图形与几何是小学数学学习的四大内容之一。在教学中,似乎存在一个理所当然的事实——将平行四边形转化为长方形来推导平行四边形面积公式,将两个完全相同的三角形拼成一个平行四边形,来归纳三角形面积公式。但真正的问题是:“平行四边形转化为长方形的念头是如何产生的?”“两个完全相等的三角形可以拼成一个平行四边形是怎么发现的?”这两个问题才是数学的价值所在,而非知道了这个结论后再操作一下。
其实,“图形与几何”这一领域的知识要解决的主要问题有三个:计量单位的认识、计量单位的计数,计量单位的归整。在这三个问题中,关键的课分别是“厘米的认识”“长(正)方形和圆的周长”“平行四边形(三角形、圆)面积公式推导”,因为这些课中蕴含着这一领域的基本数学思考价值。其数学思考价值如下。
一是“厘米的认识”,“厘米的认识”属于计量单位的认识的起始课,其数学思考价值是“计量单位作为标准比较物的意义”。二是“长、正方形周长和面积公式推导以及圆的周长公式推导”,这些内容属于计量单位的计数,写数学思考价值在于从简约的工具度量抽象为计算公式,以弧线与直线间的联结。其三是“平行四边形、三角形、圆面积公式推导”,这属于计量单位的归整;其数学思考价值在于“在不完整单位的计数中,由单位凑整生发出割补的化归思想”。
这三个关键问题进一步的思考是:计量单位是一种标准比较物,让一二年级的学生,通过对厘米的认识,理解标准比较物。
“计量单位的计数”作为关键的问题,其原因在于这个过程具有典型性。这种典型性表现为,从操作计数到观察简约,再到思考发现,最后到一般规律的过程。
之所以将平行四边形和三角形面积公式的推导,纳入关键问题,主要在于在学习平行四边形面积公式这一内容时,教材通常会提出一个问题:“你能将一个平行四边形转化为长方形吗?”学生只需一看教材,就能用剪刀操作,这样一来,数学思考价值便消失了。事实上,长方形面积公式的推导原点是数面积数从数面积数开始,到发现规律得出运算公式,从而有了一个完整的思考过程。同样,平行四边形和三角形的面积公式推导也需要回到这个原点。不同的是,长方形面积公式推导用摆单位正方形的操作方法,而平行四边形和三角形面积公式的推导可以从方格纸开始。