基于数学理解的总复习教学路径探索
——以“立体图形的表面积和体积总复习”教学为例

2022-07-22 06:26江苏太仓市城厢镇第一小学215411
小学教学参考 2022年14期
关键词:正方体圆柱表面积

江苏太仓市城厢镇第一小学(215411)陈 瑛

数学理解不仅要理解数学基础知识,还要从数学的角度去理解现实。总复习时,既要让学生回顾已学过的知识,又要让学生在复习中获得新的发现与认识,找准数学知识间的区别与联系,掌握知识的生长点,这样才能打通知识的“任督二脉”,凸显数学知识的本质,促进数学理解。

笔者以“立体图形的表面积和体积总复习”为例,从在总复习教学中发现的问题出发,基于全局视角进行分析,并对总复习教学进行新的实践和探索,以期寻找促进学生理解数学知识的教学路径。

一、问题凝视:基于真实学情的总复习教学困惑

总复习教学与平常的单元复习课和练习课有所不同,总复习教学需要温故知新、贯通联系。教师不仅要帮助学生温习学过的数学知识,还要打通知识间的联系,并且向外延伸,为第三学段的学习做铺垫。

比如,教学“立体图形的表面积和体积总复习”时,笔者在课前请学生就立体图形的表面积和体积等相关知识进行梳理。大部分学生都以思维导图的形式呈现知识点(如图1)。图很美观,但图中只有图形及其表面积和体积的公式,很难看到知识间的联系。

图1

这引发了笔者的思考:课前复习到底需要怎样的前置研究?是以“好看”为标准,还是以“深入”为目标?教师该以怎样的方式引导学生串连知识点?如何才能真正达到教学目标?

二、成因透视:基于全局视角的总复习教学问题分析

笔者深入思考总复习教学问题,不断追问、分析原因,发现主要有三方面原因:教材、学情和复习形式。教师教学时要基于教材,更要高于教材;要基于学情,更要充分研究学情;要淡化教学形式,但需深入挖掘知识内涵。

1.简单照搬教材,缺乏深度理解

教材是知识的有效载体,教师通过认真研读教材,充分利用甚至是改编教材习题,帮助学生巩固知识。但对于同样的教材,不同的教师处理时的方式不同,就会产生不同的教学效果。

苏教版教材六年级下册中“数与代数”“图形与几何”“统计与可能性”三大板块均以“整理与反思+练习与实践”的形式推进。“整理与反思”部分主要通过几个核心问题帮助学生回顾所学知识,引导学生探寻数学知识和方法间的内在联系,以促进学生产生新思考,获得新认识,进而加深对知识的理解。

但实际教学中不乏出现照搬教材、走流程的现象,从而使学生缺乏对知识的深度理解。这样的总复习教学是乏味的,学生的复习效率是低下的。

2.模糊真实学情,缺乏整体建构

总复习教学是复习梳理、温故知新,因此容易忽视真实的学情,教师以自己理解的学情进行教学设计,缺乏对知识的整体建构,学生以能正确完成相关练习为主要目标,缺乏深度思考。因此,习题有所变换或是提升难度时,学生便不能综合运用所学知识解决问题。

学习能力比较强的学生不仅可以解决基础问题,还可以独立解决难度稍高的问题。学习能力较弱的学生没打牢基础,他们需要巩固知识,将薄弱点逐渐变扎实。对此,在复习课前,教师可通过多种途径了解学生的真实学情,然后根据学情设计相应的复习任务,让不同的学生通过分层练习得到不同的发展。

3.过度关注形式,缺乏脉络梳理

总复习教学中,教师常让学生用思维导图梳理知识。一张美观的思维导图,不仅包括对知识的梳理,还有图画的绘制,相对而言耗时较多。仔细查看这些思维导图,笔者发现,大部分是简单地呈现知识点,如基本概念、公式,深层的知识内涵较少,也没有对相关知识的脉络梳理。

这样的知识梳理过程重在形式,缺乏内在理解。笔者认为,数学学习更需关注知识的内涵,教师可在布置思维导图任务时适当引导,让学生多关注深层次的东西,如一个公式的本质是什么、它以怎样的方式产生、这个公式与其他公式之间有怎样的联系等。若学生能经历这样的思考,那么他们的数学学习一定会逐渐深入。

三、出路审视:基于数学理解的总复习教学路径探索

基于以上的分析和思考,笔者认为总复习教学对于学生既是对知识的梳理和回顾,又是一次知识生长的过程,教师要充分了解学情,厘清知识脉络,打通知识的内在联系,找准知识的生长点,让学生的数学理解真正落到实处。

1.厘清脉络,通透本质

从学生画的思维导图可以看出,少有学生关注立体图形的体积公式是如何推导出来的。极少学生会画圆柱体积公式的推导图,大部分学生是画出一个长方体、一个正方体、一个圆柱,然后在它们旁边标注体积公式。

笔者认为,在“立体图形的表面积和体积总复习”中,要沟通各立体图形之间的联系。学生如果能画图表征体积公式的内涵,就能更好地理解体积的本质。

课前导学可如下设计。

请你画示意图说明如何求出下列立体图形的体积。

(1)长方体:长4厘米、宽3厘米、高2厘米。(2)正方体:棱长2厘米。

(3)圆柱:底面半径1厘米、高2厘米。

【片段1:画图表征,凸显本质】

生1:用棱长是1厘米的小正方体摆成长4厘米、宽3厘米、高2厘米的长方体,一行摆4个,摆3行、2层,长方体的体积是4×3×2=24(立方厘米)。

生2:用棱长是1厘米的小正方体摆成棱长是2厘米的大正方体,一行摆2个,摆2行、2层,大正方体的体积是2×2×2=8(立方厘米)。

生3:可将圆柱转化成近似的长方体,那么长方体的长相当于圆柱的底面圆周长,长方体的宽相当于圆柱的底面直径,长方体的高相当于圆柱的高。根据长方体体积=长×宽×高,就推导出圆柱的体积公式。

师:长方体的长、宽、高分别指什么?

生4:长是指一行有几个小正方体,宽是指有几行,高是指有几层。

师:求长方体或大正方体的体积,就是求什么?

生5:求有几个小正方体。

师:把圆柱转化成长方体后,是不是也可以理解为算一共有多少个小正方体?

生6:是的。

通过改变课前导学,从全开放的课前复习整理,到有针对性的课前导学研究,学生对知识梳理的目标更加明确,不仅能写出立体图形的体积公式,还掌握了体积公式的推导过程,以及它们之间的联系。在交流过程中,同伴互学让学生在小组内进行思维的碰撞,燃起学习的兴趣,起到了非常好的助推作用。学生交流时,教师的提问需直指本质,让学生理解这些立体图形体积公式之间的联系,突破本质理解。

2.联系完善,构建体系

“立体图形的表面积和体积总复习”的教学,重在“统”,即统一体积、统一侧面、统一表面。经历并完成“统”的过程,是学生探索和理解知识间内在联系的契机,可将知识进行沟通、统整,构建完善的知识的体系。为此,笔者设计了如下活动过程,让学生用长方形彩纸做立体图形,经历“统”的过程。

【片段2:打通联系,促进理解】

师:你是怎么做圆柱的?

生1:可以像这样卷一下。(分别沿着彩纸的长边和短边卷)

师:这样卷出的没有底面的圆柱,有什么共同点吗?

生2:侧面积相等。

师:你是如何做长方体的?做的时候有什么要注意的地方吗?

生3:可以向同一个方向对折再对折,然后围起来就可以了。

师:刚才同学们折出的这些长方体的大小和形状不一,但有什么相同之处?

生4:侧面积相等。

师:同样的彩纸,可以做不同的长方体和圆柱,它们之间有联系吗?

生(齐):它们的侧面积都相等。

师:长方体、正方体、圆柱的体积和侧面积能用统一的公式计算吗?

生5:侧面积=底面周长×高。

师:既然它们的体积和侧面积可以用相同的公式来计算,那表面积也可以用同一个公式来算吗?

生6:表面积=侧面积+底面积×2。

师:在解决立体图形表面积的实际问题时,都是用“侧面积+底面积×2”计算吗?

[学生分别回答一侧无底(如通风管)、一侧一底(如无盖水桶)、一侧两底的情况]

学生用同样的彩纸做长方体和圆柱,发现了立体图形间的奥秘,从而统一了长方体、正方体、圆柱的侧面积和表面积的计算方式,同时找出生活中的实例。

整个过程,学生在玩中学,在玩中悟。每个学生都完整经历了立体图形表面积和体积“统”的过程,这是在之前新课学习时不曾经历的。而总复习课中常有的习题,在这节课中看似较少,实则蕴含了一类解题方法。如表面积问题,虽然没有单独的习题,但学生在“统”之后找到了一侧无底、一侧一底、一侧两底的情况。学生会举例、验证,才是真正理解了知识。

3.面向未来,促进生长

总复习教学不仅是对小学阶段的立体图形进行梳理,还可进行拓展和延伸,为第三学段做好铺垫,让知识有生长点。比如在这节课中,让学生完成“统”之后,可让学生接着玩,利用彩纸做一个新的立体图形,进行更大的“统”,引出直柱体,统一计算方法。

【片段3:激发想象,智慧生长】

师:这张彩纸还能做其他立体图形吗?

学生展示成果(如图2):

师:同学们做出的这些立体图形有什么共同点?

生1:上下底面完全一样。

(教师引出直柱体的相关知识)

师:你认为这些直柱体是否也有统一的计算侧面积、表面积和体积的公式?

(师生一起归纳计算公式)

引出直柱体后,学生发现具有相同特征的一些直柱体也可以用这张彩纸做出来。还有一些直柱体虽然用这张纸不容易做出来,但是可以根据它们的特征自由想象,从多个图形变成一类图形,从一类图形又延伸到无数个图形,可以用相同的公式计算同类图形的体积、侧面积和表面积。

笔者认为,学生对立体图形的表面积和体积的认识应有一个完整、系统的建构过程,既要“瞻前”,又要“顾后”。教师在充分了解学情后,要进行梳理、联系、延展,让学生对知识的理解落到实处,让学生的数学素养不断提升。

总复习教学要做到温故而知新,教师要有长远的目光,有把教材读薄的能力,将零散的知识点串连起来,打通知识的内在联系,完善知识体系,并适时进行拓展延伸,为学生的后续学习埋下种子。学生在充满数学味的活动中内化知识,主动建构结构化、可迁移的认知系统。这个过程是面向人人的,教师不仅要研究学生学习的起点,还要探究学生学习的支点,展望学生发展的终点,让学生的数学学习灵动舒展。

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