苏教版小学数学六年级上册安排“表面积的变化”内容,主要是研究几个相同的正方体(或长方体)拼起来,得到的长方体与原来几个正方体(长方体)表面积之和的关系,发现并理解其中的变化规律,培养空间观念。教材分为两个大的版块:拼拼算算和拼拼说说。拼拼算算中三个活动,三个活动都是通过学生动手操作、观察、直观思考、合作交流等活动,让学生体验并发现物体拼摆过程中表面积的变化规律,提高空间观念的积累水平,发展数学思考。拼拼说说,主要是引导学生应用前面发现的规律,解决实际问题。
一、案例描述
镜头一:在操作中发现规律。
师:12个正方体你能拼成怎样的长方体?
学生通过动手操作拼出以下不同的长方体:
师:那这些长方体的表面积究竟有什么变化?它们的变化有没有规律呢?让我们一起先来研究“一”型的摆法。
师:如果要发现12个、13个……小正方体拼成这样“一”字型形的长方体后表面积的变化规律,你会从哪里入手研究呢?(引导学生复杂问题从简单问题想起,也就是从2个小正方体拼成入手)
教师出示2个正方体,并将2个正方体拼在一起。
师:将2个正方体拼成1个长方体后表面积有什么变化?
生■:长方体的表面积比2个正方体表面积的和少2平方厘米。
生■:拼成长方体后,表面积减少了原来两个面的面积。
师:(出示表格)用2个正方体拼成1个长方体,原来一共有12个面,正方体重合拼1次,拼成后减少了原来2个正方形的面(表格中填写:2,1,12,2)。
师:如果要将3个一样的正方体拼成一个长方体,要拼几次,减少几个面?用4个、5个正方体去拼呢,又会发生怎样的变化?
(学生小组合作探究,完成操作汇报单)
师:(教师追问)将12个正方体拼成一个长方体,要拼几次,减少几个面?用100个呢?n个呢?
师:要知道,这些正方体拼成“一”字形长方体的表面积减少了原来几个面,关键是什么?
师:在刚才拼的过程中,你发现什么规律?
生■:体积不变,表面积变了,按上面的拼法,每拼一次减少2个面的面积。
生■:按上面的拼法,增加一个正方体,就减少2个正方形面的面积。
生■:减少的正方形面的个数=拼的次数×2。
生■:减少的正方形面的个数=(正方体的个数—1)×2。
……
【设计意***】12个正方体可以拼成4种不同的长方体,这些长方体表面积的变化都不一样,但是它们的变化都存在一定的规律,教师没有让学生直接研究这个复杂的问题,而是先抛出简单问题,从“一”字形的摆法开始研究,这样有效降低了学习的难度,再引导学生用3个、4个甚至更多个相同的正方体拼成长方体,探索拼成后的长方体的表面积变化规律。
镜头二:在争论中体验规律。
师:用12个相同的正方体拼成4个不同的长方体,猜一猜哪个长方体的表面积最小,哪个长方体的表面积最大。
学生的讨论异常热烈,并很快发现拼成“一”字形,表面积最大,但对表面积最小的拼法表述却各不一样的,有的认为是②号,有的认为是③号,还有的认为是④号。
师:出现不同的意见,说明大家都在思考,那到底是哪个表面积最小呢?
生■:表面积最小,就要尽可能地多摆几层。(大部分学生也同意该生的意见。)
生■:那么把***中的第二种拼法竖起来,就变成共有6层,你能说它的表面积比三层(第四种拼法)的长方体表面积小吗?
生■补充:这种不能算真正的6层,如果把它推倒,只能算是一层2排,没有右边的长方体的层数高。
师:那你们的意思应该怎样表述更为准确呢?
生■:摆成的长方体的长、宽、高都最好不要是1。
学生普遍同意生■的意见,认为这样的表述更加准确。
生■:我有更好的判断,看面被藏起来的多,拼起来的表面积就小。
师:这个想法有意思,说说你是怎么想?
生:因为藏起来的面多,那剩余的面就少,所以表面积就越小。
生■:(一个平时少言少语的学生)把每个长方体的表面积算出来,比一比不是就知道吗?(多么直截了当的想法,大家在他的启发下,算出了结果,得知④号长方体的表面积最小)
师:大家不妨再来仔细观察刚才这三种拼法,那个表面积最小的长方体的拼法,它们在形状上有什么特征?
生■:我认为尽可能地把它们拼成近似于正方体的形状。
师:你的发现太深刻了,但老师还有一个问题,什么样的长方体才叫尽可能地接近正方体呢?
学生的思维产生了碰撞,最终大家都把意见集中在拼成的长方体的长、宽、高要尽可能地接近。
学生在对话中发现了以下规律:
1. 从减少面上来看,拼掉的面越多、越大,***形的表面积越小。
2. 从形状上来看,越接近正方体,***形的表面积也就越小。
3. 从长宽高上来看,长宽高越接近,***形的表面积也就越小。
【设计意***】这个活动过程从“一”字形摆法的探究过渡到其他摆法的探究,通过“猜一猜”“算一算”“比一比”“说一说”等一系列的活动,学生在学习过程中通过观察思考、合作交流、计算验证等活动,体验并发现物体拼摆过程中表面积的变化规律,提高空间观念的积累水平,引发对数学问题的思考。
二、案例解析
1. 发现规律时——浅入深出。
数学的学习过程不是让学生被动地吸收教材和教师给出的现成结论,而是由学生亲自参与。本节课,在发现规律中,教师从2个正方体开始研究,再引导学生用3个、4个甚至更多个相同的正方体拼成长方体,这种有意识地把学生的目光从简单的填写引导到规律的发现是 “浅入”。当教师追问:将12个正方体拼成一个长方体,要拼几次,减少几个面?用100个呢?n个呢?学生这时已经无法再操作验证,从而使学生完全把关注点落到寻找规律上。最后,学生通过观察表格的数据,合作交流,从中找出规律,这是“深出”。整个探究活动,学生从易到难,积极参与,讨论交流,让规律成为每一位学生的发现,让每个学生的空间观念得到一定的发展。
2. 体验规律时——深入浅出。
教师创造性地使用教材,没有按教材安排先研究用6个体积是1立方厘米的正方体可以拼成几种不同的长方体, 而是直接让学生质疑反思:(课始,12个小正方体拼4个长方体的***形)前面用同样12个正方体拼成的长方体,为什么它们表面积会发生变化?猜一猜:哪个长方体表面积最大?哪个长方体表面积最小?让学生观察以上4种不同拼法的长方体的形状,“深入”去探究规律。在这一环节中,当学生出现了矛盾时,教师没有出现评判,只是在当中穿针引线,有的学生是数隐藏的面,隐藏的面越多说明剩余的面积越小;有的学生干脆算表面积;还有的学生通过观察发现长宽高越接近,***形的表面积也就越小等。随着争论慢慢地消失,学生们的问题也就解决了,“藏”在当中的规律也就“浅出”了。
(作者单位:福建省福安师范附属小学 本专辑责任编辑:王彬)