朱杰濤
[摘 要]面積的概念是抽象的,而且面積的教學(xué)涉及長方形、正方形、平行四邊形和三角形等平面圖形面積的計(jì)算,是學(xué)生建立空間觀念的重要內(nèi)容,具有承上啟下的建構(gòu)意義。因此,教師應(yīng)合理利用學(xué)生已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容的選擇和過程的安排,將面積概念的教學(xué)最優(yōu)化。
[關(guān)鍵詞]面積 學(xué)情 教材 有效建構(gòu) 認(rèn)知起點(diǎn) 教學(xué)節(jié)點(diǎn)
[中圖分類號(hào)] G623.5 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1007-9068(2015)35-018
“面積”作為小學(xué)數(shù)學(xué)進(jìn)行幾何初步知識(shí)教學(xué)、建立空間觀念的重要內(nèi)容,是學(xué)生的思維從一維空間轉(zhuǎn)向二維空間的開始,許多教師在展示課和研討課中都選擇此內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)。但面積的概念具有較強(qiáng)的抽象性,學(xué)生初次接觸時(shí)一般都難以理解面積是怎么一回事,學(xué)習(xí)存在一定困難,教師在教學(xué)這一課時(shí)也會(huì)出現(xiàn)許多的困惑與問題。我有幸參加市高研班學(xué)習(xí),在觀摩專家的課堂教學(xué)后,對本課的教學(xué)進(jìn)行了再研究。
把握起點(diǎn)·分析學(xué)情·立足教學(xué)之本源
為更好地進(jìn)行教學(xué),我對自己學(xué)校的三年級(jí)學(xué)生開展關(guān)于面積認(rèn)識(shí)的前測,以此了解學(xué)生對面積有著怎樣的前概念。而在此之前,我重新梳理了學(xué)生的認(rèn)知起點(diǎn),以便更好地設(shè)計(jì)前測問題。
一、從關(guān)聯(lián)內(nèi)容看學(xué)生的認(rèn)知起點(diǎn)
二、從校內(nèi)前測看學(xué)生的前概念
有了以上的認(rèn)識(shí),我設(shè)計(jì)3個(gè)問題來對學(xué)生進(jìn)行前測。
問題1:你認(rèn)為什么是面積?
設(shè)計(jì)意圖:了解大約有多少學(xué)生已經(jīng)知道了面積。
測試結(jié)果:
測試結(jié)論:三年級(jí)學(xué)生對面積并不是一無所知的,但也表現(xiàn)出學(xué)生對這一內(nèi)容的認(rèn)知十分模糊,所以教師在教學(xué)中要幫助學(xué)生由對面積的模糊經(jīng)驗(yàn)走向逐步清晰。
問題2:用你喜歡的方法表示出該圖形的面積。
設(shè)計(jì)意圖:考查學(xué)生能否表示出一個(gè)圖形的面積。
測試結(jié)果:
測試結(jié)論:即使是三年級(jí)的學(xué)生,還是有一部分學(xué)生對面積所指的區(qū)域不清楚,而且周長是影響學(xué)生認(rèn)識(shí)面積的一個(gè)重要因素。
問題3:哪個(gè)圖形的面積最大?
設(shè)計(jì)意圖:考查學(xué)生對圖形表面大小的認(rèn)識(shí)。
測試結(jié)果:
測試結(jié)論:在比較兩個(gè)面積比較相近的圖形時(shí),有一部分學(xué)生就束手無策了,不知道該如何是好。因此,課堂教學(xué)中,教師要著重設(shè)計(jì)幫助學(xué)生用面積單位來說明面積大小的探索活動(dòng)。
通過前測分析,我認(rèn)為面積的教學(xué)要遵循學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律。在建立面積概念時(shí),教師需要引導(dǎo)學(xué)生對同一封閉圖形的周長和面積進(jìn)行直觀對比,使學(xué)生明確兩者之間的區(qū)別,完善學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu),提高學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力。同時(shí),教師在教學(xué)中要繼續(xù)加強(qiáng)學(xué)生的探索,強(qiáng)化學(xué)生的體驗(yàn)學(xué)習(xí),讓學(xué)生在認(rèn)知沖突中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題,在解決問題中提煉出面積和面積單位的本質(zhì)屬性。
對比解讀·研究本質(zhì)·思辨教學(xué)之載體
通過前測,我欣喜地發(fā)現(xiàn),學(xué)生缺少的、我們在教學(xué)中要重點(diǎn)把握的,正是2011版義務(wù)教育教科書數(shù)學(xué)三年級(jí)下冊關(guān)于“面積的意義”教學(xué)所呈現(xiàn)的內(nèi)容。那么,義務(wù)教育教科書相對于實(shí)驗(yàn)教材到底有哪些細(xì)節(jié)上的變化呢?研究其他版本教材對面積教學(xué)的編排有何異同,有助于教學(xué)的進(jìn)一步優(yōu)化。
一、實(shí)驗(yàn)教材與2011版義務(wù)教育教科書(以下簡稱2011版教材)之間的對比
1.主題圖的變化。
與實(shí)驗(yàn)教材相比,2011版教材主要體現(xiàn)以下兩個(gè)特點(diǎn)。
1.關(guān)注學(xué)生對面積概念的真正理解。
刪去面積的定義和采用描述方式說明面積的含義,既避免學(xué)生死記硬背定義,又不使教師將工夫用在指導(dǎo)學(xué)生敘述面積的定義上,而忽視引導(dǎo)學(xué)生對面積含義的真正理解。
2.注重對面積概念認(rèn)識(shí)的全面性。
由于學(xué)生常常誤認(rèn)為只有向上擺放的“面”才有面積,因此2011版教材增加了“做一做”的內(nèi)容,使學(xué)生對面積的認(rèn)識(shí)更加廣泛。同時(shí),為避免學(xué)生一提到面積就想到長方形和正方形,2011版教材在練習(xí)中還增加了不規(guī)則圖形面積的比較,以突出面積概念的本質(zhì)。
3.加強(qiáng)用統(tǒng)一的面積單位進(jìn)行測量的辨析比較。
2011版教材全面呈現(xiàn)了利用正方形、三角形和圓拼擺后得到的不同結(jié)果,并通過操作、對比,以一種強(qiáng)烈的視覺沖擊來引發(fā)學(xué)生選擇合適的面積單位進(jìn)行測量的需求。
二、不同版本教材之間的對比
各版本教材都在三年級(jí)下冊安排了“面積的認(rèn)識(shí)”這一內(nèi)容,但在具體編排上又有所不同。如下表:
由上述比較中不難發(fā)現(xiàn),三個(gè)版本的教材在整體編排上呈現(xiàn)了以下的相同點(diǎn):先認(rèn)識(shí)面積和面積單位,再探究長方形和正方形的面積計(jì)算公式,最后學(xué)習(xí)面積單位之間的進(jìn)率;通過看一看、比一比的內(nèi)容,安排兩個(gè)圖形比較大小的實(shí)踐操作活動(dòng),讓學(xué)生體會(huì)面是有大小之分的;在比較兩個(gè)圖形的過程中,都通過重疊和擺一擺的方法來認(rèn)識(shí)面積單位。同時(shí),這三個(gè)版本的教材在細(xì)節(jié)上又各有不同:在材料的呈現(xiàn)上,人教版教材和蘇教版教材都采用了規(guī)則的表面為長方形的實(shí)物,而北師大版教材將長方形、圓和不規(guī)則封閉圖形都呈現(xiàn)出來;在概念的呈現(xiàn)上,人教版教材和蘇教版教材均采用具體描述的方式,北師大版教材依舊采用下定義的方式;在統(tǒng)一面積單位的教學(xué)中,人教版教材比較直接,更注重對拼擺結(jié)果的比較分析,而蘇教版教材和北師大版教材注重比較的層次性,且將統(tǒng)一面積單位的必要性安排在教學(xué)的引入中。
兼容并施·有效建構(gòu)·豐富教學(xué)之內(nèi)涵
根據(jù)本校學(xué)生關(guān)于面積的學(xué)情以及對教材的進(jìn)一步解讀,我在自己的教學(xué)實(shí)踐中,主要通過以下幾個(gè)方面來組織學(xué)生開展對“面積”的研究學(xué)習(xí)。
一、抓住知識(shí)的生長點(diǎn),拓展關(guān)于“面積”的內(nèi)涵
教師的教學(xué)應(yīng)該以學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平和已有的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)。學(xué)生在平時(shí)的生活中已經(jīng)知道物體有“面”,知道這些“面”有大有小,這是十分寶貴的教學(xué)資源,也是讓學(xué)生進(jìn)一步掌握面積知識(shí)的基礎(chǔ)。學(xué)生能輕松地找到黑板表面、課本封面以及比較出它們的大小,但這僅僅只是生活經(jīng)驗(yàn)的再現(xiàn)。為了消除學(xué)生因生活經(jīng)驗(yàn)而產(chǎn)生的定式,人教版教材安排關(guān)于字典的側(cè)面的認(rèn)識(shí),教師在課堂中可按照以下幾個(gè)層次進(jìn)行教學(xué):(1)直接告訴學(xué)生“數(shù)學(xué)書封面的大小就是數(shù)學(xué)書封面的面積”,并通過板書讓學(xué)生模仿著說,規(guī)范學(xué)生的語言,讓學(xué)生逐步內(nèi)化所學(xué)概念。(2)鼓勵(lì)學(xué)生尋找身邊一些物體的面,先摸一摸,再說一說,前者是讓學(xué)生用動(dòng)作來表示對面積的認(rèn)識(shí),后者是要學(xué)生用含有面積的詞來進(jìn)行解釋。(3)先通過比一比,引導(dǎo)學(xué)生比較各個(gè)面積的大小,再讓學(xué)生體會(huì)每個(gè)面都是有大小的。在學(xué)生交流舉例時(shí),教師一定要要求學(xué)生邊指邊說,形成正確、清晰的知識(shí)表征。(4)制造或利用學(xué)生的認(rèn)知沖突,解決面積并非只是物體的封面或底面的問題,并將教材中的字典換成數(shù)學(xué)書,用比較小的側(cè)面來強(qiáng)化學(xué)生的認(rèn)識(shí)——原來這里也有面積,完成對物體表面面積概念內(nèi)涵的一次澄清。
在教學(xué)中,學(xué)生對鉛筆盒蓋的面積產(chǎn)生了爭論,教師沒有打斷和直接告訴學(xué)生到底什么是鉛筆盒蓋的面積,而是給予生生之間足夠多的交流時(shí)間,引導(dǎo)學(xué)生通過相互間的質(zhì)疑、解釋,總結(jié)出鉛筆盒蓋的面積,最后及時(shí)進(jìn)行評價(jià)。
片斷:物體表面的大小是物體表面的面積
師:手掌的大小就是手掌的面積。(板書)輕聲讀一讀這句話,與同桌邊指邊說說什么是手掌的面積。(師示范,學(xué)生模仿說什么是黑板表面的面積)
師:在身邊找一個(gè)物體,邊摸邊說說什么是這個(gè)物體表面的面積。
生1:鉛筆盒的大小是鉛筆盒表面的面積。
師(指鉛筆盒蓋):鉛筆盒的表面包括六個(gè)面,我猜剛才這位同學(xué)說的是鉛筆盒上面的大小是它上面的面積,是嗎?
生2:鉛筆盒一圈和上面不是平平的,鉛筆盒底面是平的,所以底面的大小是鉛筆盒底面的面積。
師:關(guān)于鉛筆盒某個(gè)面的面積,其他同學(xué)的意見呢?
生3:我認(rèn)為鉛筆盒蓋雖然高高低低,但也是有面積的,把它拉平后的大小仍是上面的面積;鉛筆盒下面的大小是它下面的面積。
師:你的總結(jié)真好,還能舉例嗎?
……
師:將課桌面的面積和黑板面的面積比比大小。(生動(dòng)手操作并相互舉例)
師:同學(xué)們,我們剛才觀察到各種物體的面,它們有大有小,并且每個(gè)面都有它確定的大小。數(shù)學(xué)上,我們把物體表面的大小稱為物體的表面積。
……
二、抓住知識(shí)的矛盾點(diǎn),促進(jìn)關(guān)于“面積”的內(nèi)化
盡管修訂后的人教版教材不再用下定義的方式來揭示面積的意義,但教師的教學(xué)若停留在此是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。而且,學(xué)生是在認(rèn)識(shí)周長的基礎(chǔ)上來學(xué)習(xí)面積的意義的,所以教師教學(xué)中要通過大量直觀的、日常生活中的實(shí)例,引導(dǎo)學(xué)生充分感知、認(rèn)識(shí)面積與周長的不同,并用對比的教學(xué)手段,幫助學(xué)生正確區(qū)別周長與面積的不同含義。但對于更加抽象的平面圖形,周長和面積對于學(xué)生而言更易混淆。因此,教師需要制造認(rèn)知矛盾,激發(fā)學(xué)生主動(dòng)內(nèi)化所學(xué)知識(shí)的欲望。
第一個(gè)矛盾點(diǎn),讓學(xué)生用彩色粉筆表示出長方形的面積。學(xué)生出現(xiàn)“描邊”和“涂面”兩種不同的意見,但大多數(shù)學(xué)生選擇“涂面”,說明他們對圖形面積的概念有了一定的認(rèn)識(shí),沒有受到周長知識(shí)的負(fù)遷移影響。
第二個(gè)矛盾點(diǎn),為學(xué)生準(zhǔn)備一個(gè)角,讓學(xué)生再次來表示出它的面積。此時(shí)學(xué)生相當(dāng)一致地認(rèn)為不能表示出面積,并通過與長方形對比得出角不是封閉的,所以面積無法確定,從而更進(jìn)一步讓學(xué)生感受到封閉圖形的大小就是它的面積。
片斷:封閉圖形的大小叫做面積
師:物體的表面有大小,那平面圖形有大小嗎?(出示長方形)你能用彩色粉筆表示出長方形的面積嗎?(生1用粉筆描出長方形一周的邊線,其他學(xué)生不同意,說“描的是長方形一周的長,是周長”;生2用粉筆涂了長方形的面,多數(shù)學(xué)生贊成)
師:為什么不同意生1的表示?
生3:他描的是邊框,沒有表示出里面的面。
師:用手勢比劃一下,長方形的面在哪里?什么是面積?(板書:長方形的大小是長方形的面積)
師(出示角):老師這里還有一個(gè)圖形,你能表示出它的面積嗎?(生齊聲說“不能”)說說你們的理由。
生4:長方形是封閉的,角是不封閉的,所以面積無法確定。
……
三、抓住認(rèn)知的層次性,完善關(guān)于“統(tǒng)一面積單位”的學(xué)習(xí)
個(gè)人認(rèn)為,北師大版教材和蘇教版教材中“統(tǒng)一面積單位”這一板塊的內(nèi)容更加飽滿、充實(shí),遵循了學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。因此,在進(jìn)行“統(tǒng)一面積單位”的教學(xué)時(shí),我根據(jù)觀察法、重疊法、比較法,設(shè)計(jì)了三個(gè)不同層次的教學(xué)活動(dòng),使學(xué)生在已有經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上無法比較出兩個(gè)圖形的大小,從而產(chǎn)生認(rèn)知沖突,激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步探索比較方法的強(qiáng)烈愿望。這里,教師適時(shí)為學(xué)生提供所需要的素材,讓學(xué)生擺一擺、想一想,再通過不同小組間對成功和失敗的討論,最終使學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)到必須用形狀相同、大小相同的小圖形去擺,也就是用統(tǒng)一的面積單位來進(jìn)行測量。這一系列的探究學(xué)習(xí)活動(dòng),有利于學(xué)生知識(shí)的形成和建構(gòu),培養(yǎng)了學(xué)生的探索意識(shí)和合作能力。
片斷1:統(tǒng)一面積單位
師(出示兩個(gè)大小相似的長方形):現(xiàn)在有兩個(gè)長方形,你能看出誰大誰小嗎?
生1:把兩個(gè)圖形重疊起來。
生2:我覺得重疊不行,因?yàn)橹丿B后要把兩個(gè)圖形多余的部分剪下來再進(jìn)行比較。
師:看來,有時(shí)候用重疊的方法無法比較圖形的大小。有同學(xué)想到了剪拼的方法,如果現(xiàn)在不破壞這兩個(gè)圖形,有更好的比較方法嗎?
生3:先在兩個(gè)圖形上擺一些圖形,然后看看擺的數(shù)量就能知道圖形面積的大小了。
師:大家同意嗎?想不想試一試?(生動(dòng)手操作驗(yàn)證)有結(jié)果了嗎?
生4:我們在一個(gè)長方形上面擺了15個(gè)小正方形,在另一個(gè)長方形上面擺了14個(gè)小正方形。
生5:我們組的工具不能用,因?yàn)橐粋€(gè)是圓形,一個(gè)是三角形,不好比較。
生6(將作品展示,用于比較的正方形有大有?。何覀兊墓ぞ咭膊缓糜?。
師:你發(fā)現(xiàn)了什么?
生6:要用同樣大小的正方形比較合適。
師:說得真好,在計(jì)算面積時(shí)就要用面積單位。
……
片斷2:選擇合適的面積單位
(生選擇圖形拼擺,看看能擺多少個(gè)同樣的圖形)
師:同學(xué)們通過擺一擺,擺出了這樣幾幅作品(如下圖),誰能說說看,你覺得哪一幅作品更棒?
生1:我喜歡第一幅和第四幅作品,因?yàn)樗鼈儾粌H選擇了同一種圖形,而且擺好以后沒有空的地方。
生2:我最喜歡第一幅和第四幅作品,可能有時(shí)候沒法用其他圖形擺出來。
師:同學(xué)們說得非常棒,既說明了理由,又考慮到了要根據(jù)圖形來選擇合適的面積單位。
……
四、彌補(bǔ)認(rèn)知的不足點(diǎn),豐富關(guān)于“面積”的外延
在整個(gè)研究過程中,學(xué)生對面積的認(rèn)識(shí)停留在對長方形和正方形的大小上。三個(gè)版本的教材都涉及關(guān)于圓和其他不規(guī)則的封閉圖形,對于剛開始在長方形和正方形周長的基礎(chǔ)上認(rèn)識(shí)面積的學(xué)生來說,北師大版教材在一開始時(shí)就給出變式,我認(rèn)為這會(huì)對學(xué)生建構(gòu)面積的意義造成新的困難,因此更傾向于在練習(xí)中進(jìn)行突破。
片斷:圖形方向、形狀不同,面積可以相同
出示練習(xí)要求:在練習(xí)紙上畫一個(gè)與這個(gè)圖形面積一樣的圖形,并想一想它們的面積為什么相同。
師:為什么這些圖形的面積相同呢?
生1:因?yàn)樗鼈兌际怯昧?個(gè)小正方形。
師:我們再來看幾個(gè)形狀不同的圖形,它們的面積相等嗎?(生答略)老師也畫了兩個(gè)圖形(如下圖),你們覺得它們的面積一樣嗎?
師(總結(jié)):形狀的變化,對于圖形的面積沒有影響。任何的封閉圖形都有面積。
……
通過讓學(xué)生整體感受度量的學(xué)習(xí),體會(huì)到所要測量的面的實(shí)際意義,勢必對度量的本質(zhì)有整體認(rèn)知。這樣的學(xué)習(xí)方法還將遷移到體積和體積單位的學(xué)習(xí),具有舉足輕重的作用。所以,教師要善于從學(xué)生的學(xué)情出發(fā),為符合學(xué)生認(rèn)知的理解而教;善于確定教材的重、難點(diǎn),為學(xué)習(xí)內(nèi)容的本質(zhì)而教。
(責(zé)編 藍(lán) 天)