引领“再认识”,让学习在认识的优化与深化中走向深刻
——以《三角形面积计算的再认识》教学为例

2021-08-30 03:24管小冬
小学教学设计(数学) 2021年8期
关键词:竖式计算方法平行四边形

文|管小冬

“再认识”指“对已进行认识的认识对象及其认识成果(包括获取这些认识成果的认识活动)的重新认识”。相比于原有认识,再认识是“认识连续地和不断地深化和更新的过程”。在小学数学的学习中,受年龄、生活经验、认知水平等影响,学生对一些重要的数学内容、方法、思想的理解和掌握,往往需要经历“认识、实践、再认识、再实践”的循环递进过程。基于此,《数学课程标准(2011年版)》特别指出:在教材编写时,“重要的数学概念与数学思想要体现螺旋上升的原则”。这也要求我们,不仅要在学生初次认识这些重要的数学内容、方法、思想时上好“种子课”,更要在后续学习中精心设计问题、创设机会,上好拓展课与整合课,引领学生在对相应内容的“再认识”中实现认识的优化与深化,让学习不断走向深刻。

事实上,无论是《数学课程标准(2011年版)》对各学段“内容标准”的具体规定,还是各版本数学教材的具体编排,均十分注重使学生在“认识”“再认识”的过程中不断加深对数学知识与技能背后的数学本质的理解。比如,苏教版教材对“分数的认识”这一内容的编排,就分为三个阶段:三年级上册“分数的初步认识(一)”,三年级下册“分数的初步认识(二)”,五年级下册“分数的意义和性质”。再如,对“三角形的内角和”这一具体内容的编排,苏教版教材在例题后的练习中,就出现了如下图题目。究其用意,正是为学生提供一个新的观察与推理的视角,引导他们于“再认识”中达成对“三角形的内角和是180°”的深刻理解,对相应的观察、探究、推理方式的深刻把握。

但我们仍应看到,教学中,我们对“再认识”的重视与研究还是不够。

一方面,教材的编排,我们的教学,需要引领学生通过一节课、一个单元或几个单元的学习,去掌握人类历经几百甚至几千年探索得出的数学成果。因此,教材在编排时,往往呈现的都是这些数学成果的最高形式,并为学生设计了一条易于认识与理解的便捷、高效之路。教学中,如果教师只是将这些数学成果看作是静态的数学知识与技能,未能引导学生于“认识”“再认识”的过程中充分经历联系、反思、优化等思维过程,学生的学习便会落入简单化的境地。比如,在竖式除法的教学中,教师往往注重引导学生理解竖式除法的算理与算法,却忽视了在此基础上学生对竖式除法的再认识。即,我们不应仅满足于学生对竖式除法的工具性掌握,还应引领他们回归原点,在立足除法意义的基础上,联系加、减、乘等运算,去思考、理解运用竖式除法寻找答案的运算过程,形成对竖式除法算理及运算形式、程序的“再认识”。

另一方面,教学中,特别是在新课学习之后,虽然教材、教师均注重通过不同形式的练习去巩固、发展学生对相应数学内容的认识,但练习的目标往往指向于学生对相应数学知识、技能的熟练运用,而忽视了应采取不同方式去促进学生认识的广度与深度的提升。即,教学应立足“认识具有不断反复和无限发展的规律”这一特点,着力引导学生于“再认识”中不断更新认识,进而带动他们对相应数学内容的理解走向新的境界。郑毓信教授特别强调“教学应当帮助学生学会‘长时间思考’”,也正是因为“长时间思考”可以带动学生对自身学习过程与学习结果的反思与再认识,进而使学习从“由薄到厚”走向“由厚到薄”。

接下来,我将以“三角形面积计算的再认识”教学为例,与大家分享我的思考与实践。

【案例】“三角形面积计算的再认识”

在学生学习“三角形的面积计算”后,我们会发现,总有些学生在后续遇到与三角形面积计算相关的实际问题时,会将三角形的面积计算方法与平行四边形的面积计算方法相混淆,在“底×高”后会忘记“除以2”。针对这样的“顽症”,教师们也是煞费苦心,比如“要求学生熟记、背诵三角形的面积计算公式”“在解决问题时,看到‘三角形’就在旁边标上‘÷2’”等。但实际运用中,这些方法收效甚微。访谈中我们也会发现,这些学生并不是不知道三角形的面积计算方法,在出错后也能快速地找到自己的错因,但在实际运用时就是容易忘记。通过对既往教与学过程的深层次剖析,我发现原因主要源自两个方面。

一是在看似快速、高效的学习过程中,学生掌握了三角形的面积计算方法,但因为缺乏对“提出初始想法、试误、反思、调整、形成最优化表达”这些关键环节的深刻经历,学生也只是掌握了方法,并未形成对方法的深刻理解。关于这一点的解决之法,大家可以参考本刊2021年第6 期《注重“真体验”,让学习在关键环节的真实经历中走向深刻》一文,此处不再赘述。

二是学生对三角形面积计算公式中的“÷2”缺乏更深层次的认识与理解。“用两个完全一样的三角形拼成一个平行四边形,再由平行四边形的面积计算公式推导出三角形的面积计算公式”,这几乎是公认的最易于为学生理解、掌握的教学之道。但实际上,由于初始想法可能不同,过程中的思路也可能迥异,三角形面积计算的推导过程就会千差万别。如果缺少了对这些不同思路与推导过程的比较、联系、梳理与归纳,学生是很难深刻理解上述“公认”推导过程的优越性所在的,更不会真正认识到:公式中的“÷2”不仅代表着“三角形的面积是与它等底等高的平行四边形面积的一半”,更代表着“转化”这一重要的数学思想。如此,“公认”也就只是教师(成人)自认为的、基于“儿童立场”出发的“公认”了。

基于以上分析与思考,在“三角形的面积”一课教学后,我布置了一项“长期作业”给学生,请他们继续思考、探究“三角形的面积还可以怎样算”,并在一至两周后引领他们在相互交流、对比的基础上,形成对三角形面积计算方法的“再认识”。以下是课堂教学中的两则片断。

片断1:三角形面积计算的再探究与再交流。

师:这段时间,大家都在研究“三角形的面积还可以怎样算”,有收获吗?今天这节课,我们就一起来交流大家找到的“另类”计算方法。

生:我的方法还是继续把三角形转化为平行四边形,但转化的方式与前面学过的不同。大家看(边说边操作),把这个三角形沿平行于底的这条线对折,再把上面的小三角形剪下来,与下面的梯形拼成一个平行四边形。这个平行四边形的底就是三角形的底,高是三角形高的一半。所以三角形的面积可以用底(a)乘高(h)的一半来算,也就是“SΔ=a×(h÷2)”。

生:你这个方法可以叫做“正广以乘半从”。我进一步研究了数学书“你知道吗?”中介绍的“半广以乘正从”的方法。它是以三角形的一条边为底,从另外两条边的中点向这条边作垂线段,形成两个小的直角三角形,把这两个直角三角形剪下,再拼到上面,三角形就转化成了长方形。这时,长方形的长就是三角形底(a)的一半,即书上说的“半广”,宽就是三角形的高(h),也就是“正从”。所以,三角形的面积计算方法就是“半广以乘正从”,写成公式就是“SΔ=(a÷2)×h”。

生:我的方法与你们俩的有些相似,但我没有剪拼,而是像以前研究三角形内角和那样,把左右两个直角三角形向内折,把上面这个小三角形向下折,就形成了一个长方形。但是大家注意,这其实是两个长方形。这个长方形的长是三角形底的一半,宽是三角形高的一半。所以三角形的面积可以用它底(a)的一半乘高(h)的一半,再乘以2 来计算,也就是“SΔ=(a÷2)×(h÷2)×2”。借用“你知道吗?”中的说法,可以称为“2 倍的半广以乘半从”。

……

“三角形的面积还可以怎样算?”这项“长期作业”的布置,并不是要学生穷尽三角形面积计算的推导方法(事实上也不可能),而是意在引导学生对一问题进行“长时间思考”,进而在这一过程中不断体会图形间的相互转化与联系,获得数学活动经验的积累、推理能力的提升以及数学思考的发展。上述片断中,学生间不同推导方法的交流,既是对三角形面积计算方法的丰富与补充,也为后续的“再梳理”与“再认识”提供了足够广远的思考和理解的空间。

片断2:三角形面积计算方法的再梳理与再认识。

师:刚才的交流真是精彩纷呈。原来三角形的面积计算还可以有如此多的“另类”方法。不过,我们对数学的研究,不能仅止步于各种具体方法的获得,还要学会对比与联系。想一想,这些不同的方法之间有联系吗?它们的异同点是什么?

学生先独立观察、对比与思考,再在小组内进行交流。随后教师组织全班交流。

生:这几种方法都是把三角形转化成平行四边形或长方形,再去研究它的面积计算方法。

师:对,“化未知为已知”是我们在数学研究中常用的一种重要方法。

生:区别就在于,转化前后,有些是面积不变,但底或高中总有一个变成了原来的一半;有些是底和高虽然是原来的一半,但三角形的面积是转化后图形面积的两倍。

生:我发现,第三种方法“SΔ=(a÷2)×(h÷2)×2”中,后面的“×2”可以与前面的一个“÷2”抵消。这样,不管是哪种方法,三角形的面积计算方法最终都可以表示为“底×高÷2”。

师:看来,“÷2”在三角形的面积计算中有着重要的意义。放在不同的位置,就对应着大家找到的不同的计算思路。不过,这么多方法中,你觉得哪种方法最易为大家理解和掌握?

生:应该还是书上例题中介绍的方法,因为相比其他几种方法,我们更容易根据它的推导图想到对应的计算方法,根据计算方法也更容易联想到对应的推导图。

至此,经过对三角形面积计算不同方法的再梳理与再认识,学生会发现“不同方法却殊途同归”。对他们而言,三角形的面积计算方法,特别是其中的“÷2”,就不再是一个需要去记忆、背诵的单纯知识点,而是不同思路经由数学化后的一致表达。在这样的“再认识”后,学生对“三角形的面积计算”才是“彻底懂,经过消化的懂”。因为,教学留给学生的不再仅仅是一条简单的面积公式,一种静态的方法、技能,而是一个生动活泼的、具备多种表征方式的数学话语体系。

陈省身先生说:“天下美妙的事不多,数学就是这样美妙的事之一。”我想,“数学好玩”正是因为在持续深入的“认识”与“再认识”中,总会有一些新的思考与发现产生。而教师的作用,正在于引领学生在“认识”“再认识”的反复中“由薄变厚”再“由厚变薄”,进而让学习在认识的不断优化与深化中走向深刻。

猜你喜欢
竖式计算方法平行四边形
错误的竖式
槽道侧推水动力计算方法研究
竖式趣题
基于示踪气体法的车内新风量计算方法研究
极限的计算方法研究
平行四边形在生活中的应用
平行四边形的烦恼
第二重要极限的几种计算方法
找图形
关注教材文本中言语表达的“序”