小学数学复习课是帮助学生查漏补缺、构建知识体系、培养数学思维以及提升数学能力的重要课型,具有独特的课程内涵。然而,在实际教学中,复习课往往被简单定位为知识点的传授课或习题训练课,过分强调对知识点的机械记忆和重复练习,忽视了学生的主动参与性。这种教学方式容易使学生产生倦怠感,缺乏学习驱动力,从而影响其学习积极性与复习效果
[1]。
以人教版小学数学一年级复习课“认识平面图形的整理和复习”为例,其内容涉及图形特征、图形变换等抽象概念,传统复习课的教学方法难以有效发展学生的空间观念。而数学实验作为一种直观性、探究性强的学习方式,能够将数学教学中的抽象理论、概念、定义和规律具体化、形象化,让学生形成鲜明的记忆表象,非常符合小学生的认知心理规律
[2]。
基于此,笔者以人教版小学数学一年级下册第一单元“认识平面图形的整理和复习”为载体,探索数学实验在复习课中的实践应用策略。笔者采取“猜想—实验—验证”的探究形式,设计4个循序渐进的教学活动,在充分调动学生的主动性与创造性的同时,培养学生的问题意识与探究精神,从而有效促进学生对平面图形的理解与掌握,发展其空间观念和数学核心素养。
1 课标与教材分析
本单元属于“图形的认识与测量”主题,基于人教版小学数学一年级上册“认识立体图形”的内容,初步探究常见的平面图形。其内容主要涵盖平面图形的认识、图形拼组及用七巧板拼出指定图形3个部分。学生将通过描画立体图形来获得平面图形,初步了解长方形、正方形、平行四边形、三角形和圆等图形的特征,并借助拼组活动感知平面图形的关系。本单元以立体图形的学习为基础,为师生后续深入研究平面图形及其关系打下基础。对图形边、角特征的认识,能为后续图形研究提供认知基础;而图形的拼组与拆分操作,则能为面积概念的学习积累感性经验。
2 学习目标
(1) 通过观察与辨认,能够正确识别长方形、正方形、圆、三角形和平行四边形等平面图形,形成对图形特征的直观感受,培养学生从数学视角观察世界的能力,进而发展其几何直观。
(2) 借助“猜想—实验—验证”方法,经历图形拼组与分割的过程,引导学生体会平面图形间的联系与变换规律,提升其空间观念和问题解决能力。
(3) 学生在动手操作与探究活动中积累数学活动经验,提高观察与动手能力;培养其创新意识和数学实验精神,激发其数学学习兴趣,增强其实践能力和核心素养。
3 教学设计思路
设置3座游园场馆和4个活动引入情境(
图1),引导学生经历“猜想—实验—验证”的过程,促其掌握数学实验的探究方法,培养其空间观念这一数学核心素养。
4 实施过程
4.1 创设情境,激发兴趣
电话铃声响起,接通后是图形国王的电话:“嗨,小朋友们,你们好,我们图形王国要举行一年一度的游园会,有许多有趣的项目。”
师:电话里说了什么?谁在认真听,谁来说说看。
生:国王邀请我们参加图形王国游园会。
师:你们想参加吗?那我们玩玩看!要注意的是,每次活动清楚要求后,都先别着急动手。应做到:先猜想,再做实验,最后验证自己的想法。
设计意图:游园会是学生熟悉且喜爱的活动形式,能有效激发学习兴趣和积极性。数学实验课与常规复习课不同,不以做题为主,而是注重“猜想—实验—验证”的过程,并通过动手操作验证想法是否正确。
4.2 猜图馆
(1) 任务一:猜猜我是谁。
依次猜出信封背后藏着的椭圆、圆形、钝角三角形、锐角三角形、直角三角形、平行四边形、长方形、正方形,当学生在猜想过程中提出不同答案时,教师可转动图形的一部分,或是提供部分线索,鼓励学生调整猜想结果。依次揭晓结果,重点说说椭圆和圆形、平行四边形和三角形、长方形和正方形这3对图形的相同点和不同点。
(2) 寻找生活中的平面图形。
师:在生活中,你见过这些平面图形吗?你在哪里见过长方形?你在哪里见过三角形?
生:黑板的表面是长方形,三明治的表面是三角形。
师:三明治的表面除了有三角形,还有什么平面图形,想想看。
学生先回忆生活经验,说出自己的猜想,教师再拿出实物进行验证。
【活动小结】通过猜图活动,师生发现平面图形都来自立体图形,也就是面从体中来。
【板书】猜图馆:面从体中来。
4.3 拼图馆
(1) 任务二:拼出长方形和三角形。
师:你想拼哪个图形?准备用什么图形来拼?你能想出几种不同的拼法?
学生说出自己的想法,教师将实验目标图形和实验材料张贴在黑板上,可展示多种不同的方法。学生动手操作进行拼摆。待操作时间结束后,师生共同验证拼摆结果。学生汇报时展示其作品(
图3)。
【活动小结】通过拼图活动,可以在大图形里看到小图形,用小图形拼出大图形,图形之间是有联系的。
(2) 任务三:拼更大的正方形。
实验材料:大小相等的小正方形。
笔者利用课件出示“用小正方形拼更大的正方形”的活动要求,学生先猜想拼成更大的正方形需要的小正方形数量;随后,笔者板书学生的猜想;接着,学生以两人为一组对数据进行一一验证:2个、3个、8个等不能拼成,4个、9个可以拼成。
师:想象一下,下一个大正方形会是什么样子?在心里数一数用了几个小正方形?
生:每横排4个,每竖排4个,一共用了16个小正方形。
师:再下一个呢?还能想象吗?更大的正方形长什么样子?
生:每横排5个,每竖排5个,一共用了25个小正方形。
师:刚刚用1个、4个、9个、16个、25个才能拼成大正方形,这样的数真有意思,他们都叫正方形数,图形和数是有联系的。正方形数是不是还有很多呀?期待你们能找到更多的正方形数。
【活动小结】只要每横排摆几个,再每竖排也摆几个,就能拼出正方形了,说明正方形的四条边一样长。
师:我们可以用小正方形拼出大正方形,那你们还能用小的什么图形拼出大的什么图形?
生:小长方形拼出大长方形、小三角形拼出大三角形、小平行四边形拼出大平行四边形、小圆形拼出大圆形等。
师:你们的想象力真丰富,在脑袋里想想你最想拼的。现在见证奇迹,请看,跟你刚刚想的一样吗?
师:圆形的拼图和前几个有什么不同?为什么?
生:圆形拼在一起会有空隙,因为圆形没有角,没有直直的边。
师:在生活中,你见过这种拼图的现象吗?
笔者利用课件展示生活中的拼图现象,如铺地砖、天花板、镶嵌拼图艺术品等。
【活动小结】在拼图馆里,可以从小图形拼出大图形,也能在大图形里找到小图形。这不仅让学生学会了用数学的眼光看问题,还让学生的头脑变得更灵活、善于思考。
【设计意图】通过拼图活动,引导学生自由拼组并说明理由,感知平面图形特征及关系;借助“用几个正方形拼成更大正方形”的问题,让学生经历“猜想—实验—验证”过程,发展其空间想象与推理能力;联系生活实际,培养其数学眼光,促其感受数学之美,激发其学习兴趣。
4.4 分割馆
任务四:把长方形分成大小相等的两部分。
师:刚刚,我们把图形拼在一起;现在,我们来“搞破坏”——要把大图形分成小图形。先想一想,你有几种方法?猜想之后,我们就来做实验。
有学生认为,可以横着、竖着把长方形分成大小相等的两部分;还有学生认为,可以左上到右下斜着、右上到左下斜着。
师:真的可以吗,我们来验证一下。
笔者利用课件进行验证,即把两个三角形旋转重合。
师:还有没有更大胆的想象,把这竖着的折痕斜一斜,是否可以呢?
大部分学生猜可以,小部分学生猜不可以。笔者利用课件进行验证。
师:受到这种斜一斜的启发,你们还有其他类似的方法吗?
生:还可以更斜一点。
师:一共会有多少种方法?
生:无数种。
师:请观察这些折痕,有什么共同点,你发现了什么?
生:都经过中间一点。
师:这些折痕创造出了一个神奇的点,这个点叫作长方形的中心点,中心点有何神奇之处呢?
生:所有的方法都必须经过中心点。
师:恭喜你们达到了三星水平。其实,还有四星水平,你们想不想看看四星水平长什么样?刚刚我们都是直直的线,像这样弯弯的线行不行?先猜,我们再验证。
笔者利用课件展示中心对称的曲线分割线(
图5),学生猜想后,再利用课件进行验证。
师:通过中心点的弯弯曲线能把长方形分成大小相等的两部分,这些弯弯曲线还有什么神秘之处呢?欢迎你继续探究。
【活动小结】把长方形分成大小相等的两部分,分割线既可以是直直的,也可以是弯弯的。分割线是直线时,必须经过中心点。
【设计意图】通过猜想与思考,发展学生的空间想象力,从图形分解角度逆向感受图形联系,加深特征认识,渗透“轴对称”知识;展示直线和曲线分割线的多种答案并验证,本活动兼具挑战性与思考性,有利于培养学生的求异思维,提升其观察比较能力。
4.5 大胆畅想,总结提升
笔者播放“图形世界的秘密”的视频。
师:这节课我们在图形王国里,只逛了猜图馆、拼图馆、分割馆。其实,图形王国里还有很多领域,等着我们去参观与探索。对待未知,我们都可以先动脑,大胆地猜想,再动手实验,最后用实验结果验证自己的想法。
【设计意图】观看视频,引导学生感受数学图形王国的奇妙,激发其学习兴趣;经历“猜想—实验—验证”的过程,促其掌握数学实验的一般方法,提升其解决问题的能力。
5 教学反思
回顾整个数学实验复习课的过程,笔者有以下几点反思。
(1) 落实核心素养:通过有趣的情境和操作活动,结合想象与实践,发展学生的空间观念。在教学中,教师需要引导学生从图形本质辨认拼分结果,分享经验,避免简单、机械的操作。
(2) 推进思维深度:设计循序渐进的活动序列,突出层次性和目的性,逐步激发学生的兴趣与信心。例如,在“把长方形分成大小相等的两部分”活动中,可通过星级水平划分,引导学生从基础方法(横折竖分)迈向更高水平(多种直线与曲线分割),有效达成教学目标。
(3) 积累学习方法:注重学法迁移,帮助学生掌握可迁移的研究经验。本课中,“猜想—实验—验证”是重要方式,教师可通过总结提炼、板书强化,让学生内化这种方法,用于后续图形特征及关系的学习,甚至迁移到其他数学问题的研究,实现一般性学习能力的提升。
湖南省“十四五”规划课题“小学数学实验与数学实验室建设实践研究”(XJK24BJC015)