林志輝 林迪
【摘要】人教版數(shù)學教學“三角形的面積計算公式”時采用“雙拼法”,公式表達與幾何解釋簡單易懂,但學生缺乏圖形拼組的學習經(jīng)驗,單個三角形轉(zhuǎn)化的方法又有難度,使得教師在教學時引導痕跡過重。本文嘗試從學生的角度入手,討論三角形面積的教學策略,這些教學策略順著學生的思維發(fā)展軌跡,使學習活動的設計更貼近學生,真正做到以生為本,順學而教。
【關鍵詞】順學而教 三角形的面積 教學策略
人教版數(shù)學以兩個完全一樣的三角形拼成一個平行四邊形的“雙拼法”為主要方法來推導三角形的面積計算公式,承接了平行四邊形的面積計算公式,公式表達和幾何直觀聯(lián)系緊密,易于學生聯(lián)系圖形和公式之間的關系。但求平行四邊形的面積時采用沿高剪開割補的轉(zhuǎn)化方法,學生又缺乏圖形拼組的經(jīng)驗。因此,學生理解“雙拼法”不難,怎么想到“雙拼法”反而有難度。
一、從人教版教材探究學生的知識起點
人教版的圖形面積教學部分,以單位面積度量圖形為基本方法,以長方形為基礎圖形,依次將平行四邊形轉(zhuǎn)化為長方形,將三角形轉(zhuǎn)化為平行四邊形。但在轉(zhuǎn)化方法上卻經(jīng)歷了圖形單側(cè)先割后補—圖形拼組這樣的跳躍。在教學如何計算長方形、平行四邊形的面積時都有用單位面積量一量、數(shù)一數(shù)、算一算的過程,而在教學三角形的面積計算公式時卻省略了格子圖和計算面積的過程,直接跳到了三角形面積計算公式的推導上。
將三角形轉(zhuǎn)化為已知圖形的方法較多,人教版教材中僅僅出現(xiàn)了“雙拼法”,其他方法需不需要介紹,學生是否要掌握,就很難取舍了。
二、通過動手操作探究學生的思維過程
教師為A、B兩個班共67名五年級學生(已經(jīng)學習了平行四邊形的面積計算公式)提供三角形紙片,研究這批學生在探索三角形的面積計算公式時的思維過程。
1.原有的轉(zhuǎn)化方法失效
教師第一次提供給A班32名學生每人一個非等腰三角形紙片,其中有28名學生利用轉(zhuǎn)化成平行四邊形的經(jīng)驗,將三角形沿高剪開再拼組,但全部學生都無法將三角形轉(zhuǎn)化成平行四邊形或長方形。
教師第二次提供給A班每個學生一個非等腰三角形紙片,僅有3名學生能采取如圖1所示的雙側(cè)割補法將三角形轉(zhuǎn)化為長方形,其他學生均轉(zhuǎn)化失敗,并且沒有學生想到用多個三角形進行拼組。
2.新的轉(zhuǎn)化方法突兀出現(xiàn)
教師提供給B班35名學生多個不同形狀的三角形,62.56%的學生會利用多個三角形進行圖形的拼組,但教師的教學鋪墊痕跡過重。由于單個三角形轉(zhuǎn)化的難度,學生在利用兩個相同的三角形拼成一個平行四邊形后,就不再做其他嘗試了。
二、三角形面積教學的策略
1.搭橋牽線,讓“雙拼法”不是空穴來風
教師可以提供給學生等腰和非等腰兩種三角形紙片進行操作,學生借助沿高剪拼的圖形轉(zhuǎn)化經(jīng)驗,會出現(xiàn)轉(zhuǎn)化成功和不成功兩種結果。教師引導學生對比結果,反思原因,從而獲取成功轉(zhuǎn)化不等腰三角形的經(jīng)驗:(1)不沿高剪;(2)兩個完全一樣的三角形可以拼成長方形或平行四邊形。
2.借助格子圖,提供合適的形狀素材
對C、D兩個班共65名五年級學生(已經(jīng)學習了平行四邊形的面積計算公式),教師提供給C班的學習素材如圖3,提供給D班的學習素材如圖4。
數(shù)據(jù)顯示(如圖5),學生對格子圖上三角形轉(zhuǎn)化的成功率都高于沒有格子圖的三角形,因此可采用格子圖輔助學生突破單個三角形的轉(zhuǎn)化難點。學生轉(zhuǎn)化直角三角形時容易受直角的影響而局限了思路,轉(zhuǎn)化鈍角三角形時容易受到高在三角形外面的干擾,因此可提供給學生如圖6的學習素材。
3.釜底抽薪,先教學三角形的面積
(1)轉(zhuǎn)化方法的正遷移
既然平行四邊形的面積教學中轉(zhuǎn)化方法不能對三角形的面積轉(zhuǎn)化有所借鑒,平行四邊形的面積計算公式對三角形的面積計算公式又有負遷移,那可以嘗試先教學三角形的面積。
如圖7,這三種三角形面積的轉(zhuǎn)化方法都不依賴于平行四邊形的面積計算公式,反過來還可以運用到推導平行四邊形的面積計算公式中來(如圖8)。
(2)另辟蹊徑,幾何證明
小學數(shù)學中“圖形與幾何”領域的教學偏向于培養(yǎng)學生合情推理的能力,初中階段偏向于培養(yǎng)學生演繹推理的能力,從而造成初小脫節(jié)。因此,在小學“圖形與幾何”的教學中,不妨讓學生接觸一些簡單的幾何證明。新加坡的教材在三角形的面積教學中就進行了這種嘗試。
對于格子圖中的直角三角形,可以利用兩個相同的直角三角形拼成一個長方形,計算直角三角形的面積為3×4÷2=6cm2。離開格子圖,借助前面的計算經(jīng)驗,就可以推導出S直角三角形=ah÷2。
接著以直角三角形為知識基礎,計算并推導銳角三角形和鈍角三角形的面積計算公式。
S△ABC=S△BCD+S△BDA
S=4×4÷2+2×4÷2=12
S=a1×h÷2+a2×h÷2
=(a1+a2)×h÷2
=AC(底)×h÷2
S△ABC=S△ABD-S△CDA
S=6×4÷2-2×4÷2=12-4=8
S=a1×h÷2-a2×h÷2
=(a1-a2)×h÷2
=BC(底)×h÷2
雖然這樣的證明方法對學生的思維水平要求比較高,但不妨早一點讓學生接觸,不要求掌握,但試著理解方法。
4.以算促理解,抽象出三角形的面積計算公式
教師將D班中能夠成功轉(zhuǎn)化銳角三角形的19名學生隨機分為兩組(一組10人,一組9人),提供兩種不同的學習單如圖12。
A組能推導出面積計算公式的學生比例為70%,而B組僅為22.2%,可見借助具體的數(shù)字運算能夠幫助學生更好地理解三角形的底、高與面積之間的關系。
5.用“讀圖讀式”理解多種轉(zhuǎn)化方法
當學生們出現(xiàn)多種方法時,怎么處理?可以參考日本小學數(shù)學教材中的方法——“讀式”。
圖中日文翻譯為:“用各種方法求右圖底為8、高為6的三角形的面積,算式分別為(8×6)÷2,8×(6÷2),(8÷2)×6,請說出每道算式對應的是哪幅圖,并說明原因。”
當學生出現(xiàn)不同的轉(zhuǎn)化方法時,教師可以先展示轉(zhuǎn)化的示意圖,讓其他學生先讀圖,思考:“先轉(zhuǎn)化成什么圖形,轉(zhuǎn)化后面積變了嗎?”再讀算式,說一說算式中各個數(shù)字分別代表三角形的什么,通過讀圖讀式拓展學生三角形的轉(zhuǎn)化思路。
6.利用畫三角形豐富對三角形面積的認識
畫一個底是6cm、高是4cm的三角形,能夠畫出直角三角形、銳角三角形、鈍角三角形的學生人數(shù)依次減少。如果讓學生判斷它們之間的面積大小關系,學生從單個圖形上很難進行判斷,甚至會干擾學生對三角形的面積計算公式的理解。因此,利用幾何畫板的動態(tài)演示功能,幫助學生直觀感受同底等高的三角形面積相等,從而更深刻地體會三角形的面積計算公式不受三角形形狀的干擾。
教材就像在一個杯子中投入的石塊,占據(jù)了杯子中絕大多數(shù)的位置,但這并不表示杯子就滿了,石頭之間的空隙還可以倒入水,水就是教師對教材的二度開發(fā)。今天的學生也不再是一個容積固定的杯子,更像是一彎小池。作為教師要找到學生的思維哪里堵住了,哪里停住了,幫助引、疏通,從不同角度選擇不同的教學策略,順應、拓展、提升學生的思維,從而做到以生為本,順生而教。?筻
【參考文獻】
[1]羅卉芳.中國、新加坡小學數(shù)學教材中“空間與圖形”內(nèi)容領域比較研究[D].寧波大學,2012.
[2]霍新安.中日小學數(shù)學“圖形與幾何”內(nèi)容難度的比較研究[D].西南大學,2014.
[3]胡旺.中日小學數(shù)學教科書比較[D].湖南師范大學,2008.