缩略图
Mobile Science

关注学生立场 把握度量本质

作者

项廷姿

浙江省 浙江师范大学 321004

在小学阶段,有关平面图形面积计算的相关知识,不同的教材对于内容的安排基本一致,主要有:面积和面积单位、进率;平行四边形、三角形、梯形的面积;组合图形的面积和圆的面积。对于这些知识,一般我们将其纳入图形与几何的领域。笔者认为:有关平面图形面积的计算,其核心是对面积的度量。把这一部分内容,纳人“量与计量”这一领域,更符合对其本质地理解。

一、面积的归属,要把握:度量的本质

度量,是指用以计量物品的一些物理属性。从小学阶段学生数学学习的发展来看,首先度量的是物体的长度。学生对于这部分知识的学习,包括度量标准统一的必要性,长度单位标准的确定和度量长度的一般方法:其次是时间、人民币、质量等的度量。这些属性的度量对于学生而言,有点“虚化”。比如质量,不仅是学生,哪怕是成人,对于“有多重”的判断也往往存在较大的偏差。因此,即便是规定了“克”和“千克”这样的质量单位,学生对于质量的表征还是不够精确的。对于面积的这部分内容,学生的度量经验来自于对长度的度量。长度是一段一段的量,而面积是一块一块的量,它们本质上的操作是相同的,只是标准不同;长方形和正方形的面积度量,是数出有几个标准的面积单位;平行四边形、三角形和梯形的面积,是需要先把不完整的面积单位规整后再计数;圆的面积是在无法规整面积单位的基础上运用极限思想度量。因此,把平面图形面积计算的内容,纳入“量与计量”的领域,知识间的结构更清晰,本质更明朗,学生对于“面积”的理解也将更深刻。

二、面积的计算,要追求:面积单位的延伸

(一)平行四边形、三角形、梯形的面积计算

对于这三个平面图形面积计算的教学,以往的教学过于注重转化,忽视了度量的本质。学生的关注点往往聚焦的是这几个图形面积计算公式的由来,教师的教学千方百计地引导学生如何利用“已学过图形的面积计算”迁移到“将要学习的新的图形的面积计算”上来。这样教学的一个直接弊端就是:学生为了结果而学,忽视“转化”内在的原因。对于计算公式求解平面图形面积的运用可能是娴熟的,但背后的原因是不明白的。如果把这三个图形的面积计算,立足在“度量”的角度,那么学生对于面积的计算将更深刻,更加趋于本质地理解。

在方格纸中直接出示这三个图形:

1. 试一试:求出这三个图形的面积?

2. 暴露问题:你们遇到的困难是什么?

学生:这些图形的某些部分不是完整的一个方格(面积单位),没办法数出来。

3. 交流:怎么办?

4. 求同:实质是只做了一件事:把不完整的方格一个一个拼成完整的方格,然后数一数。

5. 结论:相同点是都在想办法把不完整的方格拼成完整的:不同点是刚才这位同学是一个一个地拼,这个图形是把一部分图形整个拼成完整的,更简单了。

对于平行四边形、三角形和梯形的面积计算,从度量的角度去分析,本质是一样的,都是对面积单位的规整。教学时,需要让学生经历一个单位的规整。一个单位的规整能完成,可以计数,度量的目的也就达到了。

(二)圆的面积

圆的面积计算,从本质上讲,与学生前期所学的平面图形面积的计算是一样的,只是它是曲线图形,不能准确地数出有几个标准的面积单位,需要用极限的思想让学生明确:越来越接近的最终趋向就是相同。这对于学生来讲,存在一定的困难,教学时主要是让学生逐步有这样的感悟即可。在圆的面积的教学中,要让学生用度量的方式去思考,需要解决两个问题:单位规整是不行的,需要用图形规整的办法,如何让学生在利用图形规整时想到从半径切开这是个难点;另外,当沿着半径切开后,又该如何割补,也是教学时需要突破的地方。为此,要解决这两个问题,对于圆的认识,需要学生从本质上去理解:圆区别于其他平面图形,最本质的在于:半径。圆的认识,主要是认识半径。在这样的教学中,学生对于圆的本质有了充分地了解,在此基础上,对于圆的面积的度量,学生就有了必要的知识储备。教学时,只需要设置合理的大任务驱动,让学生自主思考,展示交流就可以:

给出一个圆。

提问:要知道这个圆的面积,你有什么好办法?

生 1 :画上小正方形,先数一数完整的小正方形的个数,再把其中不完整的小正方形拼成完整的。

生2 :这样不行,不完整的有一条边是曲线,它们拼不成完整的小正方形。

生 3 :我也觉得是这样,一个一个地肯定拼不成完整的正方形,我想用割补的方法来试试。

生 4 :我也觉得一个一个地肯定拼不成完整的小正方形,只能一部分一部分来试试。

结论:单位规整行不通,需要从图形规整的角度去思考。

任务:想一想该从哪里去“割”?又该怎么“补”?自己试一试。

反馈:沿着直径把圆分成两半,然后重叠后沿着半径割开,补在一起,形成一个类似的长方形。

让学生明确在度量圆的面积时,用单位规整的方法不可行,尝试用图形规整的方式去解决。在教师给出任务后,学生主动去摸索,可能会找到最终的解决策略,也可能还是找不到办法,至于结果并不重要。在学生多次碰壁的探索中,其实就是对圆的面积进行度量的一个思考。最终规整的方法可以借助学生的交流,也可以通过阅读书本等方式加以理解。而至于极限思想的运用,仅仅依靠这样一堂课的教学,显然是达不到目的的,需要在后续的数学学习中加以跟进与体会。

从更广义地角度看物体属性的表征,其实就是用数来进行精确刻画。精确刻画的基础就是标准的确定。一旦确定了标准,只要进行测量就可以表征物体的属性。从本质上讲,测量的工具都是尺,长度是最基础的;面积也是,只是因为它是二维的,测量两次后相乘就是面积;体积亦然,测量三次再相乘即可;质量也是,秤就是另一种形式的“尺”;时间也是,钟、表都是“尺”;测量温度的温度计也是“尺”。所以,物体属性的表征,思维方式上是统一的:先定标准,再赋值;测量工具也是统一的:尺。明确了这一点,不仅仅是面积的表征,任何生活中物体属性的表征,均可以用这样的思维方式,这样的工具去度量。

参考文献:

[1] 俞正强.种子课 - 一个数学特级教师的思与行 [M].教育科学出版社,2023 ;

[2] 曹培英.跨越断层,走出误区 -“数学课程标准”核心词的解读与实践研究[M].上海:上海教育出版社,2021 ;

[3] 刘延革.抓住度量本质,串联面积教学一一图形的面积教学实践与思考[J].小学数学教师,2020.(5): 36~39