王麗兵
《平行四邊形的面積》是人教版五年級上冊《多邊形的面積》單元的學習內容之一。它是在學生初步認識了平行四邊形后,圍繞面積對平行四邊形的進一步研究,它也是后續學習三角形面積、梯形面積的知識基礎。教材以平行四邊形面積的公式推導為主要內容,以活動操作體驗為主要形式,注重新舊知識間的轉化與溝通。從這個角度來講,在整個小學數學“圖形與幾何”領域中,這一內容實質是起到了承前啟后的重要作用。
一方面,在長方形和正方形面積的學習過程中,學生已經積累了通過數面積單位來描述圖形面積的經驗。與以往數面積單位不同的是,平行四邊形中首次出現不完整的“半格”,這對于學生無疑是一種挑戰,同時這也是轉化思想培養的有效載體。另一方面,由于長方形和正方形的面積計算,雖然有所區別,但從本質上來講都屬于“鄰邊×鄰邊”,這也就為較普遍的“平行四邊形的面積=鄰邊×鄰邊”的觀點找到了最合理的解釋。顯然,平行四邊形的面積無論是“鄰邊×鄰邊”,還是“底×高”,都已經成為本課教學的現實生態。
基于此,這些都為“平行四邊形的面積”的“翻轉”學習提供了諸多有利的條件和資源支持。因此,筆者從以生為本的角度出發,翻轉學習,改變學習方式,以求做一些突破。
1.分享成果:感知圖形轉化意義。
師:同學們的學習任務單完成了嗎?那讓我們先在四人小組內交流一下自己的學習收獲和問題吧!不過,老師在這里對大家的交流提兩點小建議,你可以這樣來表達:
◇我設計的平行四邊形是這樣的……
◇我是用這樣的辦法數出平行四邊形的面積的……
【說明:通過課堂學習基礎現狀的討論,以相對民主和平等的方式討論明確本節課學習交流的方式。同時,規范學生的語言表達,提高學生學習交流的能力。】
師:老師課前也瀏覽了一些同學的預學作品,一起來看一下:

圖1

圖2

圖3

圖4
師:大家看懂這四幅作品了嗎?能說說他們分別是怎樣數出了平行四邊形的面積嗎?
生:圖1通過旋轉的方式,將不滿整格的部分,拼成完整的圖形,這樣每層有3個正方形,一共有4層,所以是12平方厘米。或者,他給每個方格都打“√”,說明也可以一個一個數出來。
生:圖2是將右邊不滿格的部分平移到了左邊,使它們變成完整的一格。拼成以后每層有5個方格,一共有3層,所以面積是3×5=15平方厘米。
生:圖3通過平移以后得到了一個邊長是4厘米的正方形,所以,他是用“4×4”計算出平行四邊形的面積的。
生:圖4通過平移以后得到了一個長是4厘米、寬是1厘米的長方形,所以她是用“1×4”計算出平行四邊形的面積的。
【說明:通過對“學習單”中學生作品的選擇,筆者有意引導學生對高、矮、胖、瘦,不同形狀和方向的平行四邊形進行觀察和討論,使得學生明確“不滿整格”的部分是可以通過平移、旋轉進行拼組的,令原來的圖形面積單位更方便計數。】
師:現在請大家觀察一下這幾位同學在數平行四邊形面積的時候,有什么共同特點?
生:他們都把平行四邊形改變了一下,使不滿整格的全都拼成了整格的圖形。
生:它們有些還變成了我們以前學習過的長方形或正方形。
師:那么轉化以后的長方形和正方形,與原來的平行四邊形相比,什么變了?什么沒有變?
生:形狀變了,面積的大小沒有變。
教師小結:這種現象,我們在數學里稱之為“轉化”(板書)。
【說明:通過對四個不同形狀的平行四邊形的整體觀察,使得學生能夠體驗到平行四邊形“不滿整格”的部分都是需要轉化成長方形的,并且這個長方形與原來的平行四邊形的面積大小是一樣的。】
2.答疑解惑:突破知識理解難點。
師:分享了學習成果,我們來看一下同學們提出的問題:
(1)如果格子多了,該怎么辦呢?
(2)平行四邊形是不是只能切成三角形來拼?
(3)如果一個平行四邊形特別斜,那面積怎么數?
(4)將平行四邊形拉成一個長方形,可以用鄰邊相乘的方法計算嗎?
師:你能解決哪些問題呢?
生:第一個問題,如果方格特別多,我們可以把它們轉化拼成比較規整的圖形,然后計算即可。
生:第二個問題,我覺得也可以切成兩個梯形,它們也能夠拼成一個長方形。但剪的時候應該沿著高來剪才可以。
師:為什么呢?難道隨便切不行嗎?
生:隨便切就不能拼成比較規則的長方形或者正方形了。
生:第三個問題是擔心平行四邊形太斜,沿著高豎著切下來會切到圖形的外面,接下來就很難平移或者旋轉拼成完整的圖形了。
生:不能沿著高豎切,也可以沿著橫的高,橫切呀!只是這個長方形是斜的。
師:那對于第四個問題你怎么看?
師:暫時不能回答沒關系!那我們就重點來研究一下。現在請你選擇問題三或問題四其中一個研究,等會兒我們要進行反饋,來表達你自己的觀點。針對問題四,老師這里還有一個微視頻,你們研究完了想要驗證一下或者遇到問題了,可以上來點擊觀看。
【說明:以自主選擇的方式,針對學生困惑的問題展開研究討論,重點幫助學生加深對于“鄰邊相乘”和特殊平行四邊形面積計算問題的理解,以突破學生在思維理解上的難點。】
師:研究問題三的同學,對于這樣特別斜的平行四邊形,你們是怎么數它面積的呢?


師:那對于問題四大家是怎么研究的?結論是什么?
生:將下圖中的深色三角形平移到左邊,將它的空缺補齊,上面斜線部分就是多出來的面積。

生:將平行四邊形拉成長方形和原來的平行四邊形面積不一樣。
生:這是因為原來平行四邊形的高變長了,所以面積變大了。
師:那將平行四邊形往下壓呢?
生:平行四邊形的面積會變小,因為它的高變短了。
師:對于用鄰邊相乘來計算平行四邊形的面積,大家怎么看?
生:這是不行的,因為面積變化了,所以不能代表原來平行四邊形的面積。
【說明:通過對“剪拼”和“拉動”兩種方法的對比研究,使得轉化思想在面積研究過程中的意義進一步凸顯。尤其是對拉動形成的長方形的觀察和比較,使得平行四邊形面積的變化變得愈加直觀和形象,更加凸顯“高的變化”對于圖形面積變化的作用,留給學生的印象更深刻。】
3.反思回顧:梳理知識學習方法。
師:回顧整節課,大家說說看,我們是怎么學習的?和以往有什么不同?
生:我們先看了微課視頻,做了一份課前學習單。然后在課堂上一起分享了我們的預學成果。之后還專門研究、討論、解決了同學們提出的一些問題。
師:那到底平行四邊形的面積應該怎么計算呢?你是怎么想到的?
生:平行四邊形的面積=底×高。
生:轉化后的長方形面積 =長×寬。
師:到底哪個對呢?
生:“長×寬”算得是轉化以后長方形的面積,“底×高”算得是平行四邊形的面積。
【說明:通過對學習過程的回顧,不僅有助于學生對于平行四邊形面積計算意義的理解,而且對于新的學習方式的提煉概括,也能有助于學生學習能力和素養的提升。】
1.以微課視頻為載體,前置知識學習。
學生對于平行四邊形并不陌生,但對其面積計算的認識和理解,大部分學生還只是停留在“只知其然,不知其所以然”的狀態。因此,筆者有意通過微課視頻內容的學習,避開一些和本課學習無關的非本質因素,直奔學習主題。不僅較為直觀地向學生介紹了平行四邊形面積的意義,并且通過“設計盡可能多形狀不同的平行四邊形,再清楚地表示出它的面積”為任務,驅動學生進行自主實踐和思考。一方面,可以幫助教師了解和掌握學生的知識起點和思維難點;另一方面,也為后續的操作和探究活動積累經驗并形成豐富的生態資源。
2.以任務驅動為形式,激化轉化需求。
如何激發學生認知的矛盾,激發學生圖形轉化的需要,從而實現學生思維認知的直觀外顯,這是本節課筆者力求能夠有所突破的又一思考。因此,筆者設計以“數”面積為學習任務,激發學生對于平行四邊形轉化的需求。其中,既包括一般形狀的平行四邊形,也包括特殊(特別斜)的平行四邊形。簡單來說,筆者有意幫助學生通過“數”平行四邊形面積,一方面“數”出規律經驗,積累方法意義的普遍性;另一方面要“數”出層次,激發認知沖突,感受方法意義的特殊性。顯然,從課堂生成的資源來看,學生為了更方便的“數”,生成了諸如割補、旋轉、平移等多種方法。不僅為本課學習提供了豐富的學習素材,同時也為平行四邊形和長方形的面積關系的討論埋下伏筆。
3.以問題疑惑為抓手,強化意義理解。
通過對學生學習問題的梳理和解答,重點圍繞“為什么不能用鄰邊相乘的方法來計算呢?”進行探討。應該說,“拉動轉化”突破了學生對于原有“割補轉化”認知的現狀,不僅能夠激發起思維認知沖突,而且也能引起學生對于等積轉化本質的關注。因此,筆者有意從學生的問題入手,結合平行四邊形模型框架的操作拉動,直接聚焦“鄰邊相乘”本質的意義,關注學生思維的難點。通過起初的操作觀察,再結合課中微課視頻的學習,使得學生逐步感受到“拉動”平行四邊形,雖然底邊和周長沒有發生變化,但由于高的長度的變化,使得平行四邊形面積也相應地發生了變化。不僅使學生對于平行四邊形面積計算的認知更全面和立體,也令本課思維的難點得到了關注和突破。