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成果 || 学生自主梳理 教学精准施策——以“平面图形面积复习”为例谈“画结构”在复习课中的运用

 陈昱行思录 2023-09-23 发布于安徽

摘要:“画结构”在复习教学中的运用非常普遍,我们常常将“画结构”的任务前置于复习课堂,通过典型作品展评来促进学生的知识复习,捕捉课堂互动中学生的真实生成,再综合利用学生在“画结构”与课堂展评中的表现,给予及时有力的针对性引导与练习。

关键词:画结构 平面图形面积 复习课

“画结构”在复习教学中的运用非常普遍,我们常常将“画结构”的任务前置于复习课堂,通过典型作品展评来促进学生的知识复习,捕捉课堂互动中学生的真实生成,再综合利用学生在“画结构”与课堂展评中的表现,给予及时有力的针对性引导与练习。
【教学片段一】“画结构”作品课堂展评
师:课前大家整理了小学阶段学过的平面图形面积的知识,大部分同学都能认真完成,下面一起来欣赏几幅作品出示1。这是秦同学的,你能看懂吗?觉得怎么样?
 

1
1:整理的知识非常全面,有文字和字母表示公式的方法,每种图形都画出图例,但缺少各个图形面积推导的过程。
2:还可以把我们平时容易错的知识点用其它颜色的笔标注出来。
师:同学们提的意见小作者能接受吗?
秦同学:大家提的建议非常好,我会认真修改。
 

2
出示图2:这位同学的作品就有推导过程,她是用什么方法推导出每一个图形的面积的?你同意这位同学推导面积的方法吗?
3:数格子。
4:我觉得梯形不行,上面一层勉强变成3格,但下面绝对不是4格,而且圆形也不能用数格子的方法推导出面积公式。
师:你观察的很仔细,梯形和圆真的不能用数格子方法推导出面积吗?四人组快速讨论一下。
1梯形可以从任意一条高剪开拼组变成长方形,就能用数格子的方法了。
2:圆形也能剪拼转化成近似的长方形,当然也能用数格子方法;不过,我们组建议要把圆形这个数格子面积推导的过程也画出来,不要搞特殊,看上去好像它不适用数格子方法一样,引起别人误解。
师:真好!不仅有观点有方法,还有优化建议。其实,数格子是很基本的面积计算方法,想一想为什么这么说?小组内再快速讨论讨论。
3:我们认为图形的面积就是看这个图形里包含多少个面积单位,这些小格子就相当于面积单位,数格子就相当于看图形里可以摆多少个面积单位。所以数格子是基本的面积计算方法。
 

3
出示图3这幅作品也有推导过程,与上一幅作品相比,有什么不一样
5这个的推导方法不是都用数格子,只有最先的长方形、正方形用数格子方法,然后其他图形都是转化成长方形。
6三角形转化成长方形这个过程有意思,跟我之前探究三角形面积时想的一样,通过画图推理就搞定!
7:按照这位同学的方法,直角梯形可以转化成长方形,但普通的梯形不能直接转化成长方形,需要先变成平行四边形,再转化成长方形。
:你们知道吗?古人推导梯形可以直接转化成长方形的哦,我们一起来看个微课——(播放图4视频
 

4
6:古人跟我想到的那种方法是一个道理。
出示图5:再来看幅作品,请小作者说说你是怎么的?
 

5
8:长方形和正方形都是用数格子的方法,每一行有几个就代表长是几,摆了几行就是代表宽是,梯形是转化成长方形,两个完全一样的三角形可以转化成平行四边形,两个完全一样的梯形也可以转化成平行四边形,圆形可以转化成长方形或平行四边形,长或底就是πr,宽或高是半径r。
9:我明白你整理的面积推导方法与书上的方法一样,我不太明白的是,你在上面那里添了一些内容,那是什么意思?
8我在整理的时候,发现不同平面图形的面积计算公式的推导是有联系的,然后我就把我发现的关系图画在上面了
师(拉近放大关系图):这是她的发现,你能看懂吗?
10:三角形和梯形面积是平行四边形面积公式推导出来的,正方形、梯形和圆形都是转化成长方形面积推导出来的。
11:我也看懂了这个关系图,但是它太简略了,可以通过画图说明推导过程,也就是要与下面的知识结构图结合起来就好了。
 

6
出示图6你的建议很好这里其实就有一幅作品跟你说的很类似,大家看懂吗?
12这幅作品的意思是,我们先用“一行摆几个,可以摆几行”数面积单位的方法推导出长方形面积公式,再将正方形、平行四边形、圆形转化成长方形推导出面积公式,其中正方形是看成特殊的长方形,然后三角形和梯形的面积公式是转化成平行四边形来推导的。
:我们在整理时不仅要关注知识,更要关注知识之间的联系。快速出示其他作品当然这几位同学的作品也非常有趣有料,但因为时间原因,课堂上我们就不一一展示了,课下大家把自己的作品适当修改完善一下,请班长把优秀作品展示在班级数学广角专栏内
【教学思考读懂学生,引领学习
1.“展”的策略
1)知识结构图展评的层次性
不同学生对知识内容的梳理存在个体差异,“画结构”作品能充分体现每一位学生的个性化理解和整理。面对这些丰富多样的学生作品,我们一般会利用SOLO分类理论搭建分析与评价框架,并基于水平层次分析来实施具有层次性的课堂展评。
表1 平面图形面积画结构作品评价框架1

水平层次

具体描述

赋分

水平0

前结构

无法较完整地梳理相关知识内容,呈现的知识零碎分散、缺漏现象严重,且杂乱无章、缺乏逻辑性。

0

水平1

单一结构

知识内容梳理具有一定完整性,但只按照面积计算公式这一结果性知识进行梳理;各平面图形面积知识孤立呈现。

1

水平2

多元结构

知识内容梳理比较完整,既有各种平面图形面积计算公式,也有公式的推导过程等解释;各平面图形面积知识孤立呈现。

2

水平3

关联结构

知识内容梳理比较完整,既有各种平面图形面积计算公式,也有公式的推导过程等解释;突出各平面图形面积计算方法之间的关联,形成知识的结构化网络。

3

不难看出,教学片段中的课堂展评正是按照作品的水平层次从低到高依次进行的:图1还是水平0单一结构,图3属于水平2多元结构,图5则是水平2向水平3过渡的作品,直到图6达到关联结构水平。这样的展评次序利于全体学生在对比评价中反思提升认识水平,最后通过修改作品改善每位学生“画结构”的实践能力。
值得注意的是,作品展评很考验教师的素质,读懂学生、准确分层、互动评价、适时拓展等已经成为“数学画”项目教师的基本功。教学片断中教师对图2的处理其实还可以优化,表面上看似乎只是一幅多元结构的作品,呈现了不同平面图形面积计算方法与推导过程;但是,一旦深入理解作品,就能发现小作者企图用“数格子”方法对平面图形的面积计算“一网打尽”,只要稍加引导,很容易得出“数格子”方法触及的正是平面图形面积计算的数学本质,如此不但沟通了各个平面图形面积计算的联系,而且深刻理解了面积概念,即:不同的平面图形基于面积概念本质在面积计算上实现了一致性。所以,图2的呈现次序可以后移,至少放到图3后。
2)知识结构图展评的拓展性
“画结构”作品展评时,教师经常会抓住一些课堂互动的契机,对某些内容进行适当的拓展延伸。比如片段中有学生提到“普通的梯形不能直接转化成长方形”,教师用微课形式引出“古人推导梯形面积方法”,拓展学生知识面,弥补新课教学的不足,也让学生进一步感受平面图形面积公式推导方法的多样性与统一性。
当然,以上只是拓展的一种情况,这种内容拓展我们还有其他的处理方式。比如,由学生观点普通的梯形不能直接转化成长方形”引出一个探究性问题:普通梯形真的不能直接转化成长方形吗?据此设计一份探究性作业,由学生课后自主研究,形成探究报告甚至小论文。
这样将课堂拓展到课外,是“画结构”课型的常态。“画结构”作品的课前作业、课后探究以外,还有课堂展评延伸到课外,将优秀作品张贴到班级“数学广角”专栏展出,使得展评可以做到更细致更深入更开放更常态更具影响力。
2.“评”的引领
1)指向知识的关联
“画结构”教学意在引导学生对知识的整体把握和结构化理解,其关键就是知识的关联,即学生要认识到并梳理出某一单元知识的结构(注意,此处“单元”不仅指自然单元,类似“大单元”之意)。因个体差异,有的学生对关联的把握就强一些,有的则弱一些,会呈现不同的层次水平。教学需要引导每一位学生提升这种对“知识的关联”的认识与把握,因此课堂上基于作品的“评价”非常强烈地指向“知识的关联”。
片段中作品的层次性展评最终引向的是“关联结构”的作品,而把之前的理解水平作为“未完成状态”,也是“修改完善”的对象。所以,“画关系”不仅是画结构图的关键,也成为了改结构图的重点,图7就是图3的修改作品。
 

7
2)指向知识的本质
需要注意的是,“对知识的整体把握和结构化理解”这句话,虽然关键词是“整体”和“结构化”,但落脚点还是“把握”和“理解”;即“画结构”教学的目的是把握知识、理解知识,需要指向知识的本质。也就是,知识的有效关联基于对知识本质的理解,对知识本质理解得越深刻就越能够进行知识间的关联;反过来,能否进行知识间的关联是检验是否理解知识本质的指标。
因此,我们说图2是特别值得关注的作品,虽说教师起先没有完全读懂,但是在展评过程中能够敏锐捕捉到作品中包含的价值,及时组织小组讨论:为什么说“数格子”是基本的面积计算方法?成功引导学生把握平面图形面积概念的本质,从而为知识的系统性梳理和结构化认识奠定基础。
【教学片段针对性练习
1.画一画课件出示图8):
 

8
师:已经画完的同学,可以继续画形状不同但面积大小一样的图形,看看你能画多少种。
2.小组讨论先判断组员画的图形是否正确,并说说你是怎么画的,比较这些图形,你有什么发现?
3.展评作品:
1)展台出示图9你画三角形涂掉了一个,后来重新又画一个,你是怎么的呢?
1只要保证底和高的乘积30就行,一开始我以为等于15就可以了,后来检查还需要除以2,面积就不是15了
:你们也是这样的吗?我在下面巡视发现很多同学画梯形时有困难的,谁来说说你怎么快速画出长方形面积相等的梯形的?
2:其实和三角形一样,只要保证上底和下底的和乘高等于30就行,因为它的面积也要除以2.
 

9

(2)出示图10对比观察这些图形,你有什么发现?


10

3面积相等的图形,形状不相
师:面积相等的图形,形状不一定相等这里需要加一个不一定更加严谨一些,因为有时候它形状是一样的啊。
4:我发现面积都是15的图形不仅形状可以是平行四边形、三角形和梯形,而且即使都是同一种图形,形状也不一样,比如虽然这两个平行四边形面积都是15,但是它们的底和高就不一样,形状也不一样。
师:观察真仔细!再来看看这组图形11大家什么想说的呢?
 

11
5:即使等底等高平行四边形,形状也有可能不一样因为角度不一样了。
师:除了平行四边形,三角形、梯形也会出现这种情况吗?
生:是的!
师:请你在自己已经画好的三角形和梯形旁边画一个与它等底等高但形状不一样的三角形和梯形。
3课件出示图12:刚刚我们发现面积相等时同种图形之间的关系,那不同图形之间存在什么关系呢,请看这图形,可以两两比较,四人小组交流讨论
 

12
6:面积相等的平行四边形和三角形,高相等,那么三角形的底就是平行四边形的底的2倍。
7:面积相等的平行四边形和三角形,底相等,那么三角形的高就是平行四边形的高的2倍。
4课件出示13观察个梯形你能画出与它面积相等高不变的不同图形吗?想一想,在头脑里画一画。
 

13
指名说一说,课件适时出示相应图形(图14)。
 

14
师:仔细观察,你发现了什么?先小组内说一说,再说给全班同学听。
8:当高不变时,上底和下底的和都是10厘米面积也不变
9:我们组发现,三角形、梯形和长方形的面积计算也是有联系的,当梯形的上底越来越小,最后变成0时,就得到三角形,当梯形的上底越来越大,变成与下底一样大时,就得到平行四边形和长方形,他们都可以用梯形面积公式来计算面积,也可以转化成它们自己的计算方法。
师:为你们的发现点赞,听懂了吗?我们一起来看微课学习一下播放相关微课视频
师:看完微课你又有什么新的感受?
10梯形面积公式也可以推导出三角形平行四边形和长方形的公式,真的是太神奇了,以前我都不知道,今天真的大开眼界了
11:图形之间是可以相互转化的,不同图形的面积计算是有联系的。
【教学思考建立关联 融会贯通
1.“练”的设计
1)聚焦图形关系
“画结构”作品展评已经突出了不同平面图形面积计算方法上的关联,但依据作品评价框架分析发现,展评前达到水平3的学生只占17.4%,学生对这一知识关联结构的整体认识水平较低。因此,复习课设计了聚焦图形关系的针对性练习。
这一组练习围绕“画与已知长方形面积相等的不同平面图形”展开,通过多次对比引导学生依次发现:面积相等,形状不一定相同;面积相等的同一种图形,形状也不一定相同;面积相等且等底等高的同一种图形,形状也不一定相同;面积相等的平行四边形和三角形,若底相等,则三角形的高是平行四边形的2倍,若高相等,则三角形的底是平行四边形的2倍。梯形比较特殊,所以单独设计了“画与已知梯形等积等高的梯形”活动,再通过交流反馈发现:梯形高不变时,两底之和保持不变,则面积不变;并结合动图演示进而发现:当上底=0时,梯形就变成三角形;当上底=下底时,梯形就变成平行四边形或长方形等;并且三角形、平行四边形、长方形的面积计算公式都可以由梯形面积公式推导得出。学生在自主探究、直观演示和讨论交流中深刻认识到图形之间、图形面积计算之间是相互联系且可以相互转化的,达到了知识的融会贯通。
2)给予操作工具
本练习给出方格纸,学生的画图操作和观察比较都在方格纸上完成。方格纸在“数学画”教学中是常见的操作工具,可以赋予直观之“形”以精确之“数”,从而更容易量化把握,更容易发现图形关系。
本练习还运用了平行线工具(图14),非常形象直观地呈现等积等高梯形随着底的改变,形状发生的变化,利于学生发现规律、感受联系。
2.“练”的实操
1)错例的价值
练习设计再好也需要在实操中落实,学生在实际练习中出错是最自然最常见的现象,经验丰富的教师总会抓住错例组织教学,提高练习实效。
片段中教师没有放过学生画图中的错误,一般个别性错误在巡视过程中点对点就解决掉了,而老师巡视发现很多学生对于“画与已知长方形面积相等的三角形和梯形”发生困难,所以借助错例将问题暴露在全班面前,放慢展评进程,不仅请错例小作者说想法,而且还请学生概述此类画图的一般方法,找到问题的症结:因为三角形和梯形面积计算时底乘高后还要除以2,所以画与长方形等积的三角形和梯形时底(高)相等,则高(底)必须是长方形对应长度的2倍。
错误是教学的契机,高明的教师不但不回避,反而会利用学生的错误引发思考,让学习真实发生。
2)讨论的时机
以上练习片段,组织了三次小组讨论,前两次都是为学生比较所画图形发现关系而预设的活动,第一次放在学生刚画好图形时,需要交流各自画法,再对比讨论,这是基础性的;第二次聚焦面积相等的平行四边形和三角形,比较它们的底、高关系,属于聚焦性的。第三次不在预设内,而是实操中发现学生对等积等高梯形的底与形状的变化情况不能很快发现规律,所以在全班交流前组织小组讨论,姑且称之为缓冲性的。
简单说,学生在需要了解同伴思维时、在需要集中解决问题时、在独立学习遇到困难时都可以组织同伴间的讨论。片段中则是通过把握讨论时机,引导学生顺利发现知识间的联系,完成对知识的结构化理解。
参考文献:
1.约翰 B.彼格斯,凯文 F.科利斯.学习质量评价:SOLO分类理论[M].高凌飚,张洪岩,北京:人民教育出版社,2010.
*本文系安徽省教育科学研究项目《基于学习路径分析的小学高年级“数学画”教学实践研究》JK21075阶段性成果。

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