魯納的學習理論告訴我們:學習實質(zhì)就是建立同類事物的聯(lián)系。數(shù)學學習也是如此,教學中教師應引導學生把握知識內(nèi)在整體關聯(lián),在探尋聯(lián)系中主動建構知識,形成結構。在本課教學中,平行四邊形面積學習同樣要與它有關的內(nèi)容發(fā)生關聯(lián),從而實現(xiàn)“教”與“學”的增值。
轉(zhuǎn)化是數(shù)學學習中一種最常用的基本思想方法,《多邊形面積》這一單元中面積公式的推導都運用了轉(zhuǎn)化的思想方法。根據(jù)教材編排的特點,多邊形面積教學應根據(jù)圖形間的內(nèi)在聯(lián)系安排教學順序,促進教與學的遷移。將平行四邊形轉(zhuǎn)化成長方形,通常有兩種方法:一種是通過變形將平行四邊形“拉成”長方形;另一種是通過剪拼轉(zhuǎn)化。究竟哪一種轉(zhuǎn)化能讓面積“生長”更通暢?相比較,第一種轉(zhuǎn)化采用變形的方法,轉(zhuǎn)化前后圖形的形狀發(fā)生了變化,面積也隨著發(fā)生了變化,是屬于不等量轉(zhuǎn)化,不利于學生尋找面積之間的關聯(lián)。而另一種轉(zhuǎn)化采用剪拼的方法,轉(zhuǎn)化前后圖形的形狀雖然發(fā)生了變化,但面積大小依然不變,屬于等量轉(zhuǎn)化。顯然,要計算轉(zhuǎn)化前圖形的面積,學生有等量代換的活動經(jīng)驗,變化中抓住面積不變可以幫助學生找到圖形之間的關系,從而順利地解決問題。
縱觀平行四邊形面積的教學,不管是哪一種方法導學,教師都會引導學生經(jīng)歷將平行四邊形轉(zhuǎn)化成面積相同的長方形———等積變形的過程,再通過觀察、比較,尋找圖形之間的關聯(lián):觀察轉(zhuǎn)化前后的兩個圖形,你有什么發(fā)現(xiàn)?然后進行比較、溝通,得出平行四邊形面積的計算公式。
數(shù)學是一門講“理”的學科,數(shù)學知識的習得要由“理”來支撐,平行四邊形面積公式的得出需要引導學生有理有據(jù)地推導,要發(fā)展學生的合情推理能力。但由于小學生注意力發(fā)展還不完善,教學中“變與不變”的同時出現(xiàn),會分散學生的注意力,干擾學生的理解。如何在“變與不變”中更好地實現(xiàn)圖形之間的聯(lián)結,以達成對平行四邊形面積計算的深刻理解?
人們認識事物總是從整體到部分,然后再由表及里,逐步深入,學生對平行四邊形面積公式推導過程也應如此。教材提供的運算定律或其他的性質(zhì)的教學思路,給了我們很大的啟發(fā)。結合這樣的思考,實踐中我們對本環(huán)節(jié)教學做了如下的改進:基于上述的數(shù)方格度量帶來轉(zhuǎn)化的啟示,通過進一步的觀察、思考和操作讓平行四邊形面積等積變形后,先讓學生從整體認識入手,發(fā)現(xiàn)面積總量不變的原理,然后探尋圖形各部分之間的關聯(lián),借用數(shù)學語言描述轉(zhuǎn)化前后圖形各部分的關聯(lián),得出平行四邊形的面積等于底乘高,接著再通過有“據(jù)”驗證,舉例說明:是不是所有的平行四邊形都可以這樣轉(zhuǎn)化,讓不完全歸納推理力求“完全”,以促成對平行四邊形面積公式推理過程的真正理解。
總之,《平行四邊形面積》的學習就如一棵大樹的生長,如果把學生經(jīng)歷了學習過程后習得的數(shù)學思想稱為“生長點”,我們要找準“生長點”,盤活數(shù)學思想,喚起經(jīng)驗,讓其厚實根基、自然萌芽、根本通暢,并對其施肥、灌溉,讓數(shù)學思想再“衍生”,再生長出新“生長點”,如此循環(huán)往復,面積的“生長”也就會更有力量,就能生長出更多的知識,從而達成學以致用、用以致學的目標。