作為拔尖創(chuàng)新人才的核心能力之一,學(xué)生思維能力的培養(yǎng)至關(guān)重要,而思維能力培養(yǎng)離不開結(jié)構(gòu)化的課程設(shè)計。筆者以人教版數(shù)學(xué)四年級《平行四邊形的認識》教學(xué)為例,談?wù)勅绾瓮ㄟ^設(shè)計結(jié)構(gòu)化活動幫助學(xué)生形成整體性思維。教學(xué)這部分內(nèi)容時,筆者依據(jù)結(jié)構(gòu)化理論制定了如下教學(xué)目標。①通過觀察、猜想、操作、推理、驗證等活動探索并掌握平行四邊形的特征,發(fā)展數(shù)學(xué)抽象思維、幾何直觀和空間觀念等核心素養(yǎng)。②感悟平行四邊形與長方形、正方形之間的聯(lián)系和區(qū)別,體會概念的內(nèi)涵與外延,形成對四邊形知識體系的整體認知,培養(yǎng)整體性思維。③經(jīng)歷結(jié)構(gòu)化的研究過程,積累研究平面圖形的活動經(jīng)驗,掌握認識平面圖形的一般研究方法。為達成教學(xué)目標,筆者預(yù)設(shè)了“觀察—猜想—驗證—比較—關(guān)聯(lián)”等結(jié)構(gòu)化活動。
一、觀察——辨別四邊形異同
筆者出示圖1,讓學(xué)生觀察5個圖形有什么相同與不同之處,并將相同的圖形分成一類。
學(xué)生通過觀察,結(jié)合以前學(xué)過的知識很快把②和④各分成一類,接著把①③⑤分成一類。筆者充分尊重學(xué)生的認知基礎(chǔ),有意識地將長方形和正方形的特征按照邊、角兩個方面進行整理和對比,讓他們明確正方形是特殊的長方形。這樣做的目的,是引導(dǎo)學(xué)生聚焦長方形和正方形的主要特征及兩者之間的關(guān)系,明晰研究長方形和正方形等平面圖形可以從邊、角入手,為學(xué)生進一步研究平行四邊形的特征做鋪墊。
二、猜想——猜想平行四邊形特征
本環(huán)節(jié)重點是啟發(fā)學(xué)生通過觀察,借助已有知識經(jīng)驗,從邊、角兩方面猜想平行四邊形的特征。
教學(xué)中,筆者隱去圖1中的長方形和正方形,只保留平行四邊形,并提問:“觀察3個圖形,猜一猜,平行四邊形的邊和角可能具有怎樣的特征?”學(xué)生通過觀察,提出平行四邊形可能“對邊平行”“對邊相等”“對角相等”等猜想。筆者這樣做既掌握了學(xué)生對平行四邊形的已有認知,又為接下來的教學(xué)確立了方向。
三、驗證——動手操作驗證猜想
驗證環(huán)節(jié),筆者啟發(fā)學(xué)生借助量一量、折一折、剪一剪等方法自主探究,驗證上述猜想。
筆者首先要求學(xué)生小組合作學(xué)習(xí),完成以下任務(wù)。任選上圖中的一個平行四邊形,逐一驗證上述猜想:①量一量——量出四條邊的長度和四個角的大??;②移一移——用尺子平移,驗證兩組對邊是否分別平行;③說一說——平行四邊形的邊和角有什么特征。學(xué)生借助量一量、尺子平移等方法動手操作后發(fā)現(xiàn):用尺子量4條邊的長度,可以驗證平行四邊形的兩組對邊分別相等;用量角器量4個角的度數(shù),可以驗證對角的度數(shù)分別相等;用尺子平移發(fā)現(xiàn),平行四邊形的兩組對邊分別平行。
為了幫助學(xué)生多角度論證猜想,筆者設(shè)計了“把一個平行四邊形剪成兩個一樣的三角形”的操作活動?;顒右螅孩偌粢患簟岩粋€平行四邊形剪成兩個一樣的三角形;②疊一疊——把兩個三角形疊在一起,看是否完全重合;③說一說——平行四邊形的邊和角有什么特征。學(xué)生動手操作后,出現(xiàn)了以下兩種不同的剪法(如圖2、圖3)。
剪法一:
剪法二:
這兩種剪法互為補充,筆者利用全等三角形“對應(yīng)邊相等,對應(yīng)角相等”的性質(zhì),論證了平行四邊形“對邊相等、對角相等”的特征。盡管全等三角形的性質(zhì)知識學(xué)生尚未接觸,但是因為這樣的論證過程是借助剪一剪、疊一疊等直觀手段呈現(xiàn)的,所以對于學(xué)生而言理解并不困難。更重要的是,學(xué)生在經(jīng)歷大膽猜想、小心論證的過程中潛移默化地形成了推理意識,提升了思維品質(zhì)。
四、比較——探索概念本質(zhì)
通過猜想和驗證,學(xué)生發(fā)現(xiàn)了平行四邊形有三個重要特征:①兩組對邊分別平行,②兩組對邊分別相等,③兩組對角分別相等。然而閱讀教材后,學(xué)生發(fā)現(xiàn)教材上對平行四邊形概念的描述是“兩組對邊分別平行的四邊形”。究竟是需要同時具備三個特征才叫平行四邊形,還是只具備這一個特征就叫平行四邊形呢?為了解決這個問題,筆者提出一個問題:如果只選一個特征描述平行四邊形,你會選哪一個?相應(yīng)的,筆者設(shè)計了“補全平行四邊形”的活動。
畫一畫:分別在圖4、圖5中補全平行四邊形其余的兩條邊。
說一說:你是利用什么特征補全平行四邊形的?
學(xué)生在補全平行四邊形的過程中體會到,圖4必須利用“兩組對邊分別平行”的特征才能補全,圖5可以利用“兩組對邊分別平行”的特征,也可以利用“一組對邊平行且相等”的特征。筆者追問:“在補全平行四邊形的過程中,哪個特征必須用到?”學(xué)生在比較中發(fā)現(xiàn),“平行”是平行四邊形最典型、最本質(zhì)的特征,“平行四邊形”的名字即由此而來,從而順理成章地揭示出“平行四邊形”的概念。
五、關(guān)聯(lián)——促進思維發(fā)展
最后一個環(huán)節(jié),筆者設(shè)計了兩個問題引導(dǎo)學(xué)生討論長方形、正方形、平行四邊形、四邊形之間的關(guān)聯(lián):①長方形是平行四邊形嗎?②長方形、正方形、平行四邊形、四邊形之間有什么關(guān)系?
為了解決問題①,筆者出示用吸管制作的平行四邊形教具(如圖6),并拉動這個長方形,讓學(xué)生觀察、思考:什么變了?什么沒有變?學(xué)生發(fā)現(xiàn)不管怎么拉動,“兩組對邊分別平行”這個特征始終不變,并由此體會到長方形是特殊的平行四邊形,特殊之處在于四個角都是直角。筆者小結(jié)并梳理平行四邊形、長方形、正方形三者之間的關(guān)系(如圖7),讓學(xué)生進一步明晰正方形是特殊的長方形,長方形是特殊的平行四邊形。
對于問題②,筆者出示韋恩圖,引導(dǎo)學(xué)生把四邊形、平行四邊形、長方形、正方形填入圖中,得出圖8所示的關(guān)系圖。
這樣做的目的是厘清平行四邊形概念的外延與內(nèi)涵,明晰四者之間的區(qū)別與聯(lián)系,并將平行四邊形概念納入四邊形的大概念,幫助學(xué)生完善對四邊形的整體認知,形成整體性思維。
(作者單位:武漢市育才第二小學(xué))