摘"要:教學《認識多邊形》一課時,教師圍繞“有幾條邊就是幾邊形”這個核心問題結構化設計學習內(nèi)容,并借助分類、數(shù)形結合等數(shù)學思想結構化組織學習過程,通過將生活場景數(shù)學化、將零散知識統(tǒng)整化和將統(tǒng)整內(nèi)容縱橫化,發(fā)展學生的直觀想象能力,培養(yǎng)學生的空間觀念。
關鍵詞:小學數(shù)學;結構化;學習內(nèi)容;學習過程;《認識多邊形》
“認識多邊形”是蘇教版小學數(shù)學二年級上冊第二單元的教學內(nèi)容,是在學生直觀認識了長方形、正方形、圓和三角形等常見平面圖形的基礎上,進一步教學多邊形的知識。本課的教學重點是根據(jù)“邊”來判斷多邊形的方法,充分感知多邊形的特點;教學難點是在畫、圍、剪、搭等活動中,感受圖形的聯(lián)系和變換。教學時,筆者圍繞“有幾條邊就是幾邊形”這個核心問題結構化設計學習內(nèi)容,并借助分類、數(shù)形結合等數(shù)學思想結構化組織學習過程,發(fā)展學生的直觀想象能力,培養(yǎng)學生的空間觀念。
一、教學過程
(一)將生活場景數(shù)學化
師"同學們,我們東臺西溪已經(jīng)被中央電視臺報道了!走,一起去欣賞吧?。úシ乓曨l)這些美景里還藏著我們熟悉的圖形寶寶呢,你能指一指或描一描,再說出它的名稱嗎?
生"我描出的圖形是三角形。
生"我找到了一個長方形。
……
師"你們的數(shù)學眼光真棒!
(課件在實物上描出圖形。)
[說明:課始,讓學生通過欣賞家鄉(xiāng)美景,發(fā)現(xiàn)生活中處處都有圖形;而描出或者指出這些圖形,則是從具體實物中抽象出幾何圖形。這是數(shù)學化的初始階段。]
(二)將零散知識統(tǒng)整化
1.認識四邊形
(1)設疑引入
師"(畫面定格于其中一個長方形)這個長方形本領可大了,還會變魔術呢。變變變,變成了——
生"正方形。
師"還想變嗎?再變!變成各種各樣的四邊形。(指圖1)觀察這些圖形,你有什么問題要問嗎?
生"右邊的這兩個圖形我們不認識,它們的名稱是什么呢?
生"我還見到過一些稀奇古怪的圖形,也不知道怎么稱呼它們。
師"你們的想法特別有價值!這堂課,就讓我們走進圖形的世界。(板書:認識多邊形)
(2)體驗“圍成”
師"(指圖1)仔細觀察這幾個圖形,什么變了?什么沒變?
生"這些圖形都有4條線,有的圖形是方方正正的,有的圖形有點歪斜。
生"我數(shù)了一下,都有4條邊;圖形形狀變了,邊的條數(shù)不變。
師"是這樣嗎?我們一起動手來數(shù)一數(shù),驗證一下。
(學生展示數(shù)邊的過程,教師注意引導方法,依次數(shù),體驗“圍成”。)
師"(小結)像這樣有四條邊的圖形就是四邊形。(板書:4、四邊形)它們的形狀變了,邊的條數(shù)不變。(板書:變、不變)
(3)動手操作
師"我們認識了四邊形,現(xiàn)在大家想自己動手做一個嗎?請利用課前準備的材料動手做一個四邊形。
(學生選擇合適的材料動手制作四邊形。學生用不同方法創(chuàng)作的四邊形如圖2所示。)
師"材料不同,方法和形狀不同,為什么它們都是四邊形?
生"它們都有4條邊,所以都是四邊形。
生"因為四邊形有4條邊,這些圖形都有4條邊。
師"你們說出了四邊形的本質(zhì)特征,真棒!
(4)聯(lián)系生活
師"我們身邊也藏著許多四邊形,找找看!
生"課桌的桌面是四邊形的。
生"瓷磚的面也是四邊形的。
……
師"(出示窗格圖)窗格圖案是古代勞動人民智慧的結晶,你能從中找出四邊形嗎?
(學生找四邊形,教師用不同的顏色標注出部分四邊形,如圖3。)
(5)小結方法
師"我們一起回憶一下剛才研究四邊形的方法。先數(shù)一數(shù)它有幾條邊,再自己做一個四邊形,最后到生活中找一找哪些物體上有四邊形。
(板書:數(shù)、做、找。)
[說明:學習過程結構化,是學生提升數(shù)學學習力的基礎。這里,教師先讓學生從熟悉的長方形和正方形入手,在“變一變”的過程中,觀察、比較多個四邊形,排除非本質(zhì)屬性的干擾,找到本質(zhì)上的聯(lián)系,抽象出四邊形的概念;再回歸到數(shù)學中,創(chuàng)造多種表征形式的四邊形;最后到生活中尋找豐富多樣的四邊形。這樣由特殊到一般再到特殊的認知過程,符合學生的認知規(guī)律,讓學生的思維不斷進階。同時,變與不變、數(shù)形結合的數(shù)學思想也在悄然滲透。]
2.認識五邊形、六邊形
(1)找出圖形,描邊分類
師"觀察窗格圖,你看到了什么,能提出一個數(shù)學問題嗎?
生"我發(fā)現(xiàn)窗格圖中,除了四邊形,還有其他圖形,它們是什么圖形呢?
師"真是一個愛思考的孩子!
生"我想問的是,窗格圖中的每一個圖形是不是都有自己的名字?有四邊形,是不是還有三邊形、五邊形?
師"你提的這個問題很有數(shù)學的味道!原來,窗格圖案里還有其他的圖形寶寶,你能用筆描出自己喜歡的圖形嗎?
(學生匯報,展示在窗格圖中描出的三角形、四邊形、五邊形等。)
師"大家找了這么多圖形,看起來有點亂,怎么辦呢?
生"按邊的條數(shù),從少到多排列。
師"你能想到按照順序來排列,有序地思考,真棒!
生"可以把邊的條數(shù)一樣多的放在一起,這樣就整齊了。
師"(板書:分類)你能進行歸類,愛動腦筋的孩子!那請同學們把這些圖形分分類吧。
(學生分類,得到圖4所示的結果。)
(2)分組研究,交流發(fā)現(xiàn)
師"除了我們剛才認識的四邊形,剩下的三組,同學們想用什么方法來研究呢?
生"用剛剛研究四邊形的方法:數(shù)、做、找。
師"研究之前,讓我們先來看看活動要求。
(教師出示活動要求:①數(shù)一數(shù):它有幾條邊,給它取個名字;②做一做:你能創(chuàng)造一個同類的圖形嗎?③找一找:生活中有這樣的圖形嗎?學生小組活動后,交流各自的發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造。)
生"我們小組數(shù)的是第3組圖形,都有5條邊,大家給這些圖形取的名字是“五邊形”。有同學是用筆畫了一個五邊形,有同學在釘子板上圍了一個五邊形,有同學發(fā)現(xiàn)貼畫是五邊形的,玩的積木也有五邊形。
師"(板書:5、五邊形)像這樣有5條邊的圖形是五邊形。
(其他小組繼續(xù)匯報。)
師"(板書:6、六邊形)像這樣有六條邊的圖形是六邊形。第一組圖形,是我們以前認識的三角形,其實也可以叫三邊形。(板書:3、三角形)認識了五邊形、六邊形,你能想到什么呢?
生"如果有7條邊就是七邊形,如果有8條邊就是八邊形。
生"七邊形就有7條邊,八邊形就有8條邊。
師"同學們在不知不覺中學會了類推。
(3)發(fā)現(xiàn)規(guī)律,完善結構
師"仔細觀察這些圖形,你還能發(fā)現(xiàn)什么呢?
生"有4條邊的就叫四邊形,有5條邊的就叫五邊形,有6條邊的就叫六邊形。
生"有幾條邊的圖形就是幾邊形。
師"(板書:幾條邊、幾邊形)你的概括能力真強!這些都是我們今天認識的多邊形。(同步板貼,最終板書如圖5所示)多邊形就像一棵大樹,它們都是大樹結的果實,這也是同學們發(fā)現(xiàn)的果實。
[說明:布魯納指出:掌握事物的結構,就是使許多別的東西與它有意義地聯(lián)系起來,進而理解它。簡單地說,學習結構就是學習事物是怎樣關聯(lián)的。學生遷移學習四邊形的方法,類比認識四邊形的過程,自主認識五邊形、六邊形等。在這個過程中,學生突破了單個知識點的束縛,建立起圖形名稱與邊的關系,發(fā)現(xiàn)了“有幾條邊的圖形就是幾邊形”,把感性經(jīng)驗轉化為理性經(jīng)驗,建構了多邊形的數(shù)學模型。“大道至簡”——幾條邊就是幾邊形。學生的思維超越了具體圖形,而是形成了一種具有一般思想意義的、更為上位的結構性思維。]
(三)將統(tǒng)整內(nèi)容縱橫化
1.橫向關聯(lián)
師"帶著你們的收獲,和三角形來一次魔幻旅行吧。(課件展示動畫)觀察大屏幕,三角形搖身一變,變成了幾邊形?(生答“四邊形”)再變成——(生答“五邊形”)接下去會是什么圖形?(生答“六邊形、七邊形……”)你發(fā)現(xiàn)了什么?
生"每增加一條邊就變成了一個新的圖形。
師"你們發(fā)現(xiàn)了圖形之間的聯(lián)系,真厲害!
2.縱向發(fā)展
師"(動畫演示正方形依次變成正八邊形、正十六邊形……)想象一下,如果像這樣繼續(xù)變下去會是什么圖形?
生"邊會越來越多,變成多邊形。
生"我覺得邊會變得越來越彎曲,可能會變成圓。
師"很有想象力!我們一起來看電腦的演示。(課件演示正多邊形逐漸向圓演變的過程,如下頁圖6所示)當邊無限多的時候,最終就變成了圓。其實,我們的祖先早就發(fā)現(xiàn)了這個規(guī)律?!皥A出于方,方出于矩”,矩是指長方形,也就是長方形可以變成正方形,正方形可以變成圓。數(shù)學知識就是這樣,橫著看,豎著看,之間都是有緊密聯(lián)系的。
[說明:四邊形、五邊形、六邊形等不是割裂的,是有橫向聯(lián)系的,是可以變換的。學生認識到“每增加一條邊就變成了一個新的圖形”,多邊形是“依靠”邊來“命名”的。換一個角度看,正方形變成正八邊形、正十六邊形……最終變成圓,學生感受到知識是有縱向聯(lián)系的,具有延展性,并初步體驗了轉化、極限的數(shù)學思想。古語“圓出于方,方出于矩”,寥寥幾個字指明了圖形的演變和聯(lián)系,讓學生感受到了中國文化的博大精深。]
二、教學反思
教學不是教知識,而是教知識的結構。本堂課,筆者以“多邊形本質(zhì)”為中心,把零散的知識點統(tǒng)整化,縱橫交錯,形成了一個系統(tǒng)結構,有效促進了學生結構化思維的發(fā)展。
(一)結構化搭建學習內(nèi)容
本課是《平行四邊形的初步認識》單元的第一課時,需要引導學生認識多邊形,理解“有幾條邊就是幾邊形”,整體感知多邊形名稱的由來。筆者從整體和系統(tǒng)上把握教學內(nèi)容,不局限于教材中提出的三角形、四邊形、五邊形、六邊形,而是進一步拓寬知識面,延伸到“有幾條邊的圖形就是幾邊形”。如此,七邊形、八邊形等多邊形的學習就變得“既不費時又不費力”。同時,筆者在知識點的深度和知識之間的貫穿度上做了一定的嘗試:在變化中,學生理解了“每增加一條邊就變成了一個新的圖形”;正多邊形在不斷增加邊的過程中,越來越接近圓。這溝通了多邊形之間的聯(lián)系,構建了正多邊形與圓的關聯(lián)。學生充分感悟,認知的整體性、方法的連貫性、思維的結構性達到了統(tǒng)一。
結構化設計“多邊形”學習內(nèi)容,讓知識之間縱橫交錯,緊密聯(lián)系,形成一個系統(tǒng)。內(nèi)容的結構化也促進學生深入理解多邊形的共性特征,由淺層學習邁向深度學習。
(二)結構化組織學習過程
波利亞說:教一個概念的時候,應當讓學生重走人類思維中的那些關鍵性步驟。也就是說,學生在獲取數(shù)學知識的過程中經(jīng)常采用相同的學習方法,形成科學的方法結構。這堂課,學生通過觀察、操作,運用推理、想象和抽象等思維方式,感悟數(shù)形結合、分類、極限和轉化等數(shù)學思想。學習過程的結構化,促進了學生空間觀念和幾何直觀的發(fā)展,同時培養(yǎng)了學生的推理意識、應用意識和創(chuàng)新意識。
本課中結構化的學習過程具體體現(xiàn)在以下幾個方面。學生從實物圖片中描出多邊形,用語言描述圖形特征,動手操作“創(chuàng)造”多邊形,抽象出多邊形的外部形象;同時,根據(jù)多邊形想象生活中的實際物體。通過抽象和想象,從三維到二維,再從二維到三維,發(fā)展了空間觀念。學生根據(jù)圖形邊的條數(shù)進行分類,以邊的條數(shù)來“命名”多邊形,建立形與數(shù)的聯(lián)系,把握多邊形的本質(zhì),發(fā)展了幾何直觀。從四邊形到五邊形、六邊形,學生歸納、類比,合理地猜想、推理,概括出任何一個(由線段圍成的)平面圖形“有幾條邊就是幾邊形”。在最后的“魔幻之旅”中,學生直觀感受到“每增加一條邊就變成了一個新的圖形”,
發(fā)現(xiàn)了圖形之間的關系;“圓出于方,方出于矩”,感悟了極限和轉化的數(shù)學思想。
通過結構化的學習過程,概括了多邊形的共性和不同圖形的差異,促進知識結構更好地內(nèi)化為學生的認知結構,成為他們探索新知識、解決新問題的“助推劑”,最終形成嵌入靈魂之中的數(shù)學素養(yǎng)。