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  • 带给儿童理性思维的启蒙——《平行四边形的认识》教学实践与思考

    阅读: 2022/10/28 15:13:04

    长沙高新区小学数学教育研究工作室

    “平行四边形的认识”是人教版四年级上册的内容。在此之前,学生已经在一年级下册初步认识过平面图形,其中就有平行四边形。一年级只要求学生能从整体上辨认图形,四年级则要求通过研究发现平行四边形的特征。与认识长方形和正方形不同,在认识平行四边形时,教材第一次明确给出了图形的定义。那么,我们在研读教材时,就应该认真思考——为什么要给出平行四边形的定义?给出这个定义有什么作用?在教学中我们又该怎么给出这个定义?

    在笔者看来,教材给出定义是进一步认识平行四边形所必要的。要研究平行四边形有什么特征,就必须先找一些平行四边形来。而相较于长方形和正方形,平行四边形显然变式的情况要复杂些。一年级学生是凭借感官来辨认是否是平行四边形,即是根据“像不像”来判断的。而“像不像”取决于个体不同的主观感受,无法形成定论。到了四年级,要进一步研究特征就不能满足于“像不像”了,而是要确定“是不是”,我们只能拿确定是平行四边形的图形来进一步研究特征。这就需要给平行四边形一个“明确的说法”——即给平行四边形下定义。一旦有了定义,就无须再争论“像不像”,依定义判断即可。也正是由给出定义开始,儿童对图形的认识将逐渐从感性走向理性。

    在以往的教学中,教学“平行四边形的认识”往往会遇到一些比较尴尬的问题。一是给出平行四边形,让学生研究平行四边形的边有什么特点,有学生发现对边平行之后,教师要求学生加以检验。这里存在的问题是——在此之前是如何认定平行四边形的?既然已认定是平行四边形,再来检验对边是否平行,岂不是迂回曲折让人莫名其妙?正如以下的教学片段——

    师:下面哪些是平行四边形?(出示各种不同的四边形,图略)

    师:你是怎么判断的?

    生:因为这几个四边形它们的两组对边都平行,其他的只有一组对边平行,或者是两组对边都不平行。

    师:很好。两组对边都平行的这些就是平行四边形。

    ……

    师:研究一下,平行四边形的边有什么特点?

    生:对边平行/对边相等。

    师:对边真的平行吗?你是怎么发现的?

    ……

    前面肯定两组对边都平行的四边形就是平行四边形,后面研究特点时又要来验证对边是否真的平行,这不是自相矛盾么?

    二是在发现平行四边形的特征之后,再来抽象概括平行四边形的定义,为什么只说“两组对边分别平行的四边形,叫做平行四边形”,而不提“两组对边相等”以及“对角相等”的特征?学生会产生这样的疑问,教师自觉无法给出清楚明白的解释,只能一句带过,正如以下教学片段——

    师:通过研究,我们发现平行四边形有些什么共同特点?

    生:平行四边形的对边相等,对角也相等,两组对边分别平行。

    师:所以,我们把两组对边分别平行的四边形,叫做平行四边形。

    这个“所以”是来得相当牵强的——因为平行四边形有这些特点,所以才把有这个特点的图形叫做平行四边形,这在逻辑上是否有“循环论证”的毛病?

    基于以上现象与思考,我们对“平行四边形的认识”一课做出了新的尝试。重在引导学生体会给出“平行四边形”定义的价值,以此带给儿童理性思维的启蒙。具体做法如下。

    一、借助已有经验,有意义地接受“平行四边形”的定义。

    我们认为,当教师的教学路径是自然的,学生学会也就是自然而然的事了。因此,我们的备课思路强调从学生的已有经验出发,来设计认知路径。在学习本课之前,学生的已有经验是能从整体上辨认平行四边形,这是第一学段中初步认识的要求。且已经学习了“平行与垂直”,有了从边与边的位置关系来描述图形的知识储备。那可以怎样利用学生这些已有的经验呢?我们想到让学生根据自己心中的“样子”来调整图形,在几何画板上将不是平行四边形的图形调整成平行四边形。在这样的调整过程中,引导学生聚焦“调整”目标,学生可用“平行”来描述心中的“样子”,这样就可自然给出平行四边形的“明确说法”,学生将有意义地接受“平行四边形”的定义。以下是这一环节的教学片段——

    师:今天咱们要学习——《平行四边形的认识》。平行四边形,肯定与什么有关?——对,肯定与平行有关。

    用几何画板出示一个接近平行四边形的梯形。

    师:咱们先来看一个。它是平行四边形吗?

    师:这里有没有平行?哪两条边平行?(说明这两条边可称作一组对边)——既然有平行了,那为什么还不是平行四边形?

    学生可能会说:要另一组对边也平行。

    师:这样吧,谁能上来调整一下?我这个四边形,它的顶点是可以拖动的。你可以拖动一个顶点,把它变成你心目中的平行四边形。

    请一生上台操作,其余学生帮助看一看:是平行四边形了吗?

    师:你们觉得现在是了,为什么?——因为现在两组对边都平行了,所以它是一个平行四边形了。

    师:哦,你们调整的目的就是使它两组对边都平行。目测准不准,不好说。我们借助网格来看看。上下这组对边?平行了。左右这组对边?是一样斜吗?(可能需要微调)这样也平行了。现在,我们就真得到了一个平行四边形。

    师:根据刚才的调整,你现在能不能向人介绍一下:什么样的图形才是平行四边形?

    ——要两组对边分别平行的四边形,就是平行四边形。

    师:没错,数学上正是这样介绍它的(课件出示一个平行四边形,同时出示概念:两组对边分别平行的四边形,叫做平行四边形。)

    师:实际上,一年级的时候咱们就认识过平行四边形,只不过那时候,咱们是看起来像这个样子的,就是平行四边形。今天再认识它,我们已经学了平行,就可以给它一个明确的说法了,那就是——两组对边分别平行的四边形,就是平行四边形(板书定义)。有了这个明确的说法,我们算是正式认识它了。

    二、根据定义作判断,培养学生初步的理性思维。

    认识图形,应该给学生提供充分的变式材料,这样才能帮助学生把握对象的本质属性,形成准确的概念。因此,我们在揭示定义之后,立即展开了辨析平行四边形的教学活动。以下是这一活动的教学片段——

    出示四边形(1)。

    师:它是平行四边形吗?

    生:是。

    师:怎么确定它是?

    生:两组对边分别平行。

    师:你目测觉得它们是分别平行的。真的平行吗?是不是应该检查一下?

    师:我这儿有个神器——调出自制的平行线工具。这组平行线可以放大缩小。检查一下,对边平行吗?

    生:平行。

    师:在我用神器检查之前,你们说它是平行四边形,是因为看起来像。用神器这么一查,可以肯定了吗?

    生:可以肯定了。

    师:为什么能肯定了?

    生:因为它两组对边确实分别平行。只要两组对边平行,就是平行四边形。

    师:是的,对于平行四边形,我们已经有了这个明确的说法(指板书的定义),所以咱们再也不是一年级看“像不像”的水平了,而是可以讲道理了——“只要两组对边平行,就是平行四边形。”

    继续出示四边形(2)。同样用神器来检查对边是否平行,再由此判断是否是平行四边形。

    师:如果你留心,你就会发现——哈,就是刚才那个平行四边形哦!我不过把它转了点方向,你就不认识它了吗?(演示平行四边形(2)是平行四边形(1)旋转得到的)

    继续出示四边形(3)。

    师:再看看这个?确定是吗?——哈,还是刚才那个哦!转动不同方向,它变了吗?还是平行四边形。

    再依次出示四边形(4)和(5)。

    同样用神器检查发现:(4)的两组对边分别平行,所以(4)是平行四边形;(5)两组对边都不平行,所以它不是平行四边形。

    以上“它是平行四边形吗?”的辨析活动,做得最不一样的地方,就是我们自创了一个“平行神器”,可用来检查四边形的对边是否平行。但检查平行与否并不是“神器”存在的最大意义。事实上也可以有别的办法来查验是否平行,但不如使用神器来得方便形象。学生最开始往往还是凭借“样子”来判断,脱口而出“是平行四边形”。这是自发地使用感官来判断。既然是进一步认识,就不能停留于感官判断。我们已有了平行四边形的定义,此时应将学生的思维从感性层面逐渐引向理性的分析——如果两组对边分别平行,那么,根据先前明确的“说法”(即定义),就可以断定是平行四边形。这即是一种理性的思维方式。引入“平行神器”,就是要将这一思维过程显性化,也是培养初步的实证精神。没有定义时,“像不不像”无法定论;有了定义就是有了明确的标准,符合这一定义的,就是平行四边形,不符合这一定义的,就不是平行四边形。看起来像的不一定是,再不能仅凭“像不像”来判断了。

    有了前面的多次辨析,再依次呈现长方形和正方形——它是平行四边形吗?此时,完全无需教师来说服学生——

    生:长方形也是平行四边形,因为它的两组对边也是分别平行的。

    生:那这样说来,正方形也是。

    生:长方形和正方形跟之前认识的平行四边形不同,它们都有直角。

    生:平行四边形没说要直角啊。只要两组对边平行就行。

    生:是的,平行四边形也可以有直角。

    ……

    完全就是学生自己在说服自己。这在一般的课堂上是难以见到的。让学生接受长方形和正方形也是平行四边形,不是一件容易的事。因为一年级时认识的平行四边形和长方形、正方形有明显的不同,如今要略异求同归为一类,非理性思考难以认同。由此可见,从有意义地接受平行四边形的定义,到根据定义作判断,学生的理性思维开始启蒙了。

    三、有效引导观察与操作,让“探究特性”获得“真切体验”。

    对边平行是由平行四边形的定义直接得到的,所以无需探究。那么,除了对边平行以外,平行四边形还有些什么特点?探索图形特征是进一步认识图形的基本任务。但我们要有效引导观察与操作,才能让“探究特性”获得“真切体验”。具体做法请见下面的教学片段——

    师:要知道平行四边形还有些什么特点,当然得——观察。可以关注什么呢?

    生:看看它的边和角。

    师:没错,它有边有角。我们至少可以从边和角两个方面去考察。边,除了位置关系,我们还关心什么?

    生:边的长度。

    师:角呢?

    生:看角度大小。

    师:很好,看来大家已经懂得了研究图形的一般方法。那凭直觉,你认为边的长度可能存在什么关系?还有角的大小呢?

    生:可能对边的长度相等。

    生:可能对角的大小相等。

    师:对角指的是?

    生:斜着相对的角(在图中指认)。

    师:对边相等,对角相等,真是这样吗?怎么才能知道?

    生:量一量,比一比就知道了。

    师:那就动手吧!

    ……

    师:量完有什么发现?对边真的一样长吗?对角呢?

    ……

    师:诶,有人量出来不是一样长,你怎么看?

    生:虽然不是一样长,但也差不多长。

    师:那我们是不是就说平行四边形的对边差不多长?

    生:不是,应该是一样长的。

    师:明明量出来不一样长啊!

    生:那可能是测量的时候没量准。

    生:对,测量的时候可能会有些误差。

    生:量角度时也一样,可能会有一点误差。

    生:如果差得很多,那就是量错啦!

    师:看来,大家都愿意相信平行四边形的对边一样长,对角一样大。我也来检查一下,不过,我就不量了,猜猜我怎么检查?

    (利用希沃课件的克隆功能,复制一个平行四边形,再将这个平行四边形旋转180度,去与原来的平行四边形重叠)

    生:哦,完全重合了!

    师:说明什么?

    生:对边是一样长,对角的大小也是相等的。

    师:刚才你们测量可能有误差,我们还可以请个高手来帮忙,它呀,可以非常非常精确——(出示几何画板上的平行四边形,标明了边长和角度)你看看它的测量结果如何?

    生:AB=CD,AD=BC,对边一样长。

    生:∠A=∠C,∠B=∠D,对角也是一样大。

    师:我这个平行四边形可厉害了,可以随意变大变小(演示拖动顶点改变大小)。测量结果变了吗?

    生:变了。

    生:但还是对边相等,对角也相等。

    ……

    从“观察”到作出直觉判断,再到“真是这样吗”,“有人量出来不是这样,你怎么看”,整个探究过程老师给出了最自然合乎逻辑的引导,学生的操作有的放矢,所获得的体验真真切切。如何观察,怎么确认,以及关于误差的讨论,处处闪烁着理性思维之光。在这样的教学过程中,学生不仅仅是获知平行四边形对边相等、对角相等的特性,更是收获了研究图形的方法,开始有了初步的理性思维方式。

    以上就是我们长沙高新区小学数学教育研究工作室的伙伴们,对“平行四边形的认识”一课所作的尝试。本节课由我区明华小学阳许洁老师执教。因教学目标定位于理解定义以及根据定义作判断,探究平行四边形的特性,故将平行四边形高的认识放到了下一课时。从课堂实施的情况来看,这样的取舍是比较合适的。

    转自:“与你同研小学数学教育”微信公众号

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