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课堂砥砺

立足知识本质,发展思维能力

作者:张皎  日期: 2023-03-08  点击:

[课前研究]

一、研究知识本质

“长方体和正方体的认识”是苏教版教材六年级上册的教学内容。这部分内容是在学生第一学段已经初步认识了一些简单的立体图形,掌握平面图形长方形和正方形特征的基础上进行的。这节课主要是认识长方体和正方体的面、棱、顶点以及它们的特点,还有长方体和正方体的关系。通过这部分内容的教学,一方面能使学生初步掌握长方体和正方体的基本特征;另一方面也有助于他们积累认识立体图形的学习经验,发展空间观念,同时也是培养学生图形与几何逻辑推理能力的一次很好的契机。

二、调查学生起点

在学习本节课之前,学生仅仅是从直观上初步认识长、正方体,但是不知道它们各部分的名称以及特征。本节课以学生已有的知识经验为基础,在直观感知的基础上,认真组织观察、操作、推想等活动,让学生的思维由表象走向更深层次。

 

[教学实践]

教学环节

课堂体现

一、复习引入,唤醒活动经验。

1、复习长方形和正方形的特征和关系。

明确:长方形对边相等,四个角都是直角。正方形四条边都相等,四个角都是直角。

师:那根据这些特征,长方形和正方形有怎样的关系呢?

指出:正方体是特殊的长方体,可以用图表示它们的关系。

2、回想发现特征的方法。

师:还记得我们是用什么方法发现这些特征的吗?

生:看一看、量一量、比一比……(课件出示:观察、测量、比较)

指出:通过观察、测量、比较等方法,我们发现了它们的特征。

3、(1)出示长方体和正方体的物体。

   (2)找一找:生活中哪些物体的形状也是长方体或正方体?

4、揭示课题:今天这节课,我们就来深入研究长方体和正方体。

 

    

由复习平面图形入手,符合学生的认知规律,使学生从直观上初步感受立体图形与平面图形的不同,从旧知迁移到新知。

 

观察、测量、比较是一般实验探究课常用的研究方法,让学生回忆如何发现特征的,也是做了一个方法上的铺垫,暗示学生可以继续利用这些方法展开今天的学习。

让同学们说说生活中的长方体、正方体物体,充分说明长方体和正方体是现实世界中客观存在的帮助学生更好地认识现实世界,解决日常生活中所遇到的问题

二、基于想象,直观了解名称

1、介绍直观图

师:观察桌子上的长方体或正方体物体摸一摸,数一数,几个面围成?

生:6个面。

师:从不同角度观察,能同时看到几个面?

生:1个、2个或3个。

师:最多同时看到几个面呢?

生:从不同的角度去观察,最多同时看到3个面。

指出:为了便于研究,数学上,我们一般用这样的直观图来表示长方体和正方体。你能想象出看不见的面吗?师:看不见的面我们可以借助虚线表示出来,和你想的一样吗?

2、介绍面、棱、顶点。

(1)指出:长方体除了有面,我们还把像这样,两个面相交的线叫作长方体的棱。

2教师示范指出棱,再让学生上来指一指。

3三条棱相交的点叫长方体的顶点。正方体上也有面、棱、顶点。

 

通过看一看、摸一摸、数一数等活动,帮助学生建立丰富的长、正方体表象。初步认识长、正方体是由6个面围成的立体图形。

从实物引入直观图,让学生体会直观图产生的科学意义。看着直观图想象出看不见的面,激发了学生的直观想象能力。

让学生在观察长方体、正方体的基础上,借助课件演示,认识它直观图、面、棱和顶点,这样既遵循了他们的认识规律,又有利于培养他们的空间观念

三、迁移经验,自主探索特征。

1、讨论研究方向。

师:我们已经知道了长方体有6个面,那除了研究面的数量,我们还能研究面的什么呢?

明确:面——数量、形状、大小关系

棱——数量、长度关系

顶点——数量

2、确定研究方法。

追问:那你打算用什么方法研究呢?

明确:观察、比较、测量。

3、明确研究要求。

(1)同桌合作,研究长方体面、棱、顶点的特征。

(2)与同桌交流你的研究过程。

3把你们的研究成果填在表格里。

4、集体交流,发现特征。

(1)

师:先来说说面。你用什么方法,发现了面的哪些特点呢?

生:6个面是长方形。

追问:有不同的吗?

生:也有可能是2个正方形,4个长方形。

师:6个面有怎样的大小关系呢?

生:面两两相等。上来指一指。

相对的面大小相同。

追问:你是怎么发现的呀?

量出长宽。

把一个面印在纸上,描下来,用相对的面去放一放,看看能否重合。

演示:看老师这的长方体,把这个面拿下来,放到——后面,看,是不是完全重合了。

师:通过研究,我们发现长方体有6个面,它们都是长方形,也有可能有2个相对的面是正方形。相对的面完全相同。

(2)棱

师:棱有什么特点呢?

生:有12条棱。

追问:你是怎么知道的?(数)你能数数看吗?

指出:像他这样数出的4条棱叫做相对的棱。(边说,边结合教具演示)

师:长方体有几组相对的棱?(3组)我们一起来看一看。

师:那这12条棱的长度有什么关系呢?

生:相对的棱长度相等。

师:你能利用刚才学到的相对面的特征的知识,尝试说明一下相对的棱长度为什么相同吗?

生:因为相对的面完全相同,而长方形对边相等,所以相对的棱长度相等。

小结:看来,长方体有12条棱。相对是棱长度相等。

(3)顶点

师:那顶点呢?(8个)

5、联系长方形运动的过程,说明长方体的特征

视频演示

指出: 想象、推理的研究方法。

   

教师没有把研究的任务强行加塞给学生,而是把研究的主动权交给学生。这样的设计既体现了学生的主体地位,又打开了学生的思维,激发学生的深度思考。

通过前面对平面图形的回顾,研究方法也自然而然迁移过来。学生始终是整个研究过程的发现者和思考者。研究要求的出示,帮助学生有条理地、科学地完成探究过程。

实验结论的得出,不是仅仅依靠直觉,而是需要事实依据。教师在组织汇报交流时,侧重让学生说清楚实验结论得出的过程,用严谨求真的态度做数学实验。同时也注重研究方法的多样性,教师设计了3种不同的方法证明相对的面完全相同,学生的思维随着活动逐次打开,新知也随之一步步内化。

小学阶段,除了一般的观察、测量、比较等研究方法,对于六年级学生而言,也要加强逻辑思维能力的训练。推理作为数学的一种基本思想,是小学生学习掌握基本数学知识、技能时必经的思维过程和常用的思维形式。以往在教学这节课时,由于学生、甚至教师缺乏推理的意识和能力,操作活动并没有起到很好的发展思维的作用,从而变成了表面功夫。例如:在探究棱的特征时,绝大多数学生依然通过观察、测量,这些重复、浅层次的操作活动证明相对的棱长度相等,而不习惯依据已有的知识(长方体相对的面完全相同)演绎推出棱的特征。基于这样的考虑,教师设计了让学生尝试说理结合视频演示的教学环节,让学生在丰富的直观经验和充分的研究过程中,进行合乎逻辑的推理,更准确把握数学的本质。

 

四、运用特征,合作搭建框架

1、小组合作搭长方体框架。

(1)提供材料:8个接头三种颜色的小棒,每种长度都不相同,各8根根据长方体的特征,搭出一个长方体框架。

(2)想一想:你打算选几根小棒?哪几根?搭出来的长方体是什么样的?

(3)小组合作搭长方体框架,交流不同的搭法。

小结:只有明确了长方体的特征,选出合适的小棒,能很快的搭出一个长方体框架。

2、介绍长方体的长、宽、高

师:一起看这个长方体框架,老师拆掉一棱,你还能想象出这个长方体原来的样子吗再拆掉一条呢?那最少要剩几条棱,还是可以想象出这个长方体的大小

生:剩3根

师:怎样的3条棱?

生:相交于同一顶点的3条棱。

指出:像这样,相交于同一顶点的3条棱的长度,数学上叫做长方体的长、宽、高。通常把竖直位置的棱的长度叫高,水平方向上,这条较长的棱叫长,较短的这条叫宽。

3、变式练习。

师:这个长方体的长宽高分别是?

师:如果把它立起来,现在的长宽高又是多少呢?

指出:看来,放的位置不同,长方体的长宽高发生了变化。

 

  搭建长方体框架的过程就是对长方体特征的运用过程。教师为学生提供丰富 的操作材料,在操作的过程中自主建立几何概念的建构过程。

在介绍长、宽、高的概念时,教师没有直接给出长宽高的概念。而是通过“拆框架”的活动继续让学生想象、操作,体会相交于同一顶点的三条棱对于建构整个长方体的关键作用。

 

、迁移路径,思辩明确关系。

1、同桌合作,自主研究正方体的特征。

2、汇报交流

3、沟通联系。

(1)正方体是长方体吗

(2)明确: 正方体是特殊的长方体。可以用图来表示它们之间的关系。

 

“正方体是长方体吗”这个简洁的问题引发学生的深入思考和相互交流,再通过怎样画图表示上述关系的讨论帮助他们逐步明确认识。这样教学,既使学生原有的感性认识得到适度的提升,又具有较强的启发性和生成性

、一题多变,发展空间观念。

1、选一选: 这个长方体的每个面是下面的哪个图形?

 

 

 

 

 

 

2、把长缩短后思考: 哪些面变了,哪些面没变?

指出:这是个特殊的长方体,有一组相对的面是正方形,另外四个面是完全相同的长方形。

 

 

 

紧紧围绕教学目标精选练习内容练习由浅入深,层次清楚,有梯度、有层次。通过观察推理和想象,在思辨中既巩固了基础知识,又提高了学生的思维能力,发展了空间观念

、回顾反思,感受知识体系。

1、今天我们认识了什么?它们分别有哪些特征?

2、我们是用什么方法来发现这些特征的?

3、课件出示点动成线,线动成面,面动成体的过程。指出:任何复杂图形的诞生都是从简单的图形开始的。希望同学们带着今天的学习经验,把我们的数学研究进行到永远。

 

引导学生借助想象将点、线、面、体建立联系,帮助他们从整体上把握知识之间的内在联系,经历数学知识产生、发展、应用的过程,获得思维经验和思想方法。

 

[课后感悟]

一、充分利用直观,发展空间观念

小学生的思维特点,决定了在小学数学教学中发展学生的空间观念应从“视”与“触”即观察与操作两方面入手。

1. 视觉直观

“看”是一种直观判断,是数学的直觉智慧。因此,本节课笔者为学生提供了丰富的直观材料:长方体形状的实物、教具、框架、小木块,帮助学生建立丰富的表象,为后续的数学抽象提供现实依据。关于“相对的面完全相同”这一结论的得出上,笔者没有止步于学生的“量一量”、“拓一拓”的方法,继续利用教具把长方体其中的一个面“拿”下来,与相对的面重叠,让学生观察两个面是否完全重合。视觉上的再一次冲击,既加深了学生对于特征的认识,又激发了学生进一步探究的热情,也打开了学生想象、推理的新思路。

2. 动作直观

小学阶段,图形与几何教学中的动作直观主要有两类,即实验操作与画图。本节课笔者

设计三次实验操作活动,让学生积累感性认识,进而发展空间观念。例如“搭长方体框架”的环节,教师引导学生先根据特征选择合适的小棒,在头脑中想象出搭建成的长方体的样子,再操作验证是否能成功。这一过程,不仅是完善学生对长方体特征的认知,更是让学生在操作实验活动中自己构造直观,支撑空间想象,也为进一步揭示长方体长宽高的意义做铺垫。

二、启发学生说理,培养推理能力

推理作为数学的一种基本思想,是小学生学习掌握基本数学知识、技能时必经的思维过程和常用的思维形式,应该贯穿于数学教学的始终。启发学生说理是培养推理能力初级阶段最主要的手段与基本途径。在关于“相对的棱长度相等”这一结论的得出上,大多数同学是通过测量的方法来说明的,这是他们容易想到的相对简单的证明方法。可是,笔者并不满足于此。数学实验的组织,并不是为了让学生在同样的思维层次下进行简单重复的操作活动,而应该努力引导学生深入思考、推理,研究数学现象背后的道理,把握知识的本质,感受思维的魅力与乐趣,发展思维的逻辑性。基于这样的认识,笔者试探性提问:“你能利用刚才学到的相对面的特征的知识,尝试说明一下相对的棱长度为什么相同吗?”给学生独立思考的时间,不一会就有学生举手,表示可以用相对的面完全相同来解释相对的棱长度相等。随后,笔者利用视频,再一次让学生直观体会推理的可行性与价值魅力。笔者启发性的问题,唤醒了学生尘封的思路,为学生尝试说理搭建了脚手架。直观的实验与抽象的思维相互启示、相互印证,帮助学生深刻理解数学,发展推理能力。

三、注重一题多变,提升思维能力

本节课考虑课型、时长等因素,精心设计练习,在有限的时间里将练习的作用最大化。两次练习全都是基于同一种问题情境,进行变式、延伸,让学生在变化中领悟特征,探寻知识的本质,提升思维能力。例如,在揭示长方体长宽高的概念之后,笔者出示一长方体,让学生说出长宽高各是几厘米,接着把它立起来,让学生判断此时的长宽高又分别是多少。这样的练习设计,既节约了时间,避免了练习的重复,又让学生在变式中,加深对概念的理解,拓宽了思维的广度。课尾的练习,笔者又基于一个长方体进行改造,缩成特殊长方体,思考“哪些面变了,哪些面没变?”,体会变中不变思想,提升思维的深度。

 数学知识与数学思维水乳交融,数学知识是发展数学思维的载体。教学设计不能仅仅关注学生是否掌握了基础知识,更应该关注学生在参与数学活动的过程中是否经历了数学化的思考过程,获得了思维经验,感悟了数学思想方法。