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在操作猜想中建构数学概念
——《平行四边形的认识》教学设计(二)

2022-10-25苏中巧

小学教学设计(数学) 2022年9期
关键词:直尺四边形平行

文|苏中巧

一、借助直尺,勾勒平行四边形样态

(一)认识直尺。

师:(课件出示)这是一把直尺,你能在这把直尺中找到哪些数学元素?

生:我看到了一些数字。

生:我发现尺子的对边是互相平行的。

生:我发现尺子的邻边是互相垂直的。

师:大家对直尺都非常熟悉,平常我们都用直尺来干什么?

生:用直尺测量长度。

生:用直尺画图。

生:用直尺玩游戏。

师:看来,(课件出示图1)用一把直尺可以开展很多数学学习活动。如果是两把直尺合作,又可以开展哪些数学活动呢?(让学生观看课件并想象)

图1 图2

【设计意图:平行四边形的命名和定义是相伴而生的,即用“平行和四边形”的前概念来定义“平行四边形”的概念。学生每天都和直尺在一起,是他们非常熟悉的学习工具。由此,选用直尺作为本课的研究素材,学生能充分认识到直尺对边互相平行的特性,促使深度建构“平行四边形”的概念。】

(二)揭示课题。

师:(出示课件图2)如果将两把尺子拼在一起,你觉得重叠部分是什么图形?

生:平行四边形。(板书课题)

【设计意图:将两把不透明的直尺重叠,学生看不到重叠部分的形状,只能通过想象在头脑中浮现重叠部分的形状。这样的操作,倒逼学生根据直尺对边平行的特征,在头脑中勾画出图形的形状,对接以往认识的“平行四边形”形状,勾勒出“平行四边形”的样态,为新课的学习做好铺垫。】

二、玩转直尺,建构平行四边形概念

(一)用直尺,玩一玩。

1.出示任务要求。

(1)同桌合作,将两把直尺重叠(一把直尺有颜色,另一把直尺透明),观察重叠部分的形状。

(2)反复变化三次,记住这些图形的样子。

(3)思考:重叠部分还是平行四边形吗?为什么?

2.学生同桌合作。

3.教师收集学生作品。

(1)第一次展示:一般的平行四边形。(拍摄学生作品并展示图3、图4)

图3

图4

师:这些图片都是平行四边形吗?你是怎么看出来的?

生1:是平行四边形,因为直尺的对边是互相平行的,所以这些四边形的对边也都是平行的。

师:我们再来观察一下其他组的作品,你觉得是不是都是平行四边形?

生2:是的。

师:请你用一句话来说,什么样的图形叫作平行四边形?

生3:两边都平行的图形是平行四边形。

生4:不对,梯形也是两边互相平行的四边形。我觉得,应该改成“两组”,有两组边互相平行的图形是平行四边形。

生5:不对,有些六边形也有两组边平行……应该是两组边平行的四边形叫作平行四边形。

生6:我觉得,是不是可以把“两组边平行”改成“两组对边平行”,这样听起来就能想出四边形的样子。

(根据学生的回答,教师板书:两组对边分别平行的四边形叫平行四边形)

【设计意图:对平行四边形的概念教学,我们经常会让学生观察各种形态的平行四边形,然后通过比较、抽象、归纳,得出平行四边形的概念。这样的教学方法,在心理学中称为“概念形成”(由具体实例概括出概念)。而本课采用的教学方法是,由两组平行线交叠生成平行四边形,这样通过增添已知概念的属性来定义新概念是典型的“概念同化”(由已有概念引出新概念)。这样的教学方式,能帮助学生积累归纳数学概念的能力,帮助学生理解平行四边形的本质属性。】

(2)第二次展示:特殊的平行四边形。(长方形)

师:刚才有几位同学拼成的四边形是这样的,(课件出示)你觉得还是平行四边形吗?

生:不是,这个图形是长方形。

生:既是长方形,也是平行四边形。

(学生开始争论)

师:请大家讨论一下,长方形到底是不是平行四边形。为什么?

生:我们觉得长方形应该是平行四边形,因为长方形也是“两组对边平行的四边形”。

生:我知道了,长方形应该是“特殊”的平行四边形。

师:特殊在哪里呢?

生:特殊在长方形的四个角都是直角。

生:特殊在长方形不仅对边平行,且邻边互相垂直。

师:(教师借助教具演示:图5)从平行四边形变化出长方形,整理平行四边形、长方形、正方形之间的关系(课件演示:图6)。

图5

图6

师:现在,你能用一句话来归纳“什么样的图形叫作长方形吗”?

生:有两组对边平行,有四个角是直角的四边形叫作长方形。

生:刚才,我们用“四边形”归纳“平行四边形”,我觉得可以用“平行四边形”来归纳“长方形”。所以,我觉得可以这样归纳:有四个角是直角的平行四边形叫作长方形。

生:我有补充,根据邻边垂直和平行的关系,我发现只要有一个角是直角,其他的三个角肯定都是直角。数学是追求简洁的一门学科,所以我觉得可以这样归纳:有一个角是直角的平行四边形叫作长方形。

【设计意图:人教版教材的编排顺序是先学习长方形,再学习平行四边形。这种“先入为主”的编排,对学生理解“长方形也是平行四边形”有一定的负迁移作用,这也成了本课教学的难点之一。如何突破呢?笔者在教学中,先借助平行四边形的概念,让学生在辨析中逐渐明白“特殊”的含义;然后,通过“概念同化”的教学方式,让学生归纳“长方形”的概念;最后,通过教具演示,变换平行四边形的各种形态,沟通平行四边形和长方形的“从属”关系,以此达到教学目的。】

(3)判一判:下面哪些图形(图7)是平行四边形。

图7 图8

学生完成《作业单》之后,反馈。

生:(3)号和(5)号分别是长方形和正方形,也是平行四边形。

生:(2)号只有一组对边平行,不是平行四边形,应该是梯形。

生:(1)号上下边互相平行,我用一副三角尺验证了左右边,发现也是互相平行的。所以,(1)号是平行四边形。

生:我用一副三角尺分别验证了(4)号的上下和左右对边,发现也都是互相平行的。所以,(4)号是平行四边形。

教师通过课件动态演示对边是否真的平行(图8)。

师:做了这些题目,你还有什么问题要提?

生:我发现,正方形的四条边是相等的,长方形是对边相等的。那么,一般的平行四边形的对边是不是也相等呢?

师:同学们能不能研究一下呢?(学生同桌合作操作、讨论)

生:我通过测量,发现对边是相等的。

生:我觉得不用测量,刚才老师把长方形拉成了平行四边形,边的长度没有变化,所以,平行四边形的对边相等。

生:我用学具试了很多次,发现:如果上下、左右边平行,那么,上下、左右边肯定相等;反之,如果上下、左右边相等,那么,上下、左右边肯定平行。两组边是相互关联的。

师:(板书:对边相等)请每位同学都拿出学具,边操作边思考“为什么只要两组对边平行,就会有两组对边相等”。

【设计意图:“因为是平行四边形,所以对边相等。”这是一条重要的性质。如何让学生深度理解这样的性质呢?笔者认为,除了让学生通过测量发现之外,更重要的是,让学生能明白“为什么只要两组对边平行,就会有两组对边相等”的道理。理清了平行和相等的关系,学生才能深入理解“性质”。】

(二)用直尺,画一画。

1.根据“对边平行”或“对边相等”的性质画平行四边形。

师:请你用一把直尺,在点子图中画出一个平行四边形。出示如下要求:

(1)学生操作。

(2)收集作品(课件展示),师生一起判断。

(3)反馈交流。

师:你是依据什么来画平行四边形的?

生:我是根据“对边平行”来画平行四边形的。先画出一个角,再画出分别平行的对边。

师:上下平行比较好画,你觉得画左右平行的时候要注意什么?

生:角度要相同。

(学生演示,教师评价)

生:我是根据“对边相等”来画平行四边形的。我先画上下对边相等,然后画左右对边相等。

师:左右对边相等是怎么做到的?

生:先连接邻边,然后测量长度,再画图。

生:我发现,只要上下对边长度相等,将上下对边的端点联结形成左右对边,此时,左右对边肯定平行且相等。

师:(课件验证:图9、10)上下对边相等的情况下,左右对边联结起来刚好平行且相等。

图9

图10

想象练习:连接线段端点,想象图形的样子。(课件出示:图11)

图11

师:(课件出示一组对边)这是平行四边形的两条边,请你根据这两条边,想象另外两条边的位置,比划出平行四边形的样子。

(学生书空,教师课件验证)

【设计意图:对边相等、对边平行这一性质既可以用来定义平行四边形,又可以作为判定定理,更重要的是可以用它来画平行四边形。本环节让学生借助这样的性质来画平行四边形,学生在操作中进一步感受到了这些性质的价值,对于平行四边形有了更加深刻的理解。】

师:同学们,看了刚才的这些平行四边形,你有什么发现?

生:只要有两条边相等,就能画出一个平行四边形。

师:(课件变化下面线段的方向:图12)这两条线段也是相等的,你觉得画出来是平行四边形吗?

图12

生:不是。

师:我们刚才发现:上下对边相等的情况下,左右对边联结起来刚好平行且相等。现在为什么不行了呢?

生:(短暂思考并讨论)我知道了,是因为现在上下边没有平行了。

生:单单看一组对边相等还不行,还需要关注这组对边是否平行。

生:也可以这么说,只要一组对边平行且相等,另一组对边肯定也平行且相等。

师:也就是说,一组对边平行且相等的图形是平行四边形。

【设计意图:“一组对边平行且相等”这一判断定理,在人教版教材的编写中并没有涉及。但是,笔者认为这一性质的价值在于,能使学生从关注“两组对边平行”和“两组对边相等”到“一组平行且相等”的进阶过程,感受到数学的学习越来越简单,图形各元素之间的关系越来越微妙,最终提高学生的学习兴趣。】

2.利用“一组对边平行且相等”画平行四边形。

师:请你用刚刚发现的性质,画一个与图中形状相同的平行四边形。

师:展示学生作品。你是先画什么?再画什么的?

生:我是先画出平行的两条直线,然后在直线中截取与原平行四边形一组对边相等的两段,这样就做到了“一组对边平行且相等”,这样画出来的平行四边形就和原来的形状相同了。

【设计意图:本课始终围绕着“画一画”展开,让学生在画图的活动中深入理解性质,掌握平行四边形的概念属性。】

三、巩固练习(略)

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