俞正強
圓面積公式的推導不同于其他圖形面積公示的推導,關鍵之處在于把一個圓形變成了長方形,這種變是學生很難接受的。
教師通常會通過上圖的比較告訴學生:分得更多就會更像長方形,這就是無限接近的意思。但對學生而言,分得再細也還是曲線,只是由更短的曲線接起來而已。
數學專家會說,因為線是由點組成的,當分成點時,曲線就會變成直線。但問題是:由圓分割而成的始終是如下的形狀。
當變成點,這個形狀還有嗎?長方形還在嗎?
當然,對于這些想法,學生是不會講出來的。因為他們已經習慣了聽教師所說的。教師說變成長方形,就是長方形吧,何苦自尋煩惱!而這種想法正是教學的可怕之處。我們在教給學生知識的同時斷了他們思想的沖動。因此,數學教師應該想辦法紓解圓方(曲直)之間的糾結關系。
圓形變成長方形的困難究其根源是線的曲直問題。因此,在小學,有兩節(jié)課可以為這個問題的紓解做比較好的鋪墊。
鋪墊一:線無曲直
小學四年級有一節(jié)課是“線的認識”。在這一節(jié)課中,很重要的一個內容是認識“線的基本屬性為長短”。但在生活中,線除了有長短外,還有曲直、粗細之分。因此,要在這一課中讓學生體會線無曲直、無粗細,明確曲直、粗細并非線的基本屬性。
……
師:同學們,大家都說線分曲線和直線。
生:是的。
師:請大家說說你是怎樣來區(qū)分曲線和直線的?
生:只要不直的就是曲線。
師:(兩只手拿起一條線且拉直)同學們,這條線是什么線?
生:直線。
師:(兩只手往中間靠攏)同學們,這條線是什么線?
生:曲線。
師:這條線一會兒是曲線,一會兒是直線,那這條線到底是什么線?
生:……(發(fā)呆了)
師:這條線變直、變曲的原因是什么?
生:是老師在拉,是老師的原因。
師:很好,那線自己是曲的,還是直的呢?
生:不知道,它自己只是線而已。
師:線自己有曲直嗎?
生:沒有。
整個過程顛覆了學生確定線有曲直的生活經驗。因為在這一過程中,教師把生活中的線通過一個活動把它分為現象與本質。從現象上看,是有曲直的;從本質上看,卻是無曲直的。這種關于現象與本質的討論,是無法用語言給學生講明白的。只有在活動中有所感悟,有所體會,有所驚詫,有所疑惑,恰是在驚詫和疑惑中,才會更好地體會關于線的現象與
本質。
原來的關于線有曲直的根深蒂固的觀念被動搖,繼而慢慢地樹立起關于線無曲直的認識。線的曲直由“二”的狀態(tài)變成“一”的狀態(tài)。
鋪墊二:圓是幾邊形
在小學五年級“圓的認識”這一課中,圓的特征是曲線。這是與之前學過的圖形在外觀上的最大不同。因此,對圓的認識,有必要在直線與曲線上再一次聯(lián)結,使四年級“線的認識”一課中埋下的“線無曲直”的種子得到伸展。
材料:將正三邊形每邊的中間折斷,會得到六邊形,然后將每邊的中間折斷,得到十二邊形,依次不斷進行,得到下圖。
問題討論
問題1:以此不斷,一直到最后,最后會是個什么圖形?
結論:最后是一個圓。
問題2:圓是幾邊形?
觀點1:圓是無數邊形。
觀點2:圓是一邊形。
討論1:為什么會認為圓是無數邊形?
正三邊形 ?正六邊形 ?正十二邊形 ?正二十四邊形,
不斷分邊,越多越圓,因此,圓是無數邊形。
討論2:那圓是一邊形的理由呢?
沒有理由,一看就是一邊。
討論3:無數邊是由觀察推想出來的,是無數條直邊。
一邊形是觀察來的,是一條曲邊。那誰對呢?
結論:都對,無數條直邊組成一條曲邊。
這個結論非常重要,從小學四年級對曲直邊線的模糊,到五年級的曲直融合,對線的認識有了漸趨完整的認識。
如前所述,公式推導的難點在于線的化曲為直,因為已經有了兩個鋪墊,即線無曲直,曲由直來,再來理解化曲為直,是十分自然而然的。
這個例子可以說明:
(1)圓形轉化成長方形,從表象上來看,是形的問題,實質上是線的問題。線化曲為直的可理解決定形化圓為方的可理解。
(2)一節(jié)課的難點,如果之前不鋪墊或在這幾個點上略過,本質上說這節(jié)課的難點就會失去突破的機會。所謂的“突破”也只是學生無奈的記憶而已。
因此,數學課真的不是那么好上的。學生覺得數學難,可能真正難的是教師不知道今天的困難是由昨天的無知造成的。
(責任編輯:孫建輝)