【教材分析】
苏教版课程标准教材编写的《长方体和正方体的认识》以学生已有的观察物体的丰富经验为基础,先明确长方体有几个面,从不同的角度观察一个长方体最多能同时看到几个面等知识,自然地由实物图抽象出直观图。在介绍棱和顶点的概念后,引导研究有几条棱、几个顶点,接着研究面和棱的特征。教材力图沟通棱、顶点和面之间的联系,引导学生用看一看、量一量、比一比的方法,在合作交流中探究长方体的特征。
在以往的教学中,我们大多注重用“直观实证”的方式研究长方体的特征,而对面、棱、顶点之间关系的认识更多停留在定义所描述的层次。这也就限制了这一内容对发展学生空间观念的作用。事实上,学生在以往的学习和日常生活的经验中,已经积累了关于长方体和正方体的一些认识。如何在此基础上,系统地、深层次构建对长方体特征的认识是值得研究的问题。学生学习“体”的困难往往在于缺少从面到体过渡的桥梁,从点、线、面到体的认识发展需要充分地在“体”上寻找点、线、面之间的联系,实现认知结构的顺应,这是空间观念建立的关键。
【教学片段】
师:刚才,同学们动脑筋有条理地数出了长方体有──
生(齐):6个面,12条棱,8个顶点。
师:我们的研究不能满足于“是什么”,还要探究“为什么”。
(学生疑惑地用眼神告诉我:这有什么“为什么”?事实就是这样嘛!)
师:没问题?我先来说一个,长方体有6个面,每个面都是(长方形),长方形有4条边,这些边就是长方体的(棱)。那长方体就应该有6×4=24条棱,可为什么只有12条棱呢?
(学生仔细打量眼前的长方体模型,积极探索着答案。)
生:(跑到黑板前指着直观图)就拿这条棱来说,它既是上面的一条边,又是前面的一条边。所以,在计算时,同一条棱算了两次。其他的棱也是这样。
师:那应该怎样算呢?
生(齐):6×4÷2=12条棱。
师:你现在也能提一些“为什么”的问题吗?
生1:长方体的6个面,每个面上有4个顶点,能算出24个顶点,为什么只有8个顶点?
师:问得好!你有答案吗?
生1:我有答案,但想让其他同学回答。
生2:(指着直观图上的一个顶点)这个顶点既是上面的一个顶点,又是前面的一个顶点,还是右面的一个顶点。也就是说这个顶点计算时被算了3次。其他顶点也一样。所以应该用6×4÷3=8个顶点。
师:真是太好了!刚才我们是由面的个数,根据面与棱、顶点之间的关系推算出棱的条数、顶点的个数。你还想研究什么问题?
生1:能不能由棱的条数推算出顶点的个数、面的个数?
生2:由顶点的个数是不是也能推算出面的个数和棱的条数?
师:真会提问题!同学们有兴趣研究吗?
(学生兴致勃勃地研究并汇报了两个问题。)
师:观察一下这6道算式,在利用面、棱、顶点之间关系推算时,有什么规律?
生1:都先算出了24。这是为什么?
(学生陷入了沉思,不一会儿,陆续举起手。)
生2:这儿的24表示的是24条边(棱)或者24个顶点。因为长方体是由6个长方形围成的立体图形。这6个长方形一共有24条边、24个顶点。
生3:推算时,就要先算出24条边或24个顶点,再看看与要求的面、棱、顶点之间的数量关系,计算出最后的结果。
师:老师也没想到,同学们通过自己的积极思考,弄清楚了这么多“为什么”。
……
师:同学们通过看一看、量一量、比一比等多种方法发现了长方体面和棱的特征。除此之外,有没有其他方法研究面和棱的特征?
生:通过重叠比较,我们发现长方体相对的面完全相同。两个长方形完全一样,也就是它们的长和宽分别相等。所以,长方体相对的棱长度相等。
师:反过来呢?
生:通过测量,我们发现相对的棱长度相等。而相对面的长和宽分别是两组相对的棱,长和宽分别相等的长方形完全相同。
师:真厉害!看来,研究长方体的特征不仅可以通过操作来发现,更可以运用所学的知识思考来发现。
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