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基于数学素养视角 深度挖掘数学本质
——“多边形内角和”教学例谈

2018-12-18江苏南京市溧水区教育局教研室吴义明

小学教学研究 2018年29期
关键词:多边形内角四边形

江苏南京市溧水区教育局教研室 吴义明

江苏南京市溧水区实验小学 徐菊花

【缘起】

《多边形内角和》是苏教版小学教材四年级下册第七单元的内容,是在学生认识了“三角形、四边形和梯形”以及掌握了三角形内角和是180°的基础上来进行教学的。这一内容是苏教版独有的“特色”单元“探索规律”中呈现的,其他版本小学教材大多未涉及此内容。苏教版教材是将这一内容作为小学中“图形与几何”与中学几何知识教学的一次衔接。苏教版教材编写用意很明确:一是作为学生“探索规律”的素材;二是通过学生的观察、操作、归纳等具体的活动,发现多边形内角和的计算方法,培养学生动手操作能力和发展学生的空间观念,为中学几何知识学习作铺垫;三是培养学生的好奇心,感受数学活动的挑战性。笔者多次听这一节公开课,困惑很多,首先困惑的是为什么这一节课会成为公开课的“宠儿”,是本身的内容有价值魅力,还是能体现数学的特点,或者是因为学生容易掌握,便于践行当下新课程理念?笔者至今也没弄清楚,搞明白。笔者还困惑在为什么苏教版教材把这一内容放到小学四年级来教学,笔者认为中学只要几分钟就能搞清楚的,在小学四年级来教,教师要花一节课,费九牛二虎之力,有的学生还没完全掌握,其意义又何在,作用又有多大呢!公开课上教师大多想渗透三个方面的主要目标:一是多边形的内角和可以根据三角形的内角和推算出来;二是从简单问题想起,有序思考是探索规律的有效方法;三是可以把新问题转化成能够解决的问题。这样的课堂看上去符合新课程标准倡导的动手实践、自主探索、合作交流这样的理念,但笔者总感觉到这样的数学课缺点什么。形式的东西多,实质性的少。笔者深深感到当下《多边形内角和》一课的教学未能从数学素养视角出发,缺乏数学味,不能深度挖掘数学的本质,没有把学生的好奇心通过这一内容激发出来,也没有看到学生课堂上表现出对数学知识挑战的欲望,与苏教版教材编者意图是否完全吻合,值得我们推敲。为了不让疑惑飘忽而过,笔者做了一份调查:某县城实验小学四年级全班52名学生,在已经学习了“三角形内角和是180°”这一内容的基础上,设计了一份《多边形内角和》一课的自学单。

《多边形内角和》自学单

调查结果:

第一题,47名学生都能填写正确,三角形180°,四边形360°,五边形540°,六边形720°,只有3名学生在五边形和六边形两道题上出了差错,另有2名学生在四边形这道题上出了差错,但教师稍加点拨,他们也就豁然开朗了。

第二题,有一半以上的学生能表达出:只要将多边形分成三角形,就能推出内角和。还有学生用公式(n-2)×180°表示结果。

调查结果让笔者非常诧异,这一内容对学生并不是想象中的那么难,公开课中需要费神费力地去研究吗?笔者进一步了解发现,该班学生有的已经看了教材了;有的已经与家长、同学交流了;有的在培训班里已经提前学过了;还有少数学生的学习力较强,稍加思考也就解决了。原因是这部分内容学生是有基础的,在推导三角形内角和是180°时,很多方法已经渗透了。

如①折纸法

(有平角是180°可推导出三角形内角和是180°)

②划分法

(长方形、正方形四个直角和是360°,一个直角三角形的内角和是360°÷2=180°)

有这样一些方法的铺垫,“多边形内角和”只要将多边形分成若干三角形,得出内角和就不是难事了,原因就在此。

教师可以尝试让学生探讨四边形的内角和,学生的方法很多。

生1:我用量角器分别量了一下4个角的度数,加起来就能知道和是360°。

师:用量的方法准确吗?

生1:不知道。但正方形和长方形是准确的,一定是360°。

生2:我把四个角撕下来拼到一起,发现刚好拼成一个周角,我确认四边形内角和是360°。

生3:我只要加一条辅助线把四边形分成两个三角形,再用180°×2就得出这个四边形的内角和是360°。

生4:由此类推,五边形加两条辅助线,把五边形分成三个三角形,五边形的内角和是180°×3=540°;六边形加三条辅助线,把六边形分成四个三角形,六边形的内角和是180°×4=720°。因此,多边形内角和的度数,只要将它分成若干个三角形,就能知道多边形内角和的度数。

其中,一名学生问了一个看起来“怪”的问题,让很多教师都大跌眼镜,傻了眼。生问:(n-2)×180°这一公式中,n是多边形边数,180°是一个三角形的内角和的度数,而减2这里的“2”表示什么?为什么要减去2,而不是减3、减4……呢?笔者带着这一问题问过多位小学数学教师,也请教过中学数学教师,答案均不能让人满意。这一看起来“怪”的问题一直困扰着笔者!基于以上困惑,笔者产生了如下深度思考:

【深度思考一】根据三角形内角和是180°,通过找规律可以推算出多边形内角和的计算公式:多边形内角和=(n-2)×180°。这里的180°是一个三角形的内角和,n为多边形的边数,公式里的减2,2是什么意思?为什么减2,而不是减1减3呢?这一问题有挑战性,有思维的深度。最简单的回答是:多边形的边数与三角形个数的关系是相差2,但为什么相差2呢?深层次的原因在哪里呢?究其原因,分析如下表

这样学生就不会对公式中为什么减2产生疑问,确实是多边形的边数与三角形个数的关系是相差2,相差2的原因也就能搞清楚,弄明白,学生不仅知其然,而且知其所以然。

【深度思考二】以上两种教法是从教材视角来教,是不是还有不一样的教法呢?

【深度思考三】从多边形的任一边上的任一点出发,分成若干个三角形,推导出多边形的内角和。

【深度思维四】从多边形内任意一点0将多边形分解成若干个三角形,推导出多边形的内角和。

综上所述,教材所给的教例,仅是一种教学方式,从数学理性精神角度去思考,为什么是n-2,这里的“2”是怎么回事?追根溯源就产生了从新的教学角度来推导180°×(n-2)这一公式,如果学生在学习中能够充分感悟到数学的理性精神,就能体会到理性精神的价值,这样学生的思维品质就会得到提升,学生思维的深刻性、灵活性、敏捷性、批判性、创造性就得到了培养,进而学生能产生对数学的好奇心、积极探索数学领域奥秘的愿望,这才真正说明学生的数学素养得到了升华。

《多边形内角和》这一内容到底如何来教学呢?笔者认为:基于教材的逻辑视角,基于数学素养的视角,即用数学的眼光观察,用数学的思维分析,用数学的语言表达。用数学的眼光就是强调数学的抽象,用数学的思维分析就是强调逻辑推理,用数学的语言表达就是强调数学模型。从更为简明的角度,我们应把理性的思维置于数学素养的核心,将数学思维的学习与具体知识内容有机结合,用思维方法的分析去带动具体知识内容的学习。这样教学不仅能深度挖掘数学的本质,而且能使这节平淡的课变得回味无穷、妙趣横生,同时还能把数学的感觉交给学生,使数学具有数学味,最后达到从数学材料中抽取其直观意义的高层次思维,这是数学学习所追求的一种境界。♪

【深度思考一】

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【深度思考二】

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【深度思考三】

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【深度思考四】

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