打开李红梅老师数校导学案时,一个问题扑面而来——这个内容聚焦在哪里?
翻看教材、新教材的教参、三年级的新教材,这个内容最想培养孩子的是什么呢?
现行4版的六年级教材中,三个具体内容——搭积木比赛(从三个不同的方向观察物体),观察的范围(不同位置观察物体的范围),天安门广场(不同位置观察物体的相对位置)。括号中内容为翻看教师用书看见的。
现行5版的三年级教材中,四个具体内容——看一看(一)(从不同位置观察一个或两个物体),看一看(二)(从不同位置观察一组场景),看一看(三)(按一定顺序观察一组场景),看一看(四)(从相对的位置观察一组场景)。配套的教参中聚焦核心素养为:空间观念和推理意识。
看到这里,一个新的问题产生,这个单元是图形与几何的吗?
翻看2022版课标:
P30能辨认从不同角度观察简单物体所对应的照片或这关图。形成空间观念和初步的几何直观。(第二学段)
P33(6)对于简单物体,能辨认不同方向(前面、侧面、上面)的形状图(例34)。(第三学段)
对比现行的3年级和6年级的教材,结合现行保姆级别3年级的教参,李红梅老师的这节课聚焦在“推理意识”的培养。
2022版课标P9推理意识的描述:
推理意识主要是指对逻辑推理过程及其意义的初步感悟。知道可以从一些事实和命题出发,依据规则推出其他命题或结论;能够通过简单的归纳或类比,猜想或发现一些初步的结论;通过法则运用,体验数学从一般到特殊的论证过程;对自己及他人的问题解决过程给出合理解释。推理意识有助于养成讲道理、有条理的思维习惯,增强交流能力,是形成推理能力的经验基础。
6年级目前教材呈现的内容,与2022版教材的要求有出入,需要依标扣本,舍弃观察物体的内容,聚焦三视图,引导学生在推理意识到推理能力的发展上下功夫。
2022版课标P9推理能力的描述:
推理能力主要是指从一些事实和命题出发,依据规则推出其他命题或结论的能力。理解逻辑推理在形成数学概念、法则、定理和解决问题中的重要性,初步掌握推理的基本形式和规则;对于一些简单问题,能通过特殊结果推断一般结论;理解命题的结构与联系,探索并表述论证过程;感悟数学的严谨性,初步形成逻辑表达与交流的习惯。推理能力有助于逐步养成重论据、合乎逻辑的思维习惯,形成实事求是的科学态度和理性精神。
此时,小初衔接的点GET到了,课时聚焦的内容有了:通过逆向的建构拼搭过程,引导学生做中学、学中思、思中悟,在进行有理有据的表达过程中,学会建构立体图形,发展空间观念,助力推理意识向推理能力发展。
如何突破呢?
第一,从最熟悉的入手。教材上的顺向思考——从立体图到平面图。
第二,小切口进入研讨。给一个平面图,猜想可能是怎样的一个立体图呢?给两个平面图呢?可以确定哪些立体图形,可以否定哪些立体图形呢?
第三,对比分析中深化。从一个面猜出好多种立体图形,最多的有几个,最少的有几个呢?这时会不会出现因为想要少,于是出现棱靠棱的情况呢?这种情况与面靠面的情况对比,哪种少?为什么教材上没有呈现这种呢?(请灵犀做回答)
第四,基于目前的规则(仅考虑面对面的情况),来优化之前的多种方法至最优策略。
第五,回顾反思解决此种问题的方法,形成解决此类问题的一般方法,并运用与例子当中。
灵犀的回答:
问:小学数学用小正方体搭立体图形的活动中,确定最少需要多少个小正方体,为什么只考虑面对面,不考虑棱对棱呢?
答:在小学数学用小正方体搭立体图形的活动中,确定最少需要多少个小正方体时,必须考虑“面对面”接触,而不认可“棱对棱”或“顶点对顶点”接触,核心原因可从结构整体性、视图对应规则、小学阶段认知特点三个维度理解:
一、“面对面”是立体图形“整体性”的必要条件
用小正方体“搭”立体图形的本质是构建一个稳定的整体结构,而非多个独立小正方体的松散组合。
面对面接触:两个小正方体若有一个完整的正方形面重合(即面接触),它们会形成牢固连接,成为整体的一部分。例如,两个小正方体左右并排,左侧正方体的右侧面与右侧正方体的左侧面完全重合,此时它们是“绑定”的整体。
棱对棱/顶点对顶点接触:若仅棱重合(如一个正方体的棱与另一个的棱相交但无面重合)或顶点重合(仅顶点接触),两个小正方体实际处于“分离”状态,没有形成结构连接,易散落,不能视为一个完整的立体图形。
举例:若从正面看是两个左右排列的正方形,若用“棱对棱”放置两个小正方体(如一个在另一个的右上角,仅棱接触),从正面看虽仍为两个正方形,但这两个小正方体未连接,是独立的两个物体,不符合“搭成一个立体图形”的要求。
二、符合“正交放置”规则与视图对应逻辑
小学数学中搭建立体图形时,默认小正方体的摆放需满足**“正交规则”**:即所有小正方体的棱都与三维坐标系(长、宽、高方向)平行,每个小正方体的位置可通过“行列层”(如第3行第2列第1层)精确描述。
面对面接触:在正交规则下,小正方体只能沿长、宽、高方向叠加或并排,此时必然形成面接触(如同一行的小正方体左右面接触,同一列的前后接触,同一层的上下接触)。这种放置方式能保证从正面、上面、侧面观察时,视图中的每个正方形都对应一个小正方体的面,且位置与“行列层”严格对应。
棱对棱接触:若允许棱对棱(如一个正方体在另一个的斜上方,仅棱接触),则小正方体的位置会偏离“行列层”网格,导致视图中的正方形无法对应明确的“行列层”位置,且从不同方向观察时易出现“虚假重叠”(看似在同一位置,实则分离),无法通过视图准确判断数量。
三、基于小学阶段认知特点的简化处理
小学生初次接触立体图形,需从二维视图(正面、上面、侧面)逆向推理三维结构,认知重点是**“视图与立体图形的对应关系”和“最少数量的逻辑”**(即避免多余小正方体)。
最少数量的核心:在满足所有视图要求的前提下,让小正方体尽可能“重叠”(即同一位置在不同视图中对应同一个小正方体)。而“重叠”的前提是小正方体处于同一“行列层”,即面接触。若允许棱对棱,会导致“非重叠位置”的小正方体被误算,无法实现“最少数量”。
避免认知混淆:小学阶段暂不涉及复杂的空间几何关系(如斜向放置、非正交连接),通过“面对面接触”可简化规则,让学生快速掌握“从视图确定最少数量”的方法(如:同一列的小正方体沿高度方向叠加,同一行的沿宽度方向并排,均通过面接触实现)。
总结
小学数学中强调“面对面接触”而非“棱对棱”,根本原因是:
保证结构整体性:面接触是小正方体形成稳定整体的唯一方式,棱对棱/顶点接触会导致结构分离;符合正交放置规则:小正方体沿长、宽、高方向摆放,只能通过面接触对应“行列层”位置,确保视图与立体图形的准确对应;适配认知水平:简化规则,帮助学生通过“重叠”逻辑确定最少数量,避免复杂空间关系的干扰。
因此,只有当小正方体通过“面对面”连接时,才能被视为立体图形的一部分,进而准确计算最少所需数量。