林志輝 林迪
【摘要】人教版數(shù)學(xué)教學(xué)“三角形的面積計(jì)算公式”時(shí)采用“雙拼法”,公式表達(dá)與幾何解釋簡(jiǎn)單易懂,但學(xué)生缺乏圖形拼組的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),單個(gè)三角形轉(zhuǎn)化的方法又有難度,使得教師在教學(xué)時(shí)引導(dǎo)痕跡過重。本文嘗試從學(xué)生的角度入手,討論三角形面積的教學(xué)策略,這些教學(xué)策略順著學(xué)生的思維發(fā)展軌跡,使學(xué)習(xí)活動(dòng)的設(shè)計(jì)更貼近學(xué)生,真正做到以生為本,順學(xué)而教。
【關(guān)鍵詞】順學(xué)而教 三角形的面積 教學(xué)策略
人教版數(shù)學(xué)以兩個(gè)完全一樣的三角形拼成一個(gè)平行四邊形的“雙拼法”為主要方法來推導(dǎo)三角形的面積計(jì)算公式,承接了平行四邊形的面積計(jì)算公式,公式表達(dá)和幾何直觀聯(lián)系緊密,易于學(xué)生聯(lián)系圖形和公式之間的關(guān)系。但求平行四邊形的面積時(shí)采用沿高剪開割補(bǔ)的轉(zhuǎn)化方法,學(xué)生又缺乏圖形拼組的經(jīng)驗(yàn)。因此,學(xué)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(xué)生的知識(shí)起點(diǎn)
人教版的圖形面積教學(xué)部分,以單位面積度量圖形為基本方法,以長方形為基礎(chǔ)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(bǔ)—圖形拼組這樣的跳躍。在教學(xué)如何計(jì)算長方形、平行四邊形的面積時(shí)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(xué)三角形的面積計(jì)算公式時(shí)卻省略了格子圖和計(jì)算面積的過程,直接跳到了三角形面積計(jì)算公式的推導(dǎo)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(xué)生是否要掌握,就很難取舍了。
二、通過動(dòng)手操作探究學(xué)生的思維過程
教師為A、B兩個(gè)班共67名五年級(jí)學(xué)生(已經(jīng)學(xué)習(xí)了平行四邊形的面積計(jì)算公式)提供三角形紙片,研究這批學(xué)生在探索三角形的面積計(jì)算公式時(shí)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(xué)生每人一個(gè)非等腰三角形紙片,其中有28名學(xué)生利用轉(zhuǎn)化成平行四邊形的經(jīng)驗(yàn),將三角形沿高剪開再拼組,但全部學(xué)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(gè)學(xué)生一個(gè)非等腰三角形紙片,僅有3名學(xué)生能采取如圖1所示的雙側(cè)割補(bǔ)法將三角形轉(zhuǎn)化為長方形,其他學(xué)生均轉(zhuǎn)化失敗,并且沒有學(xué)生想到用多個(gè)三角形進(jìn)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(xué)生多個(gè)不同形狀的三角形,62.56%的學(xué)生會(huì)利用多個(gè)三角形進(jìn)行圖形的拼組,但教師的教學(xué)鋪墊痕跡過重。由于單個(gè)三角形轉(zhuǎn)化的難度,學(xué)生在利用兩個(gè)相同的三角形拼成一個(gè)平行四邊形后,就不再做其他嘗試了。
二、三角形面積教學(xué)的策略
1.搭橋牽線,讓“雙拼法”不是空穴來風(fēng)
教師可以提供給學(xué)生等腰和非等腰兩種三角形紙片進(jìn)行操作,學(xué)生借助沿高剪拼的圖形轉(zhuǎn)化經(jīng)驗(yàn),會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)化成功和不成功兩種結(jié)果。教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比結(jié)果,反思原因,從而獲取成功轉(zhuǎn)化不等腰三角形的經(jīng)驗(yàn):(1)不沿高剪;(2)兩個(gè)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(duì)C、D兩個(gè)班共65名五年級(jí)學(xué)生(已經(jīng)學(xué)習(xí)了平行四邊形的面積計(jì)算公式),教師提供給C班的學(xué)習(xí)素材如圖3,提供給D班的學(xué)習(xí)素材如圖4。
數(shù)據(jù)顯示(如圖5),學(xué)生對(duì)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(xué)生突破單個(gè)三角形的轉(zhuǎn)化難點(diǎn)。學(xué)生轉(zhuǎn)化直角三角形時(shí)容易受直角的影響而局限了思路,轉(zhuǎn)化鈍角三角形時(shí)容易受到高在三角形外面的干擾,因此可提供給學(xué)生如圖6的學(xué)習(xí)素材。
3.釜底抽薪,先教學(xué)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(xué)中轉(zhuǎn)化方法不能對(duì)三角形的面積轉(zhuǎn)化有所借鑒,平行四邊形的面積計(jì)算公式對(duì)三角形的面積計(jì)算公式又有負(fù)遷移,那可以嘗試先教學(xué)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(jì)算公式,反過來還可以運(yùn)用到推導(dǎo)平行四邊形的面積計(jì)算公式中來(如圖8)。
(2)另辟蹊徑,幾何證明
小學(xué)數(shù)學(xué)中“圖形與幾何”領(lǐng)域的教學(xué)偏向于培養(yǎng)學(xué)生合情推理的能力,初中階段偏向于培養(yǎng)學(xué)生演繹推理的能力,從而造成初小脫節(jié)。因此,在小學(xué)“圖形與幾何”的教學(xué)中,不妨讓學(xué)生接觸一些簡(jiǎn)單的幾何證明。新加坡的教材在三角形的面積教學(xué)中就進(jìn)行了這種嘗試。
對(duì)于格子圖中的直角三角形,可以利用兩個(gè)相同的直角三角形拼成一個(gè)長方形,計(jì)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(jì)算經(jīng)驗(yàn),就可以推導(dǎo)出S直角三角形=ah÷2。
接著以直角三角形為知識(shí)基礎(chǔ),計(jì)算并推導(dǎo)銳角三角形和鈍角三角形的面積計(jì)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(duì)學(xué)生的思維水平要求比較高,但不妨早一點(diǎn)讓學(xué)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(jì)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(xué)生隨機(jī)分為兩組(一組10人,一組9人),提供兩種不同的學(xué)習(xí)單如圖12。
A組能推導(dǎo)出面積計(jì)算公式的學(xué)生比例為70%,而B組僅為22.2%,可見借助具體的數(shù)字運(yùn)算能夠幫助學(xué)生更好地理解三角形的底、高與面積之間的關(guān)系。
5.用“讀圖讀式”理解多種轉(zhuǎn)化方法
當(dāng)學(xué)生們出現(xiàn)多種方法時(shí),怎么處理?可以參考日本小學(xué)數(shù)學(xué)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(qǐng)說出每道算式對(duì)應(yīng)的是哪幅圖,并說明原因?!?/p>
當(dāng)學(xué)生出現(xiàn)不同的轉(zhuǎn)化方法時(shí),教師可以先展示轉(zhuǎn)化的示意圖,讓其他學(xué)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(gè)數(shù)字分別代表三角形的什么,通過讀圖讀式拓展學(xué)生三角形的轉(zhuǎn)化思路。
6.利用畫三角形豐富對(duì)三角形面積的認(rèn)識(shí)
畫一個(gè)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(xué)生人數(shù)依次減少。如果讓學(xué)生判斷它們之間的面積大小關(guān)系,學(xué)生從單個(gè)圖形上很難進(jìn)行判斷,甚至?xí)蓴_學(xué)生對(duì)三角形的面積計(jì)算公式的理解。因此,利用幾何畫板的動(dòng)態(tài)演示功能,幫助學(xué)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(huì)三角形的面積計(jì)算公式不受三角形形狀的干擾。
教材就像在一個(gè)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(duì)教材的二度開發(fā)。今天的學(xué)生也不再是一個(gè)容積固定的杯子,更像是一彎小池。作為教師要找到學(xué)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(xué)策略,順應(yīng)、拓展、提升學(xué)生的思維,從而做到以生為本,順生而教。?筻
【參考文獻(xiàn)】
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