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"钉子板上的多边形"教学片断及评析

  [摘 要] “钉子板上的多边形”是苏教版义务教育教科书五年级(上)108~109页的内容. 笔者在教学中的四个主要片断是:巧用前置,触碰规律;巧借猜想,探索规律;巧作验证,完善规律;巧设拓展,应用规律.   [关键词] 钉子板;多边形;触碰;探索;完善;应用;规律   笔者执教的一堂数学研究课的课题是“钉子板上的多边形”,现将研究课中的四个主要教学片断和简析整理如下.   巧用前置,触碰规律   师:(揭示课题)同学们,今天我们研究的课题是(板书)“钉子板上的多边形”.   (生齐读课题)   (屏幕上显示《预习单》)   1. 数一数、算一算、填一填   根据图1填下列表格:   2. 在钉子图上画两个多边形   师:昨天,大家已完成《预习单》,咱们一起将《预习单》中的相关数据解读一下. ①②③④号图形的面积数分别是2,3,3.5,4,②号图形的面积数3,怎么得到的?   生(齐):算出来的,(上底+下底)×高÷2=(1+2)×2÷2=3.   师:③号图形的面积数是3.5,是怎么想的?   生1:分成上下(或左右)两部分,用梯形的面积加上长方形的面积.   生2:先补上一个三角形,用正方形的面积减去补上的三角形的面积.   生3:直接数格子.   师:行!钉子板上多边形的面积,既可以用学过的公式计算,也可以直接数格子. 下面请报告一下,①②③④号图形边上的钉子数分别是4,6,7,8,为什么都少数了一枚钉子?   生(齐):因为都有一枚钉子不在多边形的边上.   师(追问):它在多边形的哪里?   生(齐):在多边形里面.   师:根据表格中的数据,大家发现了什么?   生4:多边形边上的钉子数越多,面积就越大.   生5:多边形的面积数是多边形边上钉子数的一半.   生6:多边形边上的钉子数是多边形面积数的2倍.   师:其实,这些不同的说法都是告诉我们(板书)S=n÷2,能举例表述吗?   生7:多边形边上的钉子数是4,多边形的面积数就是4÷2=2.   生8:多边形边上的钉子数是8,多边形的面积数就是8÷2=4.   生9:多边形边上的钉子数是10,多边形的面积数就是10÷2=5.   师:大家还在《预习单》中画了两个多边形,这里有3位同学的作品(屏幕上显示图2),这六个多边形都存在S=n÷2的规律吗?   生10:有两个多边形存在S=n÷2的规律,有4个多边形不存在S=n÷2的规律.   师:为什么呢?   生11:有两个多边形的里面都是1枚钉子.   师:你再说一遍.   生11:有两个多边形的里面都是1枚钉子.   师:噢,真的!它们的里面都是1枚钉子. 然而,4个多边形不存在S=n÷2的规律,它们的里面是几枚钉子呢?   生11:它们的里面有2枚的、4枚的、6枚的,还有一个多边形里面没有钉子.   师:里面不是1枚钉子的多边形,面积与边上的钉子数又有什么关系呢?让我们一起进入活动1,研究里面有2枚钉子的多边形.   简析?摇 “钉子板上的多边形”是苏教版义务教育教科书五年级(上)中安排的实践活动. 这一实践活动,既要引领学生得出结论,又要引领学生经历规律探索的过程,更要引领学生积累数学实践活动经验,从而培养学生科学严谨的数学态度,善于发现的数学眼光,归纳概括的数学能力. 对此,想在一个课时内完成教学目标,只能是教师带着学生蜻蜓点水、走马观花,既不可能完整体验知识的生长过程,也不可能完整经历知识的发展过程. 为了解决这一难题,考虑到学生针对“多边形里面有1枚钉子”时,很容易发现面积数和钉子数之间的倍数关系,这一内容完全可以前置,让学生通过完成《预习单》而触碰规律. 这样的话,就可以为新课的开始部分打开“绿色通道”,还可以把节省下来的宝贵时间用在探索后面更复杂的规律上.   巧借猜想,探索规律   (屏幕上显示《活动单1》)   (生读活动单1中“画一画,填一填”的要求后,各学习小组合作学习)   师:请各学习小组交流合作学习的成果(下面的n表示多边形边上的钉子总数).   A学习小组:我们发现多边形里面有2枚钉子时,面积数是多边形边上的钉子数除以2再加上1.   B学习小组:我们发现a=2时,S=n÷2+1.   C学习小组:我们发现多边形里面有2枚钉子时,它的面积数是用边上钉子数与里面钉子数的和除以2.   D学习小组:我们发现a=2时,S=(n+2)÷2.   师(边讲边板演):S=(n+2)÷2,用n与2的和除以2,如果把括号去掉,先用n除以2,那括号里的2也要除以2,S=(n+2)÷2=n÷2+2÷2=n÷2+1,尽管表达式不一样,但意思是一样的. 同学们,刚才我们研究了当a=1时,S=n÷2;当a=2时,S=n÷2+1. 现在,很多同学肯定有了大胆的猜想:当a=3时,S=?   生(齐):n÷2+2.   (师板书:当a=3时,S=n÷2+2)   师(追问):那当a=4时,S=?   生(齐):n÷2+3.   (师板书:当a=4时,S=n÷2+3)   师(追问):当多边形里面一枚钉子也没有,也就是a=0时呢?   (寂静片刻后,一学生说出了自己的猜想)   (师板书:当a=0时,S=n÷2-1)   这些都只是我们的猜想,还需要我们验证. 让我们一起进入活动2,亲自动手验证一下这3个伟大的猜想吧!   简析?摇 此教学片断,重点突破了“当a=2时,S=n÷2+1”后,“趁热打铁”,让学生大胆猜想“当a=3时,S=?”“当a=4时,S=?”“当a=0时,S=?”. 猜想既是让学生发现数学知识的一种手段,也是让学生探索数学规律的一种策略. 培养和提高学生的猜想能力,不但有利于培养学生的探索精神、直觉思维、创新意识,发展学生的推理能力,而且有利于调动学生学习的自觉性和积极性,促使学生主动获取数学知识. “没有大胆的猜想,就不会有伟大的发现. ”人们通常把数学誉为科学的皇后,数论是数学的皇冠,数学皇冠上有一颗明珠,就是著名的哥德巴赫猜想. 总而言之,在此教学环节,巧借猜想,探索规律,恰到好处.   巧作验证,完善规律   (屏幕上显示《活动单2》)   (生读活动单2的要求后,各学习小组合作学习)   师:请各学习小组交流合作学习的成果.   A学习小组:我们小组验证后发现,当a=3时,S=n÷2+2.   B学习小组:我们小组验证后发现,当a=4时,S=n÷2+3.   C学习小组:我们小组验证后发现,当多边形里面没有钉子时,它的面积数是边上钉子数除以2再减去1,即当a=0时,S=n÷2-1.   师:同意这些发现的同学请举手!   (生纷纷举手)   师:那好!老师来考考大家,如果a=5,S=?   生(齐):n÷2+4.   师:a=6,S=?   生(齐):n÷2+5.   师:a=25呢?   生(齐):n÷2+24.   师:a=100呢?   生(齐):n÷2+99.   师:当多边形内有a枚钉子时,S=?   生(齐):n÷2+a-1.   (师板书)   师:老师真诚地为大家喝彩,因为大家发现了“有史以来‘最重要的100个定理’之一”. (播放录音:奥地利数学家皮克在1899年发现了这个规律,并进行了证明. 这个规律被称为“皮克定理”,这个定理被誉为有史以来“最重要的100个定理”之一)   简析?摇 数学学习不能停留于猜想,重要的是验证. 此教学片断,在学生亲自动手验证了3个伟大的猜想后,“一路高歌”,依次找到:a=5时,S=n÷2+4;a=6时,S=n÷2+5;a=25时,S=n÷2+24;a=100时,S=n÷2+99;一直找到“有史以来‘最重要的100个定理’之一”的“皮克定理”(S=n÷2+a-1). 此时,师生之间、生生之间,除了喜悦,还是喜悦;除了高兴,还是高兴;除了快乐,还是快乐. 这是因为,通过验证,说明那3个伟大猜想是合理的、正确的、科学的. 加之验证后的举一反三,学生对规律一目了然、一清二楚、一通百通. 特别是教师的真诚喝彩和播放录音,更是让学生沉浸在成功的欢乐气氛之中.   巧设拓展,应用规律   1. 出示智力冲浪A,即图3   图3中给大家提供了哪些信息?大家有什么想法?   生1:四角星的面积是:10÷2+5-1=9(平方分米),皇冠的面积是:10÷2+6-1=10(平方分米),皇冠的面积大.   生2:不计算也能比较,多边形边上的钉子数相等时,里面的钉子数越多,面积就越大.   2. 出示智力冲浪B,即图4   图4给大家提供了哪些信息?大家有什么想法?同座之间交流一下.   (同座之间交流)   师:请全班交流.   生1:哥哥觉得妹妹的面积大,是因为哥哥看的只是多边形边上的树.   生2:妹妹觉得哥哥的面积大,是因为妹妹看的只是多边形里面的树.   生3:哥哥的面积是15÷2+17-1=23.5(平方米),妹妹的面积是17÷2+16-1=23.5(平方米),哥哥和妹妹的面积一样大.   生4:在钉子板上看多边形面积的大小,既要看边上的钉子数,也要看里面的钉子数.   师:说得真好!请你再说一遍!   生4:在钉子板上看多边形面积的大小,既要看边上的钉子数,也要看里面的钉子数.   师:请大家复述一下.   生(齐):在钉子板上看多边形面积的大小,既要看边上的钉子数,也要看里面的钉子数.   简析?摇 通常情况下,拓展是以智能活动引发出的认知活动、意志活动、情感活动和交往活动,需要学生全情投入,向自己的能力极限挑战. 此教学片断,教师两次引领学生投入智力冲浪,让学生在冲浪中应用规律. 冲浪A中,四角星的面积S=n÷2+a-1=10÷2+5-1=9(平方分米),皇冠的面积S=n÷2+a-1=10÷2+6-1=10(平方分米),皇冠的面积大. 冲浪B中,哥哥的面积S=n÷2+a-1=15÷2+17-1=23.5(平方米),妹妹的面积S=n÷2+a-1=17÷2+16-1=23.5(平方米),哥哥和妹妹的面积一样大. 这使学生深刻认识到:求钉子板上的多边形面积,既要找多边形边上的钉子数,也要找多边形里面的钉子数. 通过这样的拓展,既能提高学生发现问题的能力,又能提高学生分析问题的能力,更能提高学生解决问题的能力.