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求面積數方格的作用

方格是數學教學中經常運用的直觀圖之壹,是數形結合的有效載體。在平面圖形面積學習中,方格還有其特殊的意義――面積單位。數方格在圖形面積教學中是壹種直觀、簡易、原始的計量面積的方法,在各版本小學數學教材中教學平面圖形面積時都會用到。但在具體實施過程中,很多時候老師都只是把它單獨地作為壹種計量面積的方法,對數方格這壹環節的教學也只是輕描淡寫、壹帶而過。其實數方格的作用遠不止於此,筆者認為它可以統領整個小學階段平面圖形面積公式推導的教學。

壹、長方形和正方形的面積公式推導教學,數方格可以強化學生對面積的認識,感悟面積是面積單位平鋪度量出來的結果

在長方形面積計算公式推導教學時,首先給出壹個5 cm×3 cm的長方形,讓學生估計面積,然後引導學生用邊長1 cm的正方形紙片(面積單位)來擺壹擺。這個長方形中可以擺幾個面積單位,面積就是幾。於是就呈現(如右圖)每個方格的面積為1 cm2的長方形,讓學生去通過數方格(面積單位)得到:長方形的長邊有5個面積單位,寬邊有3個面積單位,面積單位總數為5×3=15(個)。接著讓學生用12個面積為1 cm2的小正方形去拼出不同的長方形,畫出示意圖(如下圖)

再觀察並數出長邊擺的個數和寬邊擺的個數,發現:長方形的面積=長邊所擺面積單位的個數(即每行的面積單位數)×寬邊所擺面積單位的個數(即行數),同時發現:每行的面積單位數正好是長方形長刻度數,

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行數正好是寬的刻度數,長方形的面積=長的刻度數×寬的刻度數=長×寬。作者在長方形面積計算公式推導教學過程中,是將面積轉化為方格,讓學生理解面積的計算就是計算面積單位的數量,而數方格的過程就是學生主動探索,發現長和寬與面積單位數之間聯系的過程。

二、平行四邊形面積公式推導教學中,讓學生在數方格的過程中感悟轉化的思想

在平行四邊形的面積公式推導教學中,教學瓶頸和學生的困惑是:為什麽把平行四邊形轉化為長方形,是怎麽想到把平行四邊形轉化為長方形的呢,這也是平行四邊形面積公式推導有別於長方形面積公式推導之處。教材是通過讓學生數壹數的方法,數出畫在方格中(且註明:壹個方格代表1 cm2,不滿壹格按半格計算)的平行四邊形與壹個長方形(底和長相等、高與寬相等)的面積來體驗平行四邊形與長方形的底和長相等、高與寬相等,面積相等,體驗平行四邊形可以通過剪拼轉化成與之面積相等的長方形來計算面積,得出平行四邊形面積計算公式。但作者認為,這樣數沒有真正地讓學生體驗到轉化的思想,並且為了學生能數出面積,教材還特意註明“壹個方格代表1 cm2,不滿壹格按半格計算”,這顯然不能解決學生的困惑和教學的瓶頸,也沒有真正地發揮數方格的價值。作者認為,數方格的過程是要讓學生在數的過程中,去感悟“剪壹剪、拼壹拼”將不能直接用標準面積單位度量的圖形,能準確地得到它的面積,其方法是“轉化”。為實現這樣的目標,可以這樣展開。

環節壹:估測面積引入。在引入環節中老師先拿出壹個平行四邊形紙片,讓學生摸壹摸它的面積,然後讓學生估壹估它的面積大約是多少。

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環節二:引出數方格。為了驗證誰估測的比較準確,讓學生思考:有什麽辦法可以準確地知道這個平行四邊形的面積,有學生就說測量底和鄰邊長度,並且將它們相乘,有學生說用方格去擺。老師就順勢把這個平行四邊形畫在了方格紙上,並且告訴學生“每壹個方格是面積為1 cm2”的正方形。學生獨立地在方格紙操作,老師提出操作要求:請在方格紙上把妳數的過程清楚地表示出來,做到讓人壹目了然。

環節三:學生操作,反饋交流。當學生有了自己的方法與答案之後,我們展開交流,發現數方格的效果凸顯出來了。

學生除了先得到滿格20個以後,還可發現:20個半、21個半?得到24以外,大部分學生用了轉化的方法,如圖1用了左右不滿格去拼成壹個滿格。圖2和圖3學生用了整體剪拼、轉化而成,得到面積為24 cm2。圖2的學生從中已經發現轉化後是長方形,用了長乘寬即底乘高的方法計算得到。

以上的教學中我們得到:讓學生數方格,不僅僅是讓其數出結果,更重要的是讓學生在數的過程中,體驗和感悟到平行四邊形可以轉化成長方形,自己發現。當有了圖2中學生的引領,大部分學生的頭腦開竅了,知道“只要算出拼成的長方形面積就可以知道平行四邊形的面積了”。老師借勢讓學生再思考:是不是任意壹個平行四邊形都可以這樣剪下來拼過去轉化為長方形呢,是不是都可以通過所拼成的長方形面積的計算得到平行四邊形的面積呢,

可見,通過數方格學生已經發現了平行四邊形似乎可以通過剪拼轉化成長方形,而且可以通過所拼成的長方形面積的計算得到平行四邊形的面

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積。在後續的學習中只要通過操作驗證任意壹個平行四邊形只要沿高剪就能拼成長方形或正方形,並且尋找所拼成長方形與平行四邊形之間的相等關系,就可得出:平行四邊形面積=底×高。

以上教學說明:學生的轉化思想緣於直觀的數方格,他們想把方格補完整的同時實施了這種樸素的轉化方法。因此,在平行四邊形的面積公式推導教學中,我們教師的教學落腳點應該是讓學生在數方格中經歷方格割補湊整到圖形割補轉化的遞進,以此實現書本知識與學生經驗無縫對接。

三、三角形和梯形面積公式推導教學,數方格讓學生拓展思維,建立空間聯系,感悟殊途同歸的同化思想

在學習完平行四邊形面積公式推導後,教材在三角形和平行四邊形的面積公式推導過程中沒有編寫用方格,而是讓學生通過用兩個完全壹樣的三角形或梯形來拼成平行四邊形來實現。如果從學生的角度想壹想,學生是怎樣知道兩個完全壹樣的三角形或梯形可以拼成壹個平行四邊形的呢,學生基本上很難想到。

作者認為,要借助於數方格,讓學生充分利用方格的直觀感知來悟出其中的奧秘。三角形面積公式的推導可遷移平行四邊形的剪拼法,但同時又有屬於它自己的轉化方法,即加拼法,而加拼法需要更多的空間想象能力。因此,三角形面積公式推導教學要在這壹點上有所凸現。如,在進行三角形面積的教學時,教師先提供給學生壹個有方格(每個方格邊長1 cm)支撐的平行四邊形(圖4),算壹算平行四邊形的面積,緊接著讓學生再思考“從圖中,妳還能知道哪個圖形的面積嗎,”有的學生稍加思索,頓時想到了三角形的面積是12 cm2。方法就是通過用對角線將平行四邊形分成

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兩個完全壹樣的三角形(圖5),感悟到這兩個三角形的面積相等且等於等底、等高的平行四邊形面積的壹半。同時也朦朧地悟到兩個完全壹樣的三角形可以拼成壹個平行四邊形。在此基礎上,老師再次呈現帶有方格的三角形(圖6),讓學生繼續探究,培養了學生個性化的且多樣化的轉化思路。

有了這樣的經驗,我們在教學梯形的面積公式推導時,可以更大膽地去運用方格。讓學生的聰明與才智得以充分的發揮,形成多角度地探索與發現梯形的面積計算方法,讓學生的智慧得以施展(如圖10,13)。

數方格讓學生能夠想得清楚,並且由此衍生出多種轉化方法。使圖形與圖形之間的轉換關系,直觀地呈現在學生的面前,“兩個完全壹樣的三角形或梯形可以拼成壹個平行四邊形”這時加拼法的出現是那麽的自然,又符合學生思維特征,面積在方格裏學生更容易產生轉化的想法,蘊含了多種轉化的思想,使學生真正地去體驗與探索知識的真諦,知其然而知其所以然。數方格的作用在這時體現得淋漓盡致。

四、圓面積公式推導教學,數方格引發學生聯想,突破方圓,領悟化曲為直的解決問題原理

圓作為曲線圖形,好像與數方格關系有點遠,有點牽強。其實不然,我們完全可以用同樣的思維方式,將其置於方格中,通過數圓的四分之壹所占的方格數推算出圓的面積,如(圖14)。並且可以對圓面積與小正方形(半徑的平方)的倍數有壹個猜測,從而產生圓面積=半徑的平方×3倍多壹些的猜想,與實際操作推導公式相呼應。

然後引導學生:能不能將圓形轉化成我們會算面積的圖形,為學生提供8個八分之壹圓,如圖15擺放,組織學生操作,以此類推,得出下面

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的過程。通過觀察所拼成的長方形(平行四邊形)的關系,驗證數方格得出的圓面積=半徑的平方×3倍多壹些,並明確“3倍多壹些”具體的值為“圓周率”。

總之,數方格在平面圖形面積公式推導教學中既可以作為壹種基本的計量面積方法,又可以在數方格中體現轉化的策略,很自然地幫助學生建立轉化方法和公式的猜想,在學生操作驗證後還可以作為典型例子,進行關系的梳理和公式推導的回顧和總結。但數方格也不是沒有缺陷的,很多時候必須要特定的形狀,特定的擺法,才能適合學生操作。但這並不影響數方格對平面圖形面積公式推導教學的作用。教學中教師可以用特殊例子來發現問題,用壹般圖形來操作驗證,最後回到典型例子梳理推導過程和圖形之間的關系。

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