【课前思考】
“长方体和正方体的表面积”是在学生学习了长方形和正方形的面积和长方体、正方体的认识的基础上教学的。在学习此内容的过程中,教师和学生却常常与错题打交道,不少错题还具有顽固性、隐蔽性、普遍性、反复性,成为学生学习路上的拦路虎。通过课前调研及教师访谈,发现学生的易错点如下。
1.有效信息提取能力不足,由于思维定式而套公式(如图1)。
2.缺乏对生活中数学现象“解读”的能力,找不准要算的面(如图2、图3)。
3.厘不清“面”和“体”的关系,实际应用中经常把面上的长与宽与面的位置关系弄混淆(如图4)。
该如何攻破学生思维的“关键痛处”,揭开本课教学的本质内涵,打通知识的联系,生成多维度的思维模型,培育学生的数学素养呢?结合广东省基础教育学科教研基地项目(江门)开展的小学数学“情智型”作业研究,我们团队进行了探索和实践。
本课以迁移理论为依据,从剖析错题入手,打破传统教学模式,将优化作业设计与课堂教学有机整合,设计符合学生的最近发展区、开发学生高阶思维的“情智型”作业,并以“课前启航”作业→“课中导航”作业→“课后续航”作业为主线贯穿全课教学,努力撬动课堂教与学方式的变革,助力教学提质增效。
全课设计了三个层次的“情智型”作业,帮助学生经历“操作感知—抽象概念—构建意义—应用深化”的全过程,帮助学生将点状知识结构化,让碎片化的学习过程变得结构有序。这种教学模式注重让学生通过自主学习主动获取学习经验、构建新的知识脉络、形成新的策略方法,从而指向高阶思维的发展。
【教学过程】
一、情智型“课前启航”作业,点燃学习内驱力
1.汇报“课前启航”作业,找准新知链接点。
课前,通过启航作业,学生独立探究了核心问题:“制作小金山箱,至少需要多大面积的材料?”上课伊始,再次播放金山伯奋发图强、衣锦还乡的视频,介绍金山伯、金山箱的历史由来。感受历史文化的同时引出制作小金山箱纪念品,计算其用料的面积。
师:课前,大家通过启航作业,扫码了解了金山伯、金山箱的故事。现在,跟随镜头再来回顾一下吧!
播放金山伯、金山箱的故事视频,如图5。
师:如此看来,金山箱有重要的纪念意义。老师也布置了两人合作用小棒、卡纸制作一个长方体的金山箱,并计算至少需要多少平方厘米的卡纸,我们一起看看大家是怎么制作的。
出示学生制作过程的图片,图略。
【教学思考】借助“课前启航”作业,抛出让学生设计小金山箱纪念品的大情境和大问题,不仅引发学生求表面积的需求,又孕育家乡情怀,有效落实核心素养。
2.交流金山箱用料,突破新知落脚点。
师:想一想,大家手上的金山箱有几个面?制作它至少需要多少平方厘米的卡纸呢?把你们的想法在小组内交流和分享。
小组分享交流“课前启航”的作业成果,作业单如图6。
师:哪个小组上来说说你们的想法?老师为你们准备好每个面都可以取下来的长方体,交流时可以边说边摆。
组1:我们的计算方法是“长×宽×2+长×高×2+宽×高×2”。
师:你们的方法是经过调整得到的,能和大家分享一下你们思考的过程吗?
组1:原来我们是1个面1个面相加的,经过小组讨论后进行了优化。
师:想一想,他们的计算方法是把长方体的6个面分成了几组?
生:分成了三组。
师:请大家利用平板电脑拖动对应的面,再详细讲讲这种方法。
学生利用平板电脑动手操作并交流,明白了为何要分成三组。
师:除了这种方法,还有其他想法吗?
组2:我们计算的方法是“(长×宽+长×高+宽×高)×2”。
师:能看懂他们的方法吗?谁来说一说?
生:他们是把一个长方体分成了两组,一组是它的上面、前面和左面,另一组是它的下面、后面和右面,所以可以先算3个面的面积之和,再乘2。
师:我们再来看看这两种方法,它们共同的地方是什么呢?
生:都是在求这个长方体6个面的面积之和。
师:是的,无论是逐一算,还是分组算,都是求这6个面的面积之和。数学上长方体6个面的面积之和称为长方体的表面积。
师:长方体有表面积,正方体也有吗?什么是正方体的表面积?
生:正方体6个面的面积之和就是正方体的表面积。
师:正方体的表面积又该怎么计算呢?
生:正方体的表面积等于“棱长×棱长×6”。
师:如果这个正方体的棱长是2分米,它的表面积是多少?
生:2×2×6=24(平方分米)。
师:请大家仔细观察,长方体和正方体表面积的计算方法有什么联系?
生1:都是求6个面的面积之和。
生2:计算长方体表面积的计算方法同样适用于正方体的表面积。
生3:当长方体的长、宽、高都相等时,就变成了正方体。
【教学思考】这一过程体现了情智型“课前启航”作业自然生成与知识建构的过程。在汇报交流时,鼓励学生探索计算方法,在多种方法中体验解决问题策略的多样性,理解长方体和正方体表面的大小就是它6个面的面积和。同时,注重资源整合,充分发挥白板、多媒体等信息技术的优势,借助几何直观、数形结合,突破本节课的重点和难点。
二、情智型“课中导航”作业,撬动思维进阶力
1.情境开放,融入生活,提升知识关联。
教师出示情智型“课中导航”作业(如图7),在解读问题中提出任务。
师:想一想,这次装修场馆包括哪些项目?
生:粉刷体验馆内部。
生:还要购买展示柜。
师:怎么用好这笔钱呢?请小组合作完成任务。需要提醒大家的是,在探究的过程中,大家有任何疑问,都可以借助平板电脑中的全景图进行观察。
学生分组研讨,教师巡视并指导。
2.深度探究,多维体验,促进素养生成。
师:哪一组来谈一谈你们的想法?
组1:按照问题的设定,我们计划粉刷5个面的墙壁,购买1个展示柜。
师:对他们的计划,有什么问题吗?
生:长方体不是有6个面吗?怎么就粉刷5个面呢?
生:地面不用粉刷。
师:请给大家展示一下你们组的计算方法。
组1:体验馆内部粉刷需要的费用为:[(10×6×2+6×8×2+10×8)-16]×100=28000(元);购买玻璃做成的展示柜的费用为:(0.8×1+1×2+0.8×2)×2×200=1760(元),一共的费用为:28000+1760=29760(元)。
师:大家还有别的想法吗?
组2:我们小组是粉刷了4个面,买了5个展示柜。
生:你们怎么粉刷了4个面呢?
组2:地面和天花板都可以不粉刷。
师:来,展示一下你们的算法。
组2:体验馆内部粉刷需要的费用为:[(10×6×2+6×8×2)-16]×100=20000(元);购买玻璃做成的展示柜的费用为:(0.8×1+1×2+0.8×2)×2×200×5=8800(元),一共的费用为:20000+8800=28800(元)。
师:在粉刷墙壁时,大家根据实际需要,有时候可以粉刷5个面,有时候也可以粉刷4个面。在这个学习的过程中,你有什么收获?
生1:我学会了计算长方体和正方体表面积的计算方法。
生2:我懂得了长方体和正方体表面积都是6个面的面积之和。
生3:我学会了在粉刷墙壁时,可以粉刷4个面,也可以粉刷5个面,要根据实际情况灵活运用。
师:在我们的生活中,有不少这样的例子,如制造烟囱、金鱼缸等(呈现相关图示,图略),解决至少需要多大面积的材料时,其实就是求烟囱的4个面的面积和、金鱼缸的5个面的面积和等。
师:接下来,让我们启动“课后续航”作业,在原来设计方案的基础上,继续为体验馆添加不同类型的玻璃展示柜和配备其他物品,并做好第二次装修资金的预算。
【教学思考】“课中导航”作业从能力素养导向出发,培养学生的高阶思维。通过创设一个生活中的大情境,鼓励学生设计装修方案并计算装修成本,深度理解求表面积不一定要“面面俱到”,而是要根据实际情况来判断,这使学生在认知上有一个质的飞跃,真正实现用数学解决生活问题。
三、情智型“课后续航”作业,提升学生学习力
1.开放式的探究题——提升思维。
在探究第二笔装修资金预算的过程中,学生不仅要考虑不同类型的玻璃展示柜,还要考虑怎样装饰以及把体验馆设计得更好等。让学生会根据实际情况,灵活运用所学知识解决生活中的实际问题,培养学生的推理意识、模型意识。同时,本题(如图8)以开放式的探究形式呈现,让数学作业“有趣”“有情”“有思”“有用”。
2.“错”中生慧学习吧(纠错微课)——巩固基础。
为了满足不同层次学生的不同发展需求,引导学生自主学习,专攻薄弱环节,打通“痛点”,达到“知其然也知其所以然”的高境界,请学生扫码观看“错”中生慧学习吧(纠错微课)——《计算表面积并不一定要“面面俱到”》(如图9),从三个层次展开:启思维,解疑惑→巧运用,速掌握→素养成,玩学乐,提升学生的学习力。