《長方體和正方體的認(rèn)識》教案設(shè)計
【教材分析】
蘇教版課程標(biāo)準(zhǔn)教材編寫的《長方體和正方體的認(rèn)識》以學(xué)生已有的觀察物體的豐富經(jīng)驗為基礎(chǔ)，先明確長方體有幾個面，從不同的角度觀察一個長方體最多能同時看到幾個面等知識，自然地由實物圖抽象出直觀圖。在介紹棱和頂點的概念后，引導(dǎo)研究有幾條棱、幾個頂點，接著研究面和棱的特征。教材力圖溝通棱、頂點和面之間的聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生用看一看、量一量、比一比的方法，在合作交流中探究長方體的特征。
在以往的教學(xué)中，我們大多注重用“直觀實證”的方式研究長方體的特征，而對面、棱、頂點之間關(guān)系的認(rèn)識更多停留在定義所描述的層次。這也就限制了這一內(nèi)容對發(fā)展學(xué)生空間觀念的作用。事實上，學(xué)生在以往的學(xué)習(xí)和日常生活的經(jīng)驗中，已經(jīng)積累了關(guān)于長方體和正方體的一些認(rèn)識。如何在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地、深層次構(gòu)建對長方體特征的認(rèn)識是值得研究的問題。學(xué)生學(xué)習(xí)“體”的困難往往在于缺少從面到體過渡的橋梁，從點、線、面到體的認(rèn)識發(fā)展需要充分地在“體”上尋找點、線、面之間的聯(lián)系，實現(xiàn)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的順應(yīng)，這是空間觀念建立的關(guān)鍵。
【教學(xué)片段】
師：剛才，同學(xué)們動腦筋有條理地數(shù)出了長方體有──
生（齊）：6個面，12條棱，8個頂點。
師：我們的研究不能滿足于“是什么”，還要探究“為什么”。
�。▽W(xué)生疑惑地用眼神告訴我：這有什么“為什么”？事實就是這樣嘛�。�
師：沒問題？我先來說一個，長方體有6個面，每個面都是（長方形），長方形有4條邊，這些邊就是長方體的（棱）。那長方體就應(yīng)該有6×4＝24條棱，可為什么只有12條棱呢？
�。▽W(xué)生仔細打量眼前的長方體模型，積極探索著答案。）
生：（跑到黑板前指著直觀圖）就拿這條棱來說，它既是上面的一條邊，又是前面的一條邊。所以，在計算時，同一條棱算了兩次。其他的棱也是這樣。
師：那應(yīng)該怎樣算呢？
生（齊）：6×4÷2＝12條棱。
師：你現(xiàn)在也能提一些“為什么”的問題嗎？
生1：長方體的6個面，每個面上有4個頂點，能算出24個頂點，為什么只有8個頂點？
師：問得好！你有答案嗎？
生1：我有答案，但想讓其他同學(xué)回答。
生2：（指著直觀圖上的一個頂點）這個頂點既是上面的一個頂點，又是前面的一個頂點，還是右面的一個頂點。也就是說這個頂點計算時被算了3次。其他頂點也一樣。所以應(yīng)該用6×4÷3＝8個頂點。
師：真是太好了！剛才我們是由面的個數(shù)，根據(jù)面與棱、頂點之間的關(guān)系推算出棱的條數(shù)、頂點的個數(shù)。你還想研究什么問題？
生1：能不能由棱的條數(shù)推算出頂點的個數(shù)、面的個數(shù)？
生2：由頂點的個數(shù)是不是也能推算出面的個數(shù)和棱的條數(shù)？
師：真會提問題！同學(xué)們有興趣研究嗎？
（學(xué)生興致勃勃地研究并匯報了兩個問題。）
師：觀察一下這6道算式，在利用面、棱、頂點之間關(guān)系推算時，有什么規(guī)律？
生1：都先算出了24。這是為什么？
�。▽W(xué)生陷入了沉思，不一會兒，陸續(xù)舉起手。）
生2：這兒的24表示的是24條邊（棱）或者24個頂點。因為長方體是由6個長方形圍成的立體圖形。這6個長方形一共有24條邊、24個頂點。
生3：推算時，就要先算出24條邊或24個頂點，再看看與要求的面、棱、頂點之間的數(shù)量關(guān)系，計算出最后的結(jié)果。
師：老師也沒想到，同學(xué)們通過自己的積極思考，弄清楚了這么多“為什么”。
……
師：同學(xué)們通過看一看、量一量、比一比等多種方法發(fā)現(xiàn)了長方體面和棱的特征。除此之外，有沒有其他方法研究面和棱的特征？
生：通過重疊比較，我們發(fā)現(xiàn)長方體相對的面完全相同。兩個長方形完全一樣，也就是它們的長和寬分別相等。所以，長方體相對的棱長度相等。
師：反過來呢？
生：通過測量，我們發(fā)現(xiàn)相對的棱長度相等。而相對面的長和寬分別是兩組相對的棱，長和寬分別相等的長方形完全相同。
師：真厲害！看來，研究長方體的特征不僅可以通過操作來發(fā)現(xiàn)，更可以運用所學(xué)的知識思考來發(fā)現(xiàn)。
【教學(xué)反思】
一、數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)是經(jīng)驗的，也是推理的
新課程注重向?qū)W生提供充分的從事數(shù)學(xué)活動的機會，使學(xué)生獲得廣泛的數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗，這符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和心理特征。但如今的課堂上不乏學(xué)生的觀察、操作、猜測、驗證等活動，但很少運用數(shù)學(xué)知識進行簡單的推理。有人說，推理是中學(xué)的.事。其實不然，推理是數(shù)學(xué)的基本思維方式，也是人們學(xué)習(xí)和生活中經(jīng)常使用的思維方式。如果忽視學(xué)生推理能力的培養(yǎng)，會在很大程度上阻礙數(shù)學(xué)思維的發(fā)展。所以，重視學(xué)生在具體、豐富的活動中經(jīng)歷數(shù)學(xué)知識的形成過程，獲得體驗的同時，更要注重學(xué)生從已有的數(shù)學(xué)事實出發(fā)，展開合情推理和演繹推理。小學(xué)幾何常被稱為“經(jīng)驗幾何”，這并不意味著幾何教學(xué)無須承擔(dān)發(fā)展推理能力的重任。對于六年級學(xué)生來說，已經(jīng)積累了相當(dāng)豐富的研究平面圖形的知識經(jīng)驗，已經(jīng)初步認(rèn)識了立體圖形，并且積累了豐富的觀察物體的經(jīng)驗，這些知識經(jīng)驗基礎(chǔ)使學(xué)生探索長方體的特征沒有任何障礙。因此，從已有的知識經(jīng)驗出發(fā)，更好地發(fā)展學(xué)生的空間觀念理應(yīng)成為教學(xué)的訴求。實踐表明：從學(xué)生熟悉的面（長方形）的數(shù)量和特征出發(fā)，聯(lián)系面圍成體的活動經(jīng)驗，對棱的條數(shù)、頂點的個數(shù)及棱的特征展開驗證性推理是非常有價值的。這其中有憑借經(jīng)驗和直覺，通過歸納和類比進行的推測，也有依據(jù)已有的某個事實，按照邏輯和運算進行的推理。形式化結(jié)果的解釋也蘊含著豐富的推理，由面到棱和由棱到面的特征推斷讓我們看到了證明的雛形。這些都促進了學(xué)生數(shù)學(xué)思維的發(fā)展。
二、空間觀念是具象的，也是關(guān)系的
一般認(rèn)為，小學(xué)階段幾何圖形教學(xué)承載的空間觀念目標(biāo)主要是能進行實物和圖形間轉(zhuǎn)換。這種空間觀念是相對“具象的”。實踐表明：要實現(xiàn)實物與圖形間的轉(zhuǎn)換，學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中必須建立準(zhǔn)確的模型。這就要求，對圖形的認(rèn)識不能停留于直觀建構(gòu)，而要適度抽象為頭腦中的模型，這種模型的穩(wěn)固形成依賴于對圖形基本元素關(guān)系的理性思辨。否則，學(xué)生頭腦中的模型依然是模糊的，不能隨時順利提取和準(zhǔn)確利用。引導(dǎo)六年級的學(xué)生有意識地思考長方體的基本元素——面、棱、頂點之間關(guān)系，不僅必要而且可行。這種關(guān)系的找尋以棱和頂點的概念為出發(fā)點，以各自數(shù)量之間的關(guān)系、面和棱的特征聯(lián)系為主要研究對象。教師引導(dǎo)學(xué)生以長方體的模型和直觀圖為依托，首先考量面的個數(shù)與棱的條數(shù)之間的關(guān)系，深化了對“兩個面相交的線叫做棱”這一概念的認(rèn)識；接著由面的個數(shù)到頂點的個數(shù)的推算則從面的角度揭示了頂點的形成；后來又逆向地從棱到頂點、棱到面、頂點到棱、頂點到面等角度全方位、深刻揭示了各元素之間的內(nèi)在聯(lián)系：三條棱相交的點叫做頂點，四條棱圍成了一個面，一條棱的兩個端點就是兩個頂點，一個長方形四個角的頂點就長方體的頂點等。教者還引導(dǎo)學(xué)生從面的特征推理出棱的特征、從棱的特征推理出面的特征，這也深刻揭示著面和棱之間的密切聯(lián)系，溝通了面與體的內(nèi)在聯(lián)系。這些元素關(guān)系的建立極大地明晰了學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的長方體模型，為后面學(xué)習(xí)長（正）方體展開圖、長方體的表面積等知識提供了堅實的觀念基礎(chǔ)。
三、課堂思考是個體的，也是群體的
學(xué)生獨立思考的能力是在教師的引導(dǎo)和與同伴的思維碰撞中逐漸形成和發(fā)展的。課堂中學(xué)生要進行獨立思考，但個體思維的成果也需要與同伴的交流和碰撞。這其中，教師是促進個體思維深入、群體思維共享的組織者和引導(dǎo)者。當(dāng)個體思維依靠自身的力量不能打開或難以實現(xiàn)轉(zhuǎn)換時，教師的示范和引導(dǎo)便成為重要的源頭。正如學(xué)生面對由對面、棱、頂點的“是多少”向“為什么”的思考躍進時，教師示范提出了“為什么”的問題，將思維聚焦于利用關(guān)系推算數(shù)量，從而搭建起一個對原有信息整理分類、分析關(guān)系的思維橋梁。這也激活了學(xué)生自主提問和思考的方向，學(xué)生的思維隨著有價值的問題的提出不斷展開，個體思維的豐富成果不斷被演化和推廣。在由此及彼的類比處，教師適時的點撥：“剛才我們是由面的個數(shù)，根據(jù)面與棱、頂點之間的關(guān)系推算出棱的條數(shù)、頂點的個數(shù)。你還想研究什么問題？”再次打開學(xué)生的思路，促進自主提問和思考的深入。在研究似乎可以告一段落時，教師畫龍點睛式的追問“有什么規(guī)律”，再次引發(fā)群體思維的風(fēng)暴。而后，學(xué)生群體水到渠成地“證明”棱的特征、面的特征，更展現(xiàn)出思維的無限潛力。這么豐富的思辨成果只有在教師的引導(dǎo)和點撥下通過群體的思維才能不斷地展現(xiàn)。
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