摘要:在正式學(xué)習(xí)有關(guān)知識之前,學(xué)生頭腦里并非一片空白,而是通過對日常生活中一些現(xiàn)象的觀察和體驗,形成了一些前概念和相異構(gòu)想。在教學(xué)《平行四邊形的面積計算》一課之前,對學(xué)生進行前測,發(fā)現(xiàn)他們普遍存在相異構(gòu)想:平行四邊形的斜邊越長,面積就越大;平行四邊形的面積=底邊×鄰邊。據(jù)此展開針對性教學(xué):不暗示,暴露真實認知;不跨越,基于認知發(fā)展;不回避,破除相異構(gòu)想。
關(guān)鍵詞:相異構(gòu)想學(xué)情調(diào)查針對性教學(xué)《平行四邊形的面積計算》
眾所周知,在正式學(xué)習(xí)有關(guān)知識之前,學(xué)生頭腦里并非一片空白,而是通過對日常生活中一些現(xiàn)象的觀察和體驗,形成了一些非科學(xué)的概念和特有的思維方式。專家們將這類概念稱為前科學(xué)概念(簡稱為“前概念”),將圍繞前概念建立起來的錯誤思維結(jié)構(gòu)稱為“相異構(gòu)想”。教學(xué)研究和實踐說明:錯誤不會輕易被正確覆蓋,它影響著一個人學(xué)習(xí)行為的理性趨向,阻礙著正確知識的接受。從這個角度來看,教學(xué)的核心意義在于破除學(xué)生的相異構(gòu)想。
具體到《平行四邊形的面積計算》一課,學(xué)生在正式學(xué)習(xí)平行四邊形的面積計算之前,有沒有相異構(gòu)想?如果有,達到了什么程度?如何針對性地進行教學(xué)?
一、學(xué)情調(diào)查
在教學(xué)《平行四邊形的面積計算》一課之前,我對任教的兩個五年級班級的78名學(xué)生進行了前測(測試題如下頁圖1),來調(diào)查他們關(guān)于平行四邊形面積計算的學(xué)情。
1.下面每組中兩個圖形的面積相等嗎?如果相等,請在中間畫“√”;如果不相等,請圈出較大的圖形。
2.你能通過測量所需的數(shù)據(jù),計算下列圖形的面積嗎?(單位:厘米)
第1題中,前兩組圖形都是等底等高的圖形,它們的面積相等;第三組圖形中的平行四邊形是由長方形沿對角拉成的,長方形的面積較大。
第2題中,兩個圖形各邊的長度都嚴格按照勾股定理設(shè)計(如圖2),確保學(xué)生不會因測量數(shù)據(jù)不是整數(shù)而對計算方法產(chǎn)生懷疑。
學(xué)生第1題的答題情況如表1所示(其中,“答題結(jié)果”為左邊圖形相較于右邊圖形的大小關(guān)系)。可以看出, 67.9%的學(xué)生將第一組中的平行四邊形“想”大了,83.3%的學(xué)生將第二組圖形中左邊的平行四邊形“想”大了,57.6%的學(xué)生將第三組圖形中的平行四邊形“想”大了,即:學(xué)生對平行四邊形大小(面積)的判斷明顯受斜邊的影響,而且斜邊相對于高傾斜的角度越大,產(chǎn)生的偏差就越大。
學(xué)生第2題的答題情況如表2所示(其中,“典型錯誤”指的是采用“底邊×鄰邊”的方法,“其他錯誤”指的是除了“典型錯誤”以外的測量出錯、計算出錯、沒完成等情況)。可以看出,運用“底×高”計算的學(xué)生不足20%,而運用“底邊×鄰邊”計算的學(xué)生卻達到了驚人的65.4%。
綜合可以推知,在正式學(xué)習(xí)平行四邊形面積計算之前,學(xué)生普遍存在相異構(gòu)想:平行四邊形的斜邊越長,面積就越大;平行四邊形的面積=底邊×鄰邊。通過前測了解到的學(xué)情是學(xué)生學(xué)習(xí)的真正基礎(chǔ),理應(yīng)成為教學(xué)設(shè)計和課堂教學(xué)的起點。
二、針對性教學(xué)
(一)不暗示,暴露真實認知
【教學(xué)片段1】
師(出示圖3)下面哪個圖形的面積大?
生平行四邊形的面積大。
生長方形的面積大。
師觀察不出來,我們拿起來比一比。
(學(xué)生拿出教師提供的卡片比較。)
生一樣大。
生平行四邊形面積大。
師看來爭論還不小。要想準確地比出它們的大小,我們可以量一量,算一算?,F(xiàn)在請同學(xué)們量出需要的數(shù)據(jù),用厘米作單位,算出它們的面積。
生我量出了長方形的長是6厘米,寬是4厘米,面積就是6×4=24(平方厘米)。
師同學(xué)們有沒有問題?
生(齊)沒有。
生我量的是平行四邊形的底和右斜邊,底是7厘米,右斜邊是5厘米,7×5=35(平方厘米)。
師同意這種方法的請舉手。
(有很多學(xué)生舉手。)
師同意的還不少嘛!你們?yōu)槭裁催@么想?
生把這個平行四邊形拉一下,就會變成長方形。按照長方形的方法做,就可以了。
(學(xué)生拉伸可活動的平行四邊形框架,明確拉伸后得到的長方形的長和寬分別對應(yīng)原來平行四邊形的底和斜邊。)
師有不一樣的做法嗎?
生我量出了它的底和高,底是7厘米,高是3厘米,7×3=21(平方厘米)。
師答案不一樣了,你支持哪一種?
……
為了充分展示學(xué)生的原始想法,教師精心設(shè)計了兩個圖形:舍棄等底等高的組合,避免暗示學(xué)生用切割、平移的方法去轉(zhuǎn)化;長方形和平行四邊形的面積盡量接近,并且各邊長都是整數(shù)厘米。同時,匯報的次序及方式也很有考究:先匯報多數(shù)人使用的“底邊×鄰邊”方法,并通過操作活動加以“強化”;而對“底×高”的方法,只呈現(xiàn)算法,不闡述道理。學(xué)生無法從教師的語言中得到提示,便會充分暴露真實認知。
(二)不跨越,基于認知發(fā)展
【教學(xué)片段2】
師要比較面積,我們之前學(xué)過一個很有效的辦法是——
生數(shù)方格。
師請同學(xué)們拿出方格紙,數(shù)數(shù)看。
(學(xué)生利用方格紙數(shù)平行四邊形的面積。)
生21。
生我也數(shù)出來是21。
師大家都是21。你們是怎么數(shù)出來的?
生我是先數(shù)整塊的,然后把小塊的拼一拼,加起來就是21平方厘米。
(教師同步多媒體操作,如圖4所示。)
生我把左邊一整塊的三角形全部移到右邊。
(教師同步多媒體操作,如圖5所示。)
面積計量的本質(zhì),其實就是用面積單位對計量對象進行計數(shù)。數(shù)方格是基礎(chǔ)而切實有效的計量面積方法,也是面積公式推導(dǎo)中可以利用的基本經(jīng)驗之一。由于平行四邊形的性質(zhì),數(shù)方格時出現(xiàn)了不是整格的情況。生活中“化零為整”的經(jīng)驗可以幫學(xué)生找到解決的方案:把不滿一格的零散小格拼成一個整格來計數(shù)。在有些教師看來,跳過數(shù)方格活動,直接進行抽象推導(dǎo)或許更快捷、更徹底。但兒童的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)不是一蹴而就的,它是一個緩慢的、循序漸進的過程,必須建立在兒童已有的知識基礎(chǔ)和生活經(jīng)驗之上。不跨越,盡最大可能地激活兒童的已有經(jīng)驗,并據(jù)此開展學(xué)習(xí)活動,才是兒童數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的應(yīng)有之道。
(三)不回避,破除相異構(gòu)想
【教學(xué)片段3】
師通過數(shù)方格,我們知道了平行四邊形的面積能用“底×高”來計算,這是什么道理?
生(指圖5)沿著高剪開后,把左邊的三角形平移到右邊,只是位置發(fā)生了變化,大小是不變的。
生長方形的長就是原來的底,寬就是原來的高,利用長方形的面積公式,平行四邊形的面積=“長”ד寬”=底×高。
師那之前很多同學(xué)使用的“底×鄰邊”的方法,為什么不能用呢?
生拉成長方形后,面積變了。
師變大了,還是變小了?
生變大了。
生(同步上臺操作,如圖6所示)把右邊的三角移到左邊后,上面還會空出一塊,這一塊就是變大的面積,所以不能用這種方法。
平行四邊形的面積為什么是“底×高”?為什么不是“底邊×鄰邊”?通常,我們會非常重視前者,忽視后者。部分教師甚至“談異色變”,擔(dān)心這種“異”會使學(xué)生對周長、面積的認識產(chǎn)生混亂。事實上,教學(xué)避而不談,學(xué)生就不亂了嗎?按照知識的內(nèi)在邏輯進行教學(xué)固然可取,但部分學(xué)生很難真正理解。他們會認為新學(xué)的知識“似乎有些道理”,但他們也堅信原來的認識“有道理”,于是兩種觀念混合,造成認知結(jié)構(gòu)的模糊。這里,教師引導(dǎo)學(xué)生探究“底×鄰邊”方法的錯誤原因,破除“平行四邊形變形成長方形后面積不變”的相異構(gòu)想。
參考文獻:
[1] 薛正檜.兒童相異構(gòu)想的成因及破解之道[J].江西教育,2018(8).
[2] 鄭可菜.基于“相異構(gòu)想”的課堂教學(xué)法初探——從哈佛公開課說起[J].教育研究與評論(中學(xué)教育教學(xué)),2014(2).
[3] 顧志能.教學(xué),貼著學(xué)生的思維前行——“平行四邊形的面積”教學(xué)實踐與思考[J].小學(xué)數(shù)學(xué)教育,2012(Z1).