渗透转化思想

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  “转化”是研究和解决数学问题的一种有效方法,它通常采用将未知问题转化为已知问题、将抽象问题转化为具体问题的方式,降低教学难度,破解教学难点。笔者以“人教版”《数学》课标实验教材五年级上册第五单元《平行四边形的面积》教学为例,谈谈转化思想在教学中的具体运用。
  一、在课前导入中渗透转化思想
  导入在一节课中所占的时间比例不大,但它对于明确学习任务和目标、激发学生的学习兴趣和求知欲等具有重要的作用。
  教学时,笔者采用了课前游戏——“小小魔术师”的方式导入。教师问学生喜不喜欢魔术表演,并故作神秘地说:“今天老师带来了一个道具让你们变魔术。”学生的兴趣被调动起来了。教师出示一个不规则的图形(图1),问:“你们能计算出这个图形的面积吗?”学生一脸茫然,不知道该怎样计算。
  “如果是一个长方形,你们能计算出它的面积吗?”教师追问,“小小魔术师,你们会将这个不规则的图形变成长方形吗?”学生通过观察,发现把右边的半圆剪下来,向左平移到缺口处,就能拼成一个长方形。教师根据学生的讲述,把右边凸出的部分剪下来,补在了左边凹进的地方,让图形构成了一个规则的长方形,并告诉学生,这种方法叫割补法。教师还进一步告诉学生:这个不规则的图形经过割补,变成了一个规则的、可以直接计算出面积的长方形。这种把未知转化成已知再求解的思想,就是转化思想。
  简短的导入,不仅营造出活泼、快乐的学习氛围,而且让学生初步感知了转化思想,为后面的学习打下了基础。
  二、在自主探究中渗透转化思想
  1.创设情境,提出问题
  导入后,教师进一步用动画激发学生兴趣。教师一边播放懒羊羊和美羊羊到蛋糕店应聘的视频,一边旁白:“同学们,咱们的好朋友懒羊羊和美羊羊今天到村长开的蛋糕店里去应聘,可是村长给他俩出了一道难题——谁能算出下列图形的面积(图2),谁就应聘成功。你愿意帮助他们吗?”
  助人为乐是孩子们愿意做的事情,何况现在帮助的还是他们最喜爱的懒羊羊和美羊羊呢!学生的求知欲被充分调动起来。问题也随之出现了:以前只学习过长方形面积的计算方法,而没学过平行四边形面积的计算方法,怎么帮呢?教师抓住学生的疑惑,顺势板书课题——平行四边形的面积。
  2.放飞思维,大胆猜想
  “怎么帮呢?”教师引而不发,让学生自己想办法解决这个问题。个别机灵的学生发现了教师课前发给大家的学具——画有方格的长方形和平行四边形格子纸、印有平行四边形和长方形的纸、长方形纸片、平行四边形纸片、剪刀等,并提出“可以用数格子的方法求出面积”的想法。教师肯定了学生的想法,并让他们试着数一数。长方形的面积很容易就数出来了——长方形的长由6个小方格组成,即6厘米;宽由3个小方格组成,即3厘米;整个图形共有18个小方格组成,即总面积是18平方厘米。数平行四边形的面积时,学生遇到了困难——图中有很多半格的格子,且大小不等,该怎样计算面积呢?教师让大家联系开课时的内容想一想。学生通过观察,恍然大悟——每个半格都能找到一个对应的半格,用割补法把它们组合起来,可以构成一个完整的小方格,即1平方厘米;这就是说,每两个半格就是一个方格。按照这样的思想,学生很快算出了这个平行四边形的面积也是18平方厘米。
  用数方格的方法计算平面图形的面积固然直观,但局限性很大,不利于操作,有没有更好的方法呢?因为有前面几个步骤作铺垫,学生很快想到,能不能把平行四边形转化成我们学过的图形呢?
  3.自主探讨,验证猜想
  一个理性、正確的思想胜过十个随性、自由的行动。学生能自主地提出这种想法,说明教学已成功了一半。教师让学生利用课桌上的学具以及“割补法”,小组合作研究这个问题,并在研究的过程中填写下列表格。
  学生迫不及待地动起手来。通过割补,他们发现:沿着平行四边形的高剪下图形的一部分,然后把这一部分平移到图形的另一边,补充图形空缺的地方,平行四边形就转化成了长方形;这个长方形的长等于原平行四边形的底,宽等于原平行四边形的高,面积与原平行四边形的面积相等。
  至此,平行四边形面积的计算方法呼之欲出:因为长方形的面积=长×宽,所以平行四边形的面积=底×高。教师进一步告诉学生:在数学中,我们经常用字母表示公式,使公式变得简单好记。如果用S表示平行四边形的面积,用a表示平行四边形的底,用h表示平行四边形的高,那么平行四边形的面积公式就可以表示为S=a×h,或S=ah。
  三、在巩固练习中渗透转化思想
  数学源于生活,寓于生活,服务于生活。为了让学生感受数学与生活的联系,培养学生的数学应用意识,教师本着“重基础、验能力、拓思维”的原则,设计了四个层次的练习题——基础练习题、提高练习题、拓展练习题、开放练习题。
  基础练习部分,教师出示了几个平行四边形,让学生先用尺子量出图形的底和高,然后直接用公式求出图形的面积。
  提高练习部分,教师设计了两道题:一、出示图3,让学生求出图形的面积。图3已知两条高和一条底,哪些才是需要的条件呢?这道题的目的就是通过多余条件,引起学生思维的混淆,让他们在质疑、解答中明白,只有底和高相对应,才能准确地求出平行四边形的面积。二、出示图4,要求学生求出图形的高。这是一道变式题,目的是引导学生通过变换面积公式,推导出平行四边形高的计算公式,即h=[sa]。
  拓展练习部分,教师出示了两个等底等高的平行四边形(图5),要求学生判断它们的面积是相等还是不相等,或是无法判断,目的是让学生理解等底等高的平行四边形面积相等。
  开放练习部分,教师引入了“阿凡提的故事”。教师先用课件播放故事:巴依家有一块用篱笆围成的长方形菜地,他想找人给菜地翻土却又不想给工钱。于是,巴依对阿凡提说:“阿凡提,我和你打个赌——如果你能在今天上午帮我把这块菜地翻一遍土,我就给你一只羊。”阿凡提说:“好啊。”巴依说:“你可不要耍花样!我这块菜地的篱笆长20米,宽10米,你要是把我的篱笆弄短了1厘米,就要赔我一只羊。”阿凡提说:“没问题。”等巴依走后,阿凡提动手把篱笆调整了一下,在没有改变篱笆四条边的长度的情况下,让菜地的面积变小了很多。因此,阿凡很快就翻完了土,牵走了羊。
  听完故事后,教师问学生:“你们知道阿凡提是怎么做到的吗?”学生在讨论的基础上,拿出课前准备的长方形框架进行实验。通过实验,他们发现:沿着长方形框架的对角拉,长方形就变成了平行四边形。拉伸后的平行四边形与长方形周长一样,但高比原来短了,所以面积变小了。
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