王小燕
作為小學(xué)教學(xué)中的重要內(nèi)容,小學(xué)圖形測量主要包括認(rèn)識長度、面積及體積的單位,測量長度、角度、面積及體積等,將圖形的周長、面積及體積等數(shù)量關(guān)系用測量單位表述出來。新課標(biāo)的教學(xué)目標(biāo)強(qiáng)化了度量單位的確定,強(qiáng)化闡述度量單位的實際意義,探索了測量和估測方法及策略,更重視其在現(xiàn)實生活中的意義,鼓勵學(xué)生根據(jù)實際情況采用恰當(dāng)?shù)臏y量工具和方法。
一、圖形周長、面積和體積公式的探索及應(yīng)用
圖形測量的重點內(nèi)容是對基本圖形周長、面積和體積公式的掌握,但是在進(jìn)行教學(xué)時,不能僅僅把應(yīng)用公式計算當(dāng)作重點內(nèi)容,從而誤把這部分的內(nèi)容當(dāng)作簡單的計算問題來處理。對這方面內(nèi)容的探索非常有利于學(xué)生認(rèn)識圖形間的關(guān)系及圖形特征,幫助學(xué)生解決實際問題,發(fā)展空間概念和體會數(shù)學(xué)思想的重要性。
筆者現(xiàn)在用圓的面積來說明以上思想。教材中關(guān)于該方面的內(nèi)容,即為把圓等分為數(shù)個扇形,再將它們“拼接”成近似為平行四邊形,扇形的個數(shù)越多,所“拼接”的圖形就越接近平行四邊形的形狀。然后,再指導(dǎo)學(xué)生分析平行四邊形底和高與圓周長和半徑之間的關(guān)系,從而最終推導(dǎo)出求圓面積的公式。
下面介紹一下學(xué)生探索圓的面積的方法。在開始上課時,教師給予學(xué)生較大的探索空間,鼓勵學(xué)生主動探索解決圓的面積的方法:
第一,在圓內(nèi)“放置”一個內(nèi)接正方形,學(xué)生的做法:首先在圓形的內(nèi)部折一個正方形,我們可以求出這個正方形的面積,但是無法求出剩下的四個圖形的面積。
第二,在圓的內(nèi)部畫小方格。學(xué)生的做法:在圓中可以畫許多小方格,可以數(shù)出其中完整的小方格,但是不滿一格的小方格難以計算出大小。
第三,教材中計算方法。經(jīng)過對學(xué)生的解決方法進(jìn)行分析,我們發(fā)現(xiàn)這些方法都很有趣,并且都包含了化曲為直的重要數(shù)學(xué)思想。在測量曲邊圖形時,我們首先將其轉(zhuǎn)換為直邊的圖形。如果用“直”代替“曲”,那么就要將圖形分為很多段,如此才不會導(dǎo)致誤差過大。這就解釋了教材上在計算圓的面積時,將其等分為數(shù)個扇形,即為極限思想。
再回顧一下學(xué)生的解題方法,第一個方法中,學(xué)生在畫了一個內(nèi)接正四邊形,這其中的內(nèi)涵便是用“直”代替“曲”,學(xué)生理解圓的對稱性而選擇正四邊形。因為挑戰(zhàn)性太強(qiáng),所以學(xué)生感到一些困惑。因此,教師要進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考,其他四塊曲變形和什么圖形相似,如,它們和三角形像不像?能否用三角形進(jìn)行代替?而再次剩下的曲變形是否類似于三角形?能否用三角形進(jìn)行代替?其實,這通過使用圓內(nèi)接多邊形不斷接近圓的形狀,這就是劉徽的割圓術(shù)。而學(xué)生中心思想和教材的是一致的,即教材的方法也是“割圓”。教材中指出將圓割成小扇形,然后重新拼擺這些小扇形,其目的就是使學(xué)生更好地體會其中的意思。第二個學(xué)生的方法是畫方格。學(xué)生通過理解面積測量的意義產(chǎn)生這種想法,即數(shù)出面積單位的個數(shù),該方法是最原始的想法,也是價值最大的。若在對小方格進(jìn)行細(xì)分,那么面積將更加接近于圓,該學(xué)生的想法即包含了以直代曲的思想,又充分表現(xiàn)了對面積測量本質(zhì)的認(rèn)識,但是很顯然,該方法無法在小學(xué)階段得到圓的面積公式。
有些教師認(rèn)為,基于小學(xué)生的認(rèn)識的發(fā)展規(guī)律,他們不需要進(jìn)行探索,僅僅了解同圓的面積公式就夠了,但是有必要鼓勵學(xué)生參與圖形周長、面積和體積等計算方法的探索過程。
二、對不規(guī)則物體及圖形的測量方法進(jìn)行探索
在學(xué)習(xí)圖形測量方法的道路上,不能僅僅限制于規(guī)則的圖形上,需要積極對不規(guī)則的物體和圖形的測量方法進(jìn)行探索。其實,在進(jìn)行探索的過程中,學(xué)生既加深了對測量意義的進(jìn)一步理解,又初步體會了重要的數(shù)學(xué)方法。
可以把方格紙覆蓋在不規(guī)則的圖形上面。比如,學(xué)生可以嘗試一下對自己鞋印的面積進(jìn)行估算,可以先將正方形格子繪畫在鞋印上,數(shù)出鞋印上的完整方格數(shù),由此計算出鞋印面積的不足近似值;然后數(shù)出鞋印接觸的全部方格數(shù)量,得到鞋印面積的過剩近似值,由此得出,鞋印的面積出在兩者之間。同時學(xué)生還可以意識到,方格分的越細(xì),這樣兩個值就會更加接近,因此這其中還蘊含了微積分的重要基本思想。
總之,在參與到整個測量活動的過程中,學(xué)生可以切實學(xué)習(xí)到很多關(guān)于測量的知識:加深對測量實際意義的認(rèn)識,了解測量單位的重要之處;增強(qiáng)對測量公式的熟悉,從而合理地應(yīng)用這些公式;增加測量方面的經(jīng)驗,使學(xué)生解決現(xiàn)實問題和動手操作能力得到有效提高。
(作者單位:江西省安??h平都第一小學(xué))