《义务教育数学课程标准》案例式解读P201-207页阅读思考——从二维到三维:长方体的体积

《长方体的体积》是在认识长方体的特征、体积的意义基础之上的,重点是探索长方体所包含的体积单位个数与长宽高之间的关系,推导长方体体积的计算公式,培养推理意识。它是学习圆柱、圆锥体等体积计算的重要基础。应该说,这是一节关键课,上好了这节课,学习方法可以迁移,后面的内容就可以放手让学生自己去学习、分析、理解。

过去,我们通常会这样做,先让学生复习体积和体积单位,然后出示问题,怎样求这个长方体的体积,学生会借助于小正方体去摆,求出小正方体的个数,就知道了有多少个这样的1立方厘米,就是多少个这样的体积单位。然后再来观察长、宽、高与小正方体个数的关系,发现长是多少厘米,就知道一条里面有多少个小正方体,宽是多少厘米,就知道宽有几个小正方体,长乘宽就可以求出一层有多少个小正方体;最后再看高是几厘米,就知道有几层,长乘宽乘层数,就可以求出小正方体的总个数,于是总结出长方体的体积等于长乘宽乘高,即底面积乘高,然后借助于体积公式进行实际应用。

新课标提出要的要求是让学生经历体积单位的确定过程,探索并掌握长方体的计算方法,在测量的活动中,进一步形成量感、空间观念和几何直观。因此,在教学前,我们需要思考的问题是:如何创设问题情境,让学生借助几何直观,建立体积与长宽高的联系,构建体积单位?如何由“长方形面积的含义及计算”进行类比,提出猜想,进行实践操作、验证并揭示长方体体积计算公式?如何在运用公式计算长方体体积中发现新问题,在“面动成体”的动态变化中,实现二维与三维空间的转换,揭示出长方体体积更为一般的计算方法?

在思考这几个问题时,我发现自己在教学中,从未去思考过长方形面积的含义及计算可以在教学体积时拿出来进行探讨,也就是说,过去的教学中,我从未进行过底面积到底是指的一层物体的体积,还是一个面的面积的问题探讨。因此,这个话题倒真是很有意思的。那么,创设问题情境,我认为还是提出问题,最好是实际问题抛出来,如这个长方体的木材到底是多少立方厘米呢?长方体的体积可能跟什么因素有关?引发学生思考。学生可能联想到长、宽、高,那么有什么样的关系,如何验证?这时把问题交给学生自己去探索,学生借助于小正方体的模型,去摆一摆,认识到摆一层与长方体的长、宽之间有关系,理解这个关系后,此时提出问题,长乘宽到底求的是一个面的面积,还是一层的体积?学生自然出现不同的思维,如果是面积,则只是一个平面,面积单位是平方厘米,如果是体积,则是体积单位立方厘米。学生的讨论、辨论、争辩不已。此时,教师可抓住动画操作,让高度变小,再变小,当高为0时,一层则变为了一个平面,即高与底面重合时,体积是0,这时底面是个长方形,它的面积就是底面积。这个过程中,学生感受到“面动成体”的动画过程,实现了“二维”向“三维”的空间转换,沟通了面积与体积之间的联系,揭示出长方体体积的又一个通用公式:底面积乘高,较好地培养了学生的几何直观、空间观念和推理意识。

但是仔细阅读案例,发现自己遗漏了一个重要活动,就是让学生动手用小正方体摆出至少3、4种不同的长方体,去观察、记录长宽高,研究长宽高与体积之间的关系。在此基础上,探索长方体的体积与长宽高有着怎样的联系,从而梳理出长方体体积等于长乘宽乘高的体积公式。从一般到特殊,再从特殊到一般的推理过程,帮助学生厘清体积公式的推导过程,发展了类比、归纳、演译等数学推理能力及空间想象力。

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