“面積和周長”是小學低段學生最初接觸到有關圖形的計算。人教版教材中將周長定義為封閉圖形一周的長度,在習題中一般表現為所有邊長的和,用長度單位衡量;面積指的是物體的表面或封閉圖形的大小,用面積單位衡量。但在實際教學中,學生常常把面積和周長這兩個概念混淆,導致出錯。
一、問題提出
問題1:周長和面積分別是哪部分?
人教版教材三年級下冊第8頁練習十九的第11題:在一張邊長為10厘米的正方形紙中,剪去一個長6厘米、寬4厘米的長方形。小明想到了三種方法(如下圖),剩下部分的面積是多少?剩下部分的周長是多少?
本題課本中給出示意圖,降低了解題難度,但在實際解題中發現學生對本題的理解有一定困難。特別是第二個圖形和第三個圖形周長的解答,即“剪去一個長方形后,剩下部分的周長包括哪幾條邊”,學生不夠明確。根據學生的練習情況,統計發現錯誤基本有以下三種:(1)學生利用長方形對邊相等這一性質,剪去圖形后,計算時遺漏多出來的邊;(2)計算每條邊相加時,每一條邊是多少不清楚,這是對邊與邊關系不理解造成的;(3)將面積與周長混淆,甚至有學生用“原面積-周長”或“原周長-面積”來進行計算。
問題2:周長和面積的關系是什么?
習題(1):一塊長方形菜地和一塊正方形菜地的面積相等,正方形菜地的邊長是24米,長方形菜地的長是36米,寬是多少米?
習題(2):一個正方形和一個長方形的周長相等。已知長方形的長是26厘米,寬是14厘米。正方形的面積是多少?
在正方形和長方形中,長和寬或者邊長是連接周長和面積的紐帶。以上兩題便是利用長和寬或邊長之間的關系和“相等”一詞來建立關系式,把找長和寬作為解題的突破點。在學生的解題過程中,筆者發現學生對題中給出的數十分敏感,看到數就很興奮,想著如何利用這些數去套用公式,忽視了文字呈現的數量關系和邊長在解題中的紐帶作用,陷入了套用公式的誤區。
二、原因分析
分析以上問題,其產生的原因有以下兩個方面。
1.教學中強調分離異位
首先,教學中對面積和周長的特點分離不夠。在“周長和面積”教學中,教師一般采用摸、畫、量、算等方法來引導學生建立周長和面積的概念。可我們沒有注意到的是,課堂中教師雖然是出示一個物體,告訴學生物體的邊框是周長,但學生看的時候,往往是既看到物體一圈的長度,又看到了物體的面,導致周長和面積沒有很好的單獨區別開來,給部分學生的理解造成干擾。同樣,我們在日常生活中看到的物體,“線”和“面”是一起看到的,不利學生表象的建立。
其次,過分強調公式。教學中引出公式后,教師便不斷地引導學生利用公式進行解題。其實,周長并沒有什么計算公式,無非就是幾條邊加在一起,學生往往在不斷的練習中記住的是死的公式,而不是靈活的解題方法。
2.學生空間思維的局限與解題定式
首先,在思維方式上,小學低段的學生以形象思維為主,空間想象能力比較薄弱,往往需要借助直觀演示、動手操作等方式感知空間觀念。所以,一些文字概念較多的題對低段學生來說難度是比較大的。
其次,小學低段學生在解題中,更容易出現“重結果,輕方法”的現象。很多學生面對練習題時,首先想的是如何利用給出的數據套用公式進行解題,而不是分析這些數據背后的意義,判斷數據是不是有用,它們背后的聯系是什么,是否是解題的橋梁或者紐帶。
三、有效教學策略的思考
觀察是學生認識事物最直接的一種方法。因此,在小學低年級數學教學中,教師可先引導學生觀察實物,形成直觀的印象,然后尋找發現問題的方法,通過表述和交流形成鮮明的直觀形象,建立空間表象,發展空間觀念。
1.提高培養學生空間觀念的意識
空間觀念是數學新課程中的重要內容之一,也是學生應具備的一種基本數學素質。數學課程標準在小學各學段,從不同層次關注學生空間觀念的發展。因此,教師應當樹立一種培養學生空間觀念的意識。
低年級學生受認識水平的影響,對抽象圖形的理解比較模糊,但對于現實中可接觸到的事物他們卻表現出濃厚的興趣。因此,教學中教師要根據教學內容和學生的心理特點,創設寬松的教學環境,讓學生在學習活動中獲得良好的空間認知經驗。例如,教學“周長”時,可以創設生動有趣的故事情境,用多媒體直觀展示小螞蟻沿著樹葉的邊緣爬一周的過程,讓學生直觀感受到周長的意義。
2.注意周長與面積的區別和聯系
周長與面積混淆的現象出現在呈現兩者計算公式之后,究其原因,是學生頭腦中對周長與面積概念的本質缺乏清晰和深刻的理解。
例如,一位教師這樣教學“周長與面積”的比較課:(1)在黑板上貼出四個不同的圖形(圖形的一周貼了一圈白邊),請學生指一指這些圖形的周長。(2)學生指出周長后,教師追問:“用什么辦法可以知道這些圖形的周長?”學生回答:“用尺子分別量出這些圖形一周的長度。”(3)教師順勢把圖形一周的白邊揭了下來,用小磁鐵壓在黑板上,說道:“周長就是求封閉圖形一周的長度,就是長長的一條線。”在上述案例中,教師用紅色卡紙剪成四個不同的圖形,并在圖形的一周分別用雙面膠貼了一圈白邊,因此呈現在學生面前的是紅底白邊的圖形。當學生說出量圖形一周的長度時,教師順勢把白邊揭了下來,然后用小磁鐵壓在黑板上,非常直觀地再現了周長的本質,原來這“邊”還可以掛在黑板上。此時黑板上形成了鮮明的對比,一邊是周長,掛著長長的四條白邊;一邊是面積,紅紅的一整片。這樣的教學設計,給學生造成強烈的視覺沖擊,其中的差別不言而喻。
又如,教學“周長和面積”一課,教師先出示一個大正方形,接著在大正方形中取一個小正方形,再將小正方形移到大正方形的右面(如下圖),請學生先觀察,然后提問:“這個圖形的面積變化了沒有?周長變化了沒有?”讓學生在比較中發現周長與面積的區別。
3.適當延緩公式的引入
教學中,教師可利用多種不規則圖形,讓學生體會什么是圖形的周長、什么是圖形的面積,在不斷的聯系與比較中,引導學生建構周長和面積的概念,并利用長方形和正方形的特征概括出相應的公式。
例如,教學“周長與面積”時,可以讓學生先指一指多種不規則圖形(如下)的周長,然后摸一摸它們的面積,體會周長與面積的差別。
需要注意的是,教師在教學之前,可給學生設計一些動手操作的實踐活動,讓他們體會面積和周長之間的關系。對于概念的理解,要允許學生有一個反復的過程,只有在不斷地對比、不斷的解決問題中,學生對面積和周長才會加以區別。
4.充分利用“畫數學”的方法幫助學生建構與解題
“畫數學”就是讓學生在畫畫的過程中,去參與知識的發生和發展過程,體會數學知識的來龍去脈,提高主動獲取知識的能力。心理學家認為,培養學生的數學思維是發展數學能力的突破口。低年級學生以直觀形象思維為主,思維的方法比較單一,而運用“畫數學”的方法可以培養和發展學生的數學思維。
首先,“畫數學”能提高學生把文字語言轉換成符號語言的能力,其實這也是對數學的抽象概括。
其次,“畫數學”能較好地把學生的數學思維過程展示出來。不同的學生有不同的畫法,表現出不同的思維過程,學生在交流和比較中掌握了不同的思維方法。即使是同一學生,在“畫數學”的過程中也能激起思維的火花,從而使自己的思維得到發散。
如文中的第一道例題,學生不難畫出示意圖,即先畫一個邊長為10厘米的正方形,并在里面畫一個長與寬分別為6厘米和4厘米的長方形,表示截下。通過畫圖,學生不難發現,出現的截圖現象并不僅有課本給出的三種情況,有學生通過思考和分析畫出如右的圖形。
新課程理念下的數學教學,更應該注重學生創造力的培養。在低段數學教學中運用“畫數學”這一方法時,能讓不同學習水平、不同思維特點的學生在畫的過程中都有機會表達自己的思想,而不是用統一的模式要求所有的學生。從實踐中發現,學生在畫的過程中不僅能舉一反三,靈活運用所學知識解決問題,而且有豐富的想象力,喜歡出“新點子”,愛標新立異和發表與別人不同的見解。
周長和面積的本質是線與面,學生在學習中易于混淆卻依然有法可尋。因此,在課堂教學中,教師可讓“線”和“面”盡情碰撞,激發學生思維的火花。