“平行四邊形的面積”是西師版數(shù)學五年級上冊的內(nèi)容,是學生學習了面積和面積單位概念,掌握長方形和正方形面積的計算,認識了平行四邊形基本特征基礎(chǔ)上進行的學習。在本單元,學生先依據(jù)“轉(zhuǎn)化”的數(shù)學思想方法探究平行四邊形的面積計算公式模型,并利用該模型解決生活中的現(xiàn)實問題,再根據(jù)這種建模思想及方法學習后面的三角形、梯形的面積。
在教學過程中,讓學生經(jīng)歷觀察、猜想、操作、討論、分析、推理等數(shù)學活動過程,體會“等積變形”、“轉(zhuǎn)化”等數(shù)學思想方法,發(fā)展學生幾何直觀能力,培養(yǎng)模型思想。于是我在讓學生探索新知時做了如下嘗試。
生:老師,平行四邊形有沒有面積計算公式呢?
師:這個問題問得很好!那么平行四邊形的面積公式是什么呢?下面請同學們繼續(xù)觀察這兩個圖形(方格圖中的等底等高的長方形和平行四邊形),除了面積相等外,它們之間還有什么關(guān)系呢?
生1:平行四邊形的底和長方形的長都是4厘米,平行四邊形的高和長方形的寬都是2厘米,長方形的面積和平行四邊形的面積都是8平方厘米。
生2:平行四邊形的底與長方形的長相等,高與長方形的寬相等,它們的面積也是相等的。
師:大家同意嗎?
生(齊):同意!
師:那么誰能根據(jù)這些信息大膽地猜想一下,平行四邊形面積的計算方法?
生1(猜想1):長方形的面積等于長乘寬,也就是相鄰兩邊的乘積,所以我認為平行四邊形的面積公式也應(yīng)該是相鄰兩邊的乘積。
(板書:平行四邊形的面積=相鄰兩邊的乘積)
師:這個猜想對不對呢?我們一起來驗證。
(教師用一個活動的平行四邊形演示驗證。)
師:看來,這個猜想不正確(在公式的等號上畫上斜杠)。那誰還有不同的猜想呢?
生2(猜想2):我認為平行四邊形的面積等于底乘高。
師:能說說你的理由?
生2:因為長方形也屬于平行四邊形,它的長就是平行四邊形的底,寬就是平行四邊形的高,因此我認為平行四邊形的面積等于底乘高。
師:我理解你的意思了,長方形是一種特殊的平行四邊形,由此你根據(jù)長方形的面積公式得出平行四邊形的面積公式,這是由特殊情況推出一般情況,想法很不錯。
生3:我也認為平行四邊形的面積等于底乘高。
師:談?wù)勀愕目捶ā?/p>
生3:剛才對比時我發(fā)現(xiàn)長方形的長、寬和平行四邊形的底、高相等時,它們的面積也相等。而長方形的面積等于長乘寬,所以我想平行四邊形的面積等于底乘高。
(板書:平行四邊形的面積=底×高)
師:看來同學們比較同意這個猜想,但這個猜想到底對不對呢(等號上方畫上問號)?猜想終歸是猜想,這需要我們用科學的方法加以證明。下面請同學們借助手中的長方形卡片、平行四邊形卡片(兩張卡片底、高相同)、剪刀等學具分小組想辦法驗證這個猜想。(小組合作,教師提出相關(guān)要求。)
師:誰愿意把你們小組的驗證方法說給大家聽聽?
生1:我們是把平行四邊形變成長方形來驗證的。
師:為什么這樣想?
生1:因為我們剛才發(fā)現(xiàn)當平行四邊形的底和長方形的長相等,高和寬相等時,這兩個圖形的面積相等。
師:接著說。
生1:我們先從平行四邊形的一個頂點畫一條高,再沿高剪出一個直角三角形和一個直角梯形,通過移動拼成一個長方形。
師:哦,我明白你們的想法了,你們利用了轉(zhuǎn)化的方法,也就是(師課件演示學生的方法)沿著平行四邊形的一條高剪開,把平行四邊形轉(zhuǎn)化成一個長方形。那誰能說說,平行四邊形轉(zhuǎn)化成長方形后,什么變了?什么沒變?
生(齊):形狀變了,面積沒變。
師:非常正確!轉(zhuǎn)化后,長方形的長、寬分別與平行四邊形的底、高有什么關(guān)系?
生1:長方形的長與平行四邊形的底相等,寬與原來平行四邊形的高相等,因為長方形的面積=長×寬,所以平行四邊形的面積=底×高。
師:有不同意見嗎?
生2:我們的方法和第二組同學的差不多。我們是這樣驗證的:我們也是畫出平行四邊形的一條高,沿這條高把它剪成兩個直角梯形,把一個直角梯形移到另一邊,正好拼成一個長方形。
師:老師聽明白了,你們是這樣做的……(多媒體演示學生的操作方法)。
生3:我們小組是把長方形與平行四邊形重疊起來比,發(fā)現(xiàn)平行四邊形一邊多了一個小三角形,另一邊又少了一個三角形。
師:把你們的做法給大家看一看。(生一邊演示一邊說明方法。)
師:你們的方法和第二組有很多相似之處,這兩個小三角形你們有什么發(fā)現(xiàn)?
生3:我們發(fā)現(xiàn)2個三角形一樣大,并且是直角三角形。
師:這兩個三角形一樣大,你們就把其中的一個三角形補在另一個三角形旁邊。
(用多媒體演示重疊、剪拼過程。)
師:你們有什么發(fā)現(xiàn)?
生(齊):拼成了一個長方形。
師:大家聽明白了嗎?
生(齊):聽明白了。
師:剛才幾個小組的思路盡管有所不同,但割補轉(zhuǎn)化的方法都對。實際上都是把平行四邊形沿一條高剪開,將平行四邊形轉(zhuǎn)化成一個長方形來進行驗證,這樣我們就驗證了猜想,平行四邊形的面積=底×高(擦去等號上的“?”)
【教學反思】
“模型思想”是《數(shù)學課程標準(2011年版)》提出的十大核心概念之一,也是小學數(shù)學三大基本思想之一,這充分說明了模型思想在數(shù)學教學中的重要地位,同時也給數(shù)學教學提出了新的要求與挑戰(zhàn)。本節(jié)課我充分利用教材上的素材來探索平行四邊形面積計算公式,在學習過程中,以長方形面積計算為基礎(chǔ),以圖形內(nèi)在聯(lián)系為線索,利用“重疊”、“轉(zhuǎn)化”等方法,通過看一看、想一想、做一做、說一說,讓學生經(jīng)歷觀察、猜想、實驗、推理、驗證等感知活動,在實踐中推導(dǎo)出平行四邊形面積計算的公式,培養(yǎng)學生的模型思想及建模、用模能力。
在以舊引新的過程中,學生的好奇心和積極性得到了充分的調(diào)動。我及時引導(dǎo),一是讓學生明白長方形與平行四邊形之間的異同;二是通過讓學生用數(shù)方格的方法感知平行四邊形的底、高、面積與長方形的長、寬、面積之間的關(guān)系。由此把學生引上轉(zhuǎn)化的思路上去,從而提出解決問題的猜想。
小組合作,驗證猜想。首先小組討論,提出解決方法,再通過動手比一比,畫一畫,剪一剪,拼一拼等操作,直觀地驗證猜想。與此同時也培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新潛能,激發(fā)學生的學習興趣,學生的主體意識和合作精神得到加強。
學生通過實際操作,利用多種方法直觀形象地證明,平行四邊形剪拼成長方形后,只是形狀發(fā)生了變化而面積沒有變化,剪拼后平行四邊形的底等于長方形的長,高等于長方形的寬。這樣學生自己就明白了平行四邊形的面積等于“底乘高”的道理,從而推導(dǎo)出“平行四邊形的面積=底×高”。通過教學,向?qū)W生滲透了猜想—轉(zhuǎn)化—驗證的數(shù)學思想方法,極大地激發(fā)了學生學習數(shù)學的興趣,培養(yǎng)了學生的建模思想和建模能力。
作者簡介:
肖秀芳,女,1974年出生,重慶璧山人,小學高級教師,擅長“建模教學”研究,現(xiàn)工作單位:重慶市璧山區(qū)北街小學校。
注:本文系重慶市教育科學“十二五”2012年度規(guī)化課題“小學數(shù)學建模教學的行動研究”研究成果。