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基于审辩思维的几何概念教学
——以《认识长方形》一课教学为例

2022-01-11沈美莲

小学教学设计(数学) 2021年12期
关键词:正方反方直角

文|陈 银 沈美莲

在长方形再认识前,学生关于图形的认识经验是比较少的,仅仅停留在直观的整体认知上。长方形再认识的教学价值在哪里?如何更好地认识一个几何图形?我们能否淡化几何图形的一般形式,通过审辩突出长方形的概念,从而使学生感悟到:研究长方形,需要从边和角两个维度去认识,初步感知边、角对图形性质的影响。对于一个平面图形来说,边和角决定了图形的基本特征,如长短、大小、方向、位置等,学生在研究图形时从图形的基本元素进行观察与分析,为今后图形认识积累了研究经验。

本节课试图借助审辩式思维模式,通过审辩、分析、论证、评价等方式,引导学生不断明晰长方形概念,让学生的几何概念从模糊走向清晰,从感性认识真正走向理性认识。

环节一:游戏引入,初步感知四边形

1.猜图形。

师:猜一猜,信封里藏着什么图形?

师:这是一个什么角?这个有直角的图形会是什么图形呢?(出示两个角)现在你觉得会是什么图形呢?

依次出现:长方形、正方形、平行四边形、梯形。

2.观察比较。

师:我们猜的这些图形有什么相同的地方?

生:都是四边形。

总结:在数学上,像这样有四条边、四个角的图形叫四边形。(板书:四条边 四个角 四边形)

师:这些四边形中,哪个图形你最熟悉?

生:长方形。

揭题:看来你们对长方形都有所了解,长方形还会不会有我们不知道的小秘密呢?这节课我们继续来研究长方形。

【说明:猜图形引入的方式,让学生重点观察图形的角和边,在比较长方形、正方形、梯形、平行四边形之间的相同点时,引出了属概念:四边形。将长方形概念建立在已有的四边形认识上,为长方形定义做好铺垫,学生会有各种各样的表达方式说一说心目中的长方形,这些都是学生真实的学情基础,发现学生对长方形的认识仍处于“前概念水平”,为后续审辩活动做好铺垫。】

环节二:大问题探究,聚焦核心特点

1.提出研究问题。

师:如果我们想进一步认识长方形,你们觉得可以从哪些方面来研究?

生:从角的角度来研究。

生:从边的角度来研究。

2.尝试研究。

出示活动要求:

(1)选一选,可以选择长方形纸或者磁力拼条。

(2)做一做,选择合适的方法来研究,如果有困难可以打开智慧锦囊。

(3)写一写,把你的发现写在《活动单》上。

(4)说一说,同桌交流长方形有哪些特点?是怎么知道这些特点的?

3.展示分享。

(1)从长方形角的特点看,你有什么发现?

生:有直角。

生:有四个直角。

师:你们是怎么知道这个角是直角的?

生:用三角尺比。

师:用比一比的方法发现了长方形这个角是直角,有几个直角呢?我们一起来找一找。

生:四个直角。

(2)从长方形边的特点看,你有什么发现?

方法一:量一量。

生:我们小组选择了长方形的纸片,通过量一量,发现长边相等,短边相等。

师:我们一起用手势来比划比划,像这样相对的两条边我们可以称为对边,在数学上我们把它称为“对边相等”。

方法二:折一折。

生:我们小组也是选择了长方形的纸,折一折也可以发现这个特点,可以横着折,这两条边一样长;也可以竖着折,这两条边一样长。

师:长方形相邻的两条边一条边叫做长,另外一条边叫做宽。

方法三:拼一拼。

生:我们小组选择了磁力拼条。

师:你们在拼的时候是怎么选材料的?为什么这么选?

生:选择两条长度一样的拼条,再拼成直角,就可以拼成一个长方形。

师:还有哪些同学也拼成了长方形?请你贴在黑板上。

【说明:大问题的设置,具有一定的开放性或自由度,给学生留下足够的独立思考与主动探究的空间,在比一比、量一量、折一折、拼一拼的活动中,引领学生观察、思考、想象、推理与表达,在具体操作中学生能主动探究图形的性质,积累数学活动经验,获得学习几何的策略性知识与经验,发展空间观念。在活动中不断明晰概念,真正把自主探究、合作交流落到实处,在交流中获得几何概念的学习策略与经验。】

环节三:三次审辩,概括长方形概念

1.第一次审辩:这些图形都是长方形吗?

生:①号不是,因为这个图形四个角不是直角。

生:②号也不是,对边不相等。

生:③、④、⑤、⑥、⑦都是长方形,因为四个角都是直角,对边也相等。

总结:我们在判断一个四边形是不是长方形时,只要看是不是四个直角、是不是对边相等就可以了。

【说明:通过对各种变式进行分析,明确几何概念的本质特征和非本质特征,在不断讨论中引发学生之间的相互质疑和思考,在辩论中对图形方向、倾斜程度、角度等非本质属性有了更加清晰的认识,对“四个角都是直角、对边相等”这一本质属性更加稳定化、清晰化。】

2.第二次审辩:正方形是长方形吗?

师:正方形也是长方形吗?觉得是的请举手。大家都有自己的想法。接下来我们进行一个辩论赛,有请正方、反方代表。

生:(正方)我们认为正方形具有长方形的特点,所以它是长方形。

生:(反方)正方形四条边都一样长。

生:(正方)请问,它有没有四个直角?有没有对边相等?

生:(反方)可是正方形很特殊,四条边相等。

生:(正方)刚才我们在判断是不是长方形时,发现了只要一个图形符合两个条件:对边相等、四个角都是直角,这样的四边形就是长方形,正方形都符合,所以是长方形。

生:(反方)四个角都是直角没有问题,但是四条边相等是对边相等吗?

生:(正方)四条边相等肯定符合对边相等,我们可以用折一折的方法。

师:这里就有一张纸,谁来试一试?

(学生动手折一折,发现对边相等)

生:(反方)明白了,只要符合对边相等、四个直角的四边形就是长方形。

师:正方形符合对边相等且有四个直角,所以是长方形,但是四边相等又很特殊,因此正方形是特殊的长方形。

【说明:正方形是不是长方形?第一次认为正方形是长方形的人数占到总人数的10%,学生需要从“并列关系”转变成“包含关系”,这是认识长方形概念的进一步发展。辩论前学生的关注点都在正方形的特殊性上:四边相等,而忽略了要根据特点去判断图形,通过生生之间不断的辩论,正方形是不是四边形?正方形是不是有四个直角?正方形是不是对边相等?最后发现正方形具有长方形所有的特征,因此它是长方形,再次判断认为正方形是长方形的人数占到总人数的100%,突破了思维定势,明晰了几何概念本质。】

3.第三次审辩:怎样的图形是长方形?

生:对边相等的四边形不一定是长方形,比如平行四边形和菱形。

师:通过反例发现对边相等的四边形不一定都是长方形,选择②还是③呢?

生:选择③,这句话中长方形的两个特征都有。

师:我们一起来看看教材选择的会是哪句呢?

呈现教材的定义:四个角都是直角的四边形叫长方形。

师:四个角都是直角的四边形都是长方形吗?四个角都是直角的四边形到底会是什么图形呢?请你尝试着画一画。

总结:四个角都是直角的四边形确实都是长方形,我们可以更加简洁地进行表述。

【说明:由原来感性描述“像这样的图形是长方形”到理性表达“四个角都是直角的四边形是长方形”,大胆设计了下定义的活动,鼓励学生从边和角的特点进行观察,了解了学生的基础与语言表达水平。通过不完全归纳法发现都是长方形,也就是没有反例,才真正认可长方形的概念,几何概念也要追求简洁地进行表述。】

环节四:想象应用,拓展几何应用

师:学校组织了“我的菜园我做主”劳动比赛,每个班都有一块长方形的菜园,想一想怎么确定菜园的形状呢?

生:要知道这个长方形菜地所有的长和宽。

生:只需要知道菜地的一条长和一条宽。

师:如果把拼条看成菜地的长和宽,这个就是菜地的形状,拿走一根还能知道长方形形状吗?拿走哪一根呢?

生:任意拿走一根都可以,因为长方形对边相等,所以拿走的那根长度也是确定的。

师:如果再拿走一根,还能确定长方形的形状吗?再拿走哪一根呢?

师:如果只剩下一组长或者一组宽,还能确定长方形的形状吗?形状是唯一的吗?

生:只知道两条长,长方形的形状可以有很多种。只知道宽也是。

师:也就是形状不唯一。

师:只要知道长方形的一条长和一条宽,就能唯一确定一个长方形的形状。

【说明:几何概念的应用是认识数学、体验数学、形成数学观的重要过程。通过创设实际问题发现长方形长和宽都确定了,长方形的形状也就确定了,让学生进一步理解长、宽概念的重要性,长和宽并不只是一个名称,要让学生了解到长和宽是确定长方形的重要两个要素,同时也是之后探究长方形大小、周长的重要基础,学生的数学素养和审辩式思维得到进一步培养。】

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