“多邊形的面積”是小學(xué)數(shù)學(xué)“圖形與幾何”領(lǐng)域的核心內(nèi)容之一,它在整個(gè)中小學(xué)的幾何知識(shí)體系中具有承上啟下的地位,承載了重要的數(shù)學(xué)思想,在發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)中具有舉足輕重的價(jià)值。本單元涉及的兩個(gè)基本概念是圖形的底和高,教學(xué)時(shí)要引導(dǎo)學(xué)生理解底和高及它們的對(duì)應(yīng)關(guān)系,這是教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn)。那么在本單元的習(xí)題編排設(shè)計(jì)中,如何體現(xiàn)這一重點(diǎn),又如何幫助學(xué)生突破這個(gè)難點(diǎn)呢?日本小學(xué)數(shù)學(xué)教材這部分內(nèi)容的編制頗有特色,以前有研究者以東京版《新算數(shù)》為例做過相關(guān)討論[1]。下面以日本新興出版社啟林館出版的小學(xué)數(shù)學(xué)教材(以下簡稱啟林館教材)五年級(jí)“多邊形的面積”單元中的相關(guān)習(xí)題為例,展示其在設(shè)計(jì)上呈現(xiàn)的幾大特征。
啟林館教材在習(xí)題的編排上與我國相似:學(xué)習(xí)了每一種圖形(三角形、平行四邊形、梯形、菱形)的面積計(jì)算公式后編排2~4道隨堂練習(xí)題;學(xué)完四種圖形的面積計(jì)算公式后有一個(gè)練習(xí),可以稱之為階段練習(xí),共有4道大題(含8道小題);本單元最后是學(xué)習(xí)總結(jié),共有2道求面積的大題(含6道小題);本冊(cè)書最后的總復(fù)習(xí)中針對(duì)本單元設(shè)計(jì)了8道大題(含21道小題)。這些習(xí)題的設(shè)計(jì),既有常規(guī)題,也有具備一定開放性的題,值得一線教師在檢測題目的設(shè)計(jì)中取精去糟,批判借鑒。
一、注重題目條件的開放性
通常在設(shè)計(jì)習(xí)題時(shí)容易產(chǎn)生思維定式,即一般設(shè)計(jì)為已知條件不多不少,與能夠解決的問題恰好吻合。但是啟林館教材從三角形的面積到梯形的面積,習(xí)題設(shè)計(jì)中都注重條件開放,如幾道基本練習(xí)題中一定會(huì)設(shè)計(jì)條件開放的題目,即除了必要的一條或兩條底和其對(duì)應(yīng)的高,題目中通常會(huì)給出其他邊的長度。圖1所示為三角形的面積計(jì)算公式后緊跟的隨堂練習(xí):其中①至③為常規(guī)練習(xí),給出相對(duì)應(yīng)的一對(duì)底和高,④則給出三角形的兩條邊和其中一條邊上的高。這樣設(shè)計(jì)給學(xué)生解決問題增加了挑戰(zhàn)性,學(xué)生需要調(diào)動(dòng)已有的知識(shí),分析題目中已知線段是哪些,要判斷將哪條線段作為底及它對(duì)應(yīng)的高是哪條線段,這樣有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力,同時(shí)發(fā)展學(xué)生質(zhì)疑問難的批判性思維。
二、注重呈現(xiàn)在圖形外部的高
關(guān)于圖形的高,啟林館教材在本單元進(jìn)行了詳細(xì)講授,其中包括在圖形外部的高,所以在基本練習(xí)的設(shè)計(jì)上,也注重呈現(xiàn)在圖形外部的高。如圖2和圖3,學(xué)習(xí)了平行四邊形的面積后,教材將三角形的高與平行四邊形的高進(jìn)行對(duì)比分析,說明圖形的高可以在圖形的外部,并接著給出了相應(yīng)的練習(xí)題。這樣設(shè)計(jì)有利于學(xué)生從更廣泛、更深刻的角度認(rèn)識(shí)圖形的高:圖形的高可能在內(nèi)部,也可能在外部,在三角形、平行四邊形及梯形中均是如此。學(xué)生通過這樣的練習(xí),更容易理解圖形的高這個(gè)概念在各種圖形中具有一致性的幾何意義。
三、注重方法的多樣性
啟林館教材在求多邊形面積的過程中還注重體現(xiàn)方法的多樣性。圖4所示為啟林館教材總復(fù)習(xí)的第72題,學(xué)生可以用多種方法求出方格紙中三個(gè)圖形的面積。對(duì)于這道題,在求出面積之后,還可以進(jìn)一步探索,如學(xué)生自主或教師引導(dǎo)學(xué)生觀察三個(gè)圖形的幾何特征(如底和高的特征、邊的特征),發(fā)現(xiàn)它們和菱形的區(qū)別或相同點(diǎn),甚至可以進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生猜想、總結(jié)這類圖形的面積計(jì)算公式,發(fā)展學(xué)生的模型意識(shí)與創(chuàng)新意識(shí),鍛煉學(xué)生用數(shù)學(xué)的眼光觀察圖形,經(jīng)歷用數(shù)學(xué)的語言表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界中的空間形式的過程,體會(huì)數(shù)學(xué)語言的簡潔美與統(tǒng)一美。
啟林館教材在“多邊形的面積”單元的習(xí)題中沒有設(shè)計(jì)帶有情境的題目,全部是給出圖形要求直接求面積的題目,看似簡單實(shí)則不然。由上述三個(gè)特征的分析可見,本單元的習(xí)題設(shè)計(jì)注重形成圖形的結(jié)構(gòu)特征及圖形之間的關(guān)系,整體遵循循序漸進(jìn)的原則,隨堂練習(xí)中以常規(guī)練習(xí)題為主,而階段練習(xí)、學(xué)習(xí)總結(jié)和總復(fù)習(xí)中大多為開放性題目,這樣設(shè)計(jì)有利于發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)思維與批判意識(shí)。
“多邊形的面積”內(nèi)容模塊的結(jié)構(gòu)性比較典型、完整,如何在習(xí)題的編排設(shè)計(jì)中體現(xiàn)本單元的關(guān)鍵概念和本質(zhì)關(guān)系的一致性是要思考的問題。另外,在教學(xué)案及習(xí)題的編排與設(shè)計(jì)上要循序漸進(jìn),注重發(fā)展學(xué)生的量感、幾何直觀、模型意識(shí)等,考查學(xué)生對(duì)關(guān)鍵概念的把握、理解、表達(dá)等,而不僅僅是套用公式、死記硬背和機(jī)械刷題,在關(guān)注數(shù)學(xué)本質(zhì)、優(yōu)化習(xí)題設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)與理念上,要盡可能設(shè)計(jì)多層次、開放性的題目,包括條件的開放性、結(jié)論的開放性和方法的開放性。
參考文獻(xiàn):
[1]楊新羽,郭貝貝,楊慧娟,等.日本小學(xué)數(shù)學(xué)教材“多邊形的面積”單元內(nèi)容特征與啟示[J].南京曉莊學(xué)院學(xué)報(bào),2023(1).
(作者單位:青島大學(xué)師范學(xué)院。楊慧娟為本文的通訊作者)