一、案例背景
在新課程改革的浪潮中,我國(guó)小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的理念和內(nèi)容正發(fā)生著深刻的變革,對(duì)學(xué)生空間觀念和幾何思維能力的培養(yǎng)受到了前所未有的重視。本案例的設(shè)計(jì)宗旨是學(xué)生能夠深刻理解和掌握平行四邊形和梯形的特征,從而有效提升學(xué)生的空間想象能力和幾何思維能力。從實(shí)際應(yīng)用和生活的角度出發(fā),平行四邊形和梯形的身影無(wú)處不在,如高聳的建筑物、精美的藝術(shù)作品、日常生活中的各種用品,這兩種圖形的應(yīng)用極為廣泛。通過(guò)設(shè)計(jì)不僅能使學(xué)生更好地理解數(shù)學(xué)幾何的內(nèi)在聯(lián)系,更能讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際生活中,以達(dá)到學(xué)以致用的目的。
二、案例目標(biāo)
1.通過(guò)對(duì)這兩種圖形的學(xué)習(xí),培養(yǎng)空間想象能力和幾何思維能力,更好地理解和掌握幾何學(xué)的核心概念。
2.深刻理解并準(zhǔn)確識(shí)別平行四邊形和梯形的特征,并能夠運(yùn)用適當(dāng)?shù)恼Z(yǔ)言來(lái)描述它們。
3.通過(guò)實(shí)際操作和合作學(xué)習(xí),提高動(dòng)手操作能力,同時(shí)培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神和意識(shí),為未來(lái)的學(xué)習(xí)和生活打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
4.掌握平行四邊形和梯形的特征,并通過(guò)動(dòng)手操作和自主探究的過(guò)程達(dá)到這一目標(biāo)。
三、學(xué)情分析
在數(shù)學(xué)課堂的教學(xué)實(shí)踐中,教師發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生在理解“平行”與“垂直”這兩個(gè)基本概念時(shí)遇到了難題。同時(shí),對(duì)于“高”的概念,學(xué)生表現(xiàn)出明顯的認(rèn)知障礙。雖然學(xué)生能夠輕松地理解“高”在日常生活中的基本含義,如高樓、高山等,但在幾何圖形中,特別是在平行四邊形和梯形等圖形中,對(duì)“高”的概念就變得模糊不清。在教授平行四邊形和梯形時(shí),尤其是當(dāng)涉及“高”這一概念時(shí),學(xué)生常常難以確定哪一條線段是圖形的“高”。
四、教學(xué)內(nèi)容
本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容選自人教版數(shù)學(xué)四年級(jí)上冊(cè)教材的第五單元“平行四邊形和梯形”一文。在一年級(jí)的學(xué)習(xí)中,學(xué)生對(duì)“平行四邊形”這個(gè)概念有了初步的認(rèn)識(shí)。到了三年級(jí)上冊(cè),學(xué)生則在“邊的長(zhǎng)度”和“角的種類”兩個(gè)維度上,對(duì)常見的四邊形進(jìn)行了系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。通過(guò)對(duì)這些基礎(chǔ)概念的回顧和運(yùn)用,學(xué)生將能夠更加順利地進(jìn)入本單元的學(xué)習(xí),從而在圖形的世界中探索和發(fā)現(xiàn)更多有趣的幾何學(xué)知識(shí)。
五、案例過(guò)程
(一)課程導(dǎo)入,激發(fā)興趣
在課程的開篇階段,通過(guò)展示與學(xué)生日常生活密切相關(guān)的物品或圖片來(lái)引起學(xué)生的興趣。
教師:今天我們學(xué)習(xí)新的幾何圖形——平行四邊形和梯形。在正式進(jìn)入課程之前,我想給大家展示一些我們?nèi)粘I钪谐R姷奈锲泛蛨D片,看看你們能不能從中發(fā)現(xiàn)一些有趣的規(guī)律。
教師:大家仔細(xì)觀察這張鐵路圖,你們能在這些建筑元素中找到一種共同的規(guī)律嗎?比如,這里的窗戶、門、樓梯,它們有什么共同的特征呢?
學(xué)生A:老師,我發(fā)現(xiàn)這些窗戶和門的邊緣都是直的,看起來(lái)好像都是平行的。
教師:很好,A同學(xué)!你觀察得很仔細(xì)。確實(shí),這些窗戶和門的邊緣都是平行的。我們?cè)賮?lái)看,這里是一些日常用品。
(教師展示書架上的圖片)
教師:現(xiàn)在,我想請(qǐng)大家試著在這些日常用品中,指出哪些部分是由平行線組成的。比如,這個(gè)書本的邊緣,或者這個(gè)瓶子的側(cè)面。
學(xué)生B:老師,我發(fā)現(xiàn)這個(gè)書本的邊緣是由平行線組成的,因?yàn)樗纳舷聝蛇叾际侵钡?,而且長(zhǎng)度相等。
教師:通過(guò)觀察這些圖片,我們可以發(fā)現(xiàn)平行線在日常生活中無(wú)處不在。接下來(lái),我們學(xué)習(xí)平行四邊形和梯形的特征,看看它們與平行線有什么關(guān)系。準(zhǔn)備好了嗎?
學(xué)生(齊聲):準(zhǔn)備好了!
教師:好,那么我們開始今天的學(xué)習(xí)。
(設(shè)計(jì)意圖:通過(guò)這樣的設(shè)計(jì),教師試圖創(chuàng)造一個(gè)既親切又生動(dòng)的學(xué)習(xí)環(huán)境,引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)和關(guān)注生活中無(wú)處不在的平行現(xiàn)象。)
(二)初步認(rèn)知,了解知識(shí)
在知識(shí)傳授的關(guān)鍵環(huán)節(jié),教師采取互動(dòng)式的教學(xué)方法,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注并探索周圍環(huán)境中的平行現(xiàn)象,通過(guò)觀察鐵軌、書架等,使學(xué)生能夠在實(shí)際情境中感知平行的概念。
教師:請(qǐng)大家回想一下,我們?cè)谌粘I钪杏袥]有見過(guò)類似平行四邊形或梯形的形狀呢?
學(xué)生C:老師,我坐火車的時(shí)候看到鐵軌就是這樣的。
教師:很好,C同學(xué)!你提到了鐵軌,那我們一起來(lái)觀察一下這個(gè)模型鐵軌。在前面的內(nèi)容中,我們知道這兩條鐵軌處于平行的狀態(tài),那么請(qǐng)大家注意觀察,這兩條鐵軌有什么特點(diǎn)?
學(xué)生D:老師,我發(fā)現(xiàn)這兩條軌道之間的距離是一樣的,不管它們延伸多遠(yuǎn)。
教師:非常棒,這就是我們說(shuō)的平行線的一個(gè)重要特征——在幾何空間中,平行線永遠(yuǎn)不會(huì)相交。接下來(lái)請(qǐng)同學(xué)們以小組觀察,每個(gè)小組的任務(wù)是至少識(shí)別出兩種平行元素,并討論這些元素的共同特征。
小組1(觀察書架):我們小組發(fā)現(xiàn)書架上的書脊是平行的,它們之間的距離是相同的,而且它們不會(huì)相交。
小組2(觀察鐵軌模型):我們小組注意到鐵軌模型的兩條軌道永遠(yuǎn)不會(huì)相交,即使它們被延長(zhǎng)得很長(zhǎng)。這就像我們剛才在書本上學(xué)到的平行線的特征。
教師:很好,大家找到了平行元素,并且討論了它們的共同特征?,F(xiàn)在,我想請(qǐng)大家分享一下你們的發(fā)現(xiàn)。
學(xué)生E:我們小組發(fā)現(xiàn)書脊是平行的,而且它們之間的距離相等。
學(xué)生F:我們小組發(fā)現(xiàn)鐵軌模型的兩條軌道永遠(yuǎn)不會(huì)相交,即使它們被延長(zhǎng)。
教師:通過(guò)你們的觀察和討論,我們更加深刻地理解了平行線的特征。在幾何學(xué)中,平行線是非常重要的概念,它們的應(yīng)用在我們的日常生活中無(wú)處不在。
(設(shè)計(jì)意圖:教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行一些實(shí)際操作,如畫平行線、構(gòu)建平行四邊形和梯形等,通過(guò)互動(dòng)、體驗(yàn)來(lái)加深學(xué)生對(duì)幾何概念的理解。)
(三)新課教學(xué),掌握知識(shí)
教師(打開PPT,顯示一個(gè)任意的四邊形):同學(xué)們,顯示在大家面前的是一個(gè)普通的四邊形。四邊形是由四條邊和四個(gè)角組成的圖形?,F(xiàn)在,我們將通過(guò)一些步驟,利用幾何特性來(lái)改變這個(gè)四邊形,看看它能夠變成哪些我們熟悉的圖形。
學(xué)生G:老師,四邊形不是都有特定的形狀嗎?為什么這個(gè)看起來(lái)有點(diǎn)不規(guī)則?
教師:四邊形確實(shí)有各種各樣的形狀,我們今天要做的,就是通過(guò)改變它的邊長(zhǎng)和角度,讓它變成特定的形狀,比如平行四邊形和梯形。
(教師在PPT上展示如何調(diào)整邊長(zhǎng)和角度)
教師:首先,我們來(lái)看看如何將這個(gè)四邊形變成一個(gè)矩形。要變成矩形,我們需要讓對(duì)邊平行且相等,同時(shí)所有角都是直角。
(教師在PPT上演示調(diào)整過(guò)程)
學(xué)生H:老師,我明白了,如果我們讓對(duì)邊平行,并且調(diào)整角度使得它們都是90度,那么這個(gè)四邊形就變成了矩形。
教師:非常好,H同學(xué)。接下來(lái),我們?cè)賮?lái)看看如何將矩形變成平行四邊形。實(shí)際上,矩形是一種特殊的平行四邊形,它的所有對(duì)邊都是平行且相等的。
(教師繼續(xù)演示)
教師:現(xiàn)在,我們嘗試將一個(gè)普通的四邊形變成梯形。梯形有一對(duì)平行邊,我們只需要讓其中一對(duì)邊平行,就可以得到一個(gè)梯形。
(教師在PPT上演示梯形的形成)
學(xué)生I:老師,我注意到如果我們沿著梯形的高剪下一個(gè)直角三角形,剩下的部分似乎可以拼成一個(gè)長(zhǎng)方形。
教師:非常正確。這就是直角梯形的一個(gè)特性。
(教師在PPT上展示拼接過(guò)程)
教師:如果我們剪下的直角三角形不是從梯形的頂點(diǎn)開始,而是從梯形的腰上開始剪,我們可能會(huì)得到一個(gè)等腰梯形,這時(shí)兩腰是相等的。
(教師繼續(xù)演示等腰梯形的形成)
教師:現(xiàn)在,請(qǐng)大家自己嘗試一下,用你們面前的四邊形模型,嘗試調(diào)整邊長(zhǎng)和角度,看看你們能創(chuàng)造出哪些新的圖形。
(學(xué)生開始操作模型(如圖1所示),教師巡回指導(dǎo))
(設(shè)計(jì)意圖:本環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)旨在通過(guò)直觀的演示和對(duì)比,幫助學(xué)生構(gòu)建對(duì)四邊形分類和轉(zhuǎn)換的深刻理解,有助于學(xué)生形成對(duì)幾何圖形變化的直觀感受,激發(fā)學(xué)生的空間想象能力。)
(四)小組討論,探索知識(shí)
教師(分發(fā)材料):同學(xué)們,我們現(xiàn)在將進(jìn)行小組活動(dòng)。你們的任務(wù)是討論并嘗試對(duì)這些四邊形進(jìn)行分類。每個(gè)小組需要確定自己的分類標(biāo)準(zhǔn),并準(zhǔn)備好向全班解釋你們的分類依據(jù)。
(學(xué)生開始小組討論,教師巡回指導(dǎo))
小組3:我們認(rèn)為,我們可以根據(jù)四邊形是否有平行對(duì)邊來(lái)分類。比如,矩形和平行四邊形都有平行對(duì)邊,所以它們可以放在同一類別。
教師:很好,你們的分類標(biāo)準(zhǔn)很清晰。那么,你們能告訴我,為什么正方形也可以放在這個(gè)類別中嗎?
小組3學(xué)生J:因?yàn)檎叫尾粌H對(duì)邊平行,而且所有邊都相等,它其實(shí)是一種特殊的平行四邊形。
小組4:我們小組在平行對(duì)邊的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步細(xì)分了類別。我們認(rèn)為,如果一個(gè)平行四邊形有一個(gè)角是直角,那么它就可以被特定為矩形。
教師:小組4,你們的觀察很細(xì)致。這種分類方法可以幫助我們更好地理解不同四邊形之間的關(guān)系。
(小組討論結(jié)束后,各小組準(zhǔn)備展示)
教師:現(xiàn)在,讓我們聽聽每個(gè)小組的分類成果。小組3,你們?cè)敢庀葋?lái)分享嗎?
小組3:我們小組的分類依據(jù)是……
(各小組依次展示,全班討論氣氛熱烈)
教師:同學(xué)們,我們已經(jīng)聽到不同的分類方法和標(biāo)準(zhǔn)?,F(xiàn)在,我想提出兩個(gè)問(wèn)題來(lái)進(jìn)一步探討。第一個(gè)問(wèn)題:怎樣在平行四邊形紙上剪一刀,使剪下的兩個(gè)圖形都是梯形?
學(xué)生K:如果在平行四邊形的中間點(diǎn)剪一刀,沿著對(duì)角線的方向,那么剪下的兩個(gè)圖形都有可能成為梯形(如圖2的A所示)。
教師:很好,K同學(xué)!那么,第二個(gè)問(wèn)題:怎樣剪梯形紙,使剪下的圖形中有兩個(gè)是平行四邊形?
學(xué)生L:可以在梯形頂點(diǎn),剪一刀與另一邊平行的線。平移剪刀,再剪一條平行的線,這樣就會(huì)得到兩個(gè)平行四邊形(如圖2的B所示)。
教師:同學(xué)們,通過(guò)今天的小組活動(dòng)和討論,我們不僅加深了對(duì)四邊形分類的理解,還探討了平行四邊形和梯形之間的關(guān)系。
(設(shè)計(jì)意圖:本環(huán)節(jié)通過(guò)小組合作的方式,培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和探究能力,學(xué)生在合作中對(duì)四邊形進(jìn)行分類,有助于學(xué)生更好地理解不同圖形的特性,并在討論中鍛煉邏輯思維和表達(dá)能力。)
(五)總結(jié)反思,拓展應(yīng)用
在平行四邊形與梯形這一課程的尾聲,教師安排了總結(jié)和反思環(huán)節(jié),旨在幫助學(xué)生梳理和回顧課堂上的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)。為深化學(xué)生對(duì)平行線概念的理解,教師會(huì)設(shè)計(jì)一系列實(shí)際問(wèn)題:
教師:同學(xué)們,我們已經(jīng)完成了關(guān)于平行四邊形與梯形的學(xué)習(xí),現(xiàn)在我們進(jìn)行總結(jié)和反思環(huán)節(jié)。這個(gè)環(huán)節(jié)將幫助我們梳理和回顧課堂上的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn),并深化我們對(duì)平行線概念的理解。
(學(xué)生翻開課本,準(zhǔn)備進(jìn)行實(shí)踐活動(dòng))
教師:請(qǐng)大家翻到課本第72頁(yè),仔細(xì)觀察平行四邊形和梯形的圖形。接下來(lái),我會(huì)指導(dǎo)大家使用直尺和三角板來(lái)實(shí)際測(cè)量,以驗(yàn)證我們之前通過(guò)觀察得出的結(jié)論。
學(xué)生M:老師,我測(cè)量了平行四邊形的對(duì)邊,確實(shí)是平行且等長(zhǎng)的。
教師:很好,M同學(xué)。這就是平行四邊形的一個(gè)重要特征。其他同學(xué)有沒有發(fā)現(xiàn)其他的特征呢?
學(xué)生N:老師,我發(fā)現(xiàn)梯形的非平行邊長(zhǎng)度不一樣,但平行邊之間的距離是相等的。
教師:非常正確。這個(gè)特征也是梯形的一個(gè)重要性質(zhì)?,F(xiàn)在,讓我們探討第二個(gè)問(wèn)題:哪些物體包含平行四邊形和梯形的形狀?
學(xué)生O:我在家里的書架上看到了很多梯形的書脊。
學(xué)生P:我在學(xué)校的建筑中看到了平行四邊形的窗戶設(shè)計(jì)。
教師:很好,大家都非常敏銳地觀察到了身邊的平行四邊形和梯形?,F(xiàn)在,我想通過(guò)課件向大家展示一些在日常生活中常見的平行四邊形和梯形的例子。
(教師展示課件,學(xué)生觀察圖片)
教師:請(qǐng)大家仔細(xì)觀察,思考這些形狀為什么會(huì)被選擇用于這些特定的場(chǎng)景。
學(xué)生Q:老師,我覺得平行四邊形和梯形在建筑設(shè)計(jì)中很常見,因?yàn)樗鼈兛梢栽黾咏ㄖ锏姆€(wěn)定性和美觀性。
教師:非常好,Q同學(xué)。你們的發(fā)現(xiàn)和思考正是數(shù)學(xué)知識(shí)在現(xiàn)實(shí)世界中的應(yīng)用價(jià)值所在。
(設(shè)計(jì)意圖:通過(guò)總結(jié)和反思的過(guò)程,學(xué)生可以將分散的數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)整合起來(lái),加深對(duì)幾何圖形的理解,認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)的實(shí)用性和價(jià)值,構(gòu)建一個(gè)系統(tǒng)化的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。)
六、案例分析
在本節(jié)課的教學(xué)活動(dòng)中,學(xué)生需要深入理解并熟練掌握平行四邊形和梯形的基本概念的同時(shí),提高空間想象力和幾何思維力。在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中,教師特別強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實(shí)踐操作和小組互動(dòng),通過(guò)參與式的學(xué)習(xí)活動(dòng)和探索性的研究,使學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐中學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)。教師應(yīng)超越教材的限制,將教材內(nèi)容與學(xué)生的學(xué)習(xí)需求相結(jié)合,確保單元學(xué)習(xí)的結(jié)構(gòu)化程度適中。因此,在實(shí)施過(guò)程中,教師需要及時(shí)采取措施進(jìn)行補(bǔ)救,防止學(xué)生對(duì)概念理解不深刻。
七、教學(xué)反思
梯形作為一種新的幾何圖形,在本節(jié)課中首次被引入,教師不僅會(huì)教授梯形的基本特征,還會(huì)闡述梯形與平行四邊形之間的相似之處與差異點(diǎn),并對(duì)這兩種圖形的定義進(jìn)行總結(jié)和概括。為了滿足不同學(xué)生的需求,教師應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)豐富多樣的教學(xué)活動(dòng),像實(shí)際操作、圖形繪制、問(wèn)題解決等多樣化的教學(xué)方法,這些活動(dòng)不僅能夠吸引學(xué)生的注意力,還能夠針對(duì)性地提高他們的空間想象能力和幾何思維能力。
在本節(jié)課中,教師通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生觀察生活中的幾何形狀,實(shí)際操作工具,以及深入思考幾何問(wèn)題,幫助學(xué)生有效地掌握平行四邊形和梯形的特征,并在這一過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力和幾何思維能力。展望未來(lái),教師將繼續(xù)探索更有效的教學(xué)方法,不斷改進(jìn)教學(xué)策略,以便為學(xué)生提供更加高質(zhì)量的教育體驗(yàn)。
編輯:孫守春
注:本文系2023年度甘肅省“新課標(biāo)背景下中小學(xué)數(shù)學(xué)個(gè)性化教學(xué)的研究”(課題立項(xiàng)號(hào):LZ[2023]GH0466)的階段性成果。
作者簡(jiǎn)介:程冬梅(1974—),女,漢族,甘肅蘭州人,本科,一級(jí)教師,研究方向:小學(xué)數(shù)學(xué)教育。