【探索规律面积的变化】
学生在《比例》这个单元里,初步知道图形放大或缩小时,形状没有改变,所有边的长度都按相同的比变化。事实上,图形放大,它的面积变大了;图形缩小,它的面积变小了。本次探索规律,专题研究图形放大后,它的面积是怎样变化的。通过图形放大,它面积变化的倍数和边长变化的倍数不同,进一步加强图形放大的概念。也为计算放大后图形的面积,找到一种方便的算法。
教材分四段编写:提出问题——探索实践——总结规律——回顾反思。
(一) 提出问题这一段,重点引导学生弄清要研究什么
教材先呈现一个小长方形和按比例放大后的大长方形,通过测量得到小长方形的长3厘米、宽1厘米,大长方形的长9厘米、宽3厘米。分别写出大长方形与小长方形长的比和宽的比,得出小长方形是按3∶1的比放大的。接着要求估计大长方形和小长方形面积的比是几比几,并分别算出两个长方形的面积,验证估计是否正确。学生观察大、小两个长方形,能够看出大长方形有9个小长方形那么大,估计它们的面积比是9∶1。如果利用两个长方形的长和宽,算出它们的面积,也能得到大、小长方形的面积比是9∶1。于是发现一个现象:长方形按3∶1的比放大,放大后长方形每条边的长度是原来长方形的3倍,面积却是原来长方形的9倍。简单些说,长方形按比例放大,边长变化的比和面积变化的比不同。由此联想“其他平面图形放大,面积的比又会怎样呢?”这就形成了新的研究课题。这一段教材组织学生联系熟悉的知识,开展熟悉的活动,从中发现和提出新的数学问题,接受和理解新的学习任务,以积极的心态参与探索规律的活动。
(二) 探索实践这一段,研究不同的平面图形按不同的比放大,放大后的面积是原来图形的几倍
像这样的举例研究是小学生能够进行的。如果研究的实例有较大的覆盖面,得出的结论会有较强的说服力。为此,教材呈现了正方形按3∶1放大、三角形按2∶1放大、圆按4∶1放大的过程,选择了三种不同的图形、三个不同的比,具有一定的代表性。让学生测量各个图形放大后与放大前有关对应边的长度,说出图形是按几比几放大的;算出各个图形放大后的面积和放大前的面积,得出放大后与放大前图形面积的比;把量出的长度,算出的面积、得出的比都填入教材的表格里,发现每个图形放大后与放大前的长度比不等于面积比,但却是有联系的两种比。
只要测量与计算不发生意外,能够得到正方形放大后与放大前的边长比3∶1,面积比9∶1;三角形放大后与放大前底(高)的长度比2∶1,面积比4∶1;圆放大后与放大前半径的长度比4∶1,面积比16∶1。这些实例证实了平面图形按比例放大,放大后与放大前的面积比和对应边的长度比是不一样的。这一段教材组织学生看图形、
量长度、算面积、写出比,给了他们很大的活动空间,有利于他们用丰富的现实材料感受图形放大前、后面积的变化情况。
(三) 在总结规律这一段,要做三件事情:说说自己发现的规律,用含有字母的比表达面积的变化规律,放大平行四边形验证规律
表达图形面积的变化规律,需要对各种图形按不同的比放大,面积也随着变化的现象进行概括,把共同的特征用一种简便的形式表示出来。寻找面积变化的共同点,应比较每个图形放大后与放大前边长和面积的变化,看到正方形的边长按3∶1变化、面积按9∶1变化,三角形的底(高)按2∶1变化、面积按4∶1变化,圆的半径按4∶1变化、面积按16∶1变化。不难发现,面积变化的倍数是边长变化倍数的平方。这就是图形放大,面积随之变化规律。表达规律有多种形式,可以像“萝卜”卡通那样,列举“长度比是2∶1,面积比是4∶1;长度比是3∶1,面积比是9∶1;长度比是4∶1,面积比是16∶1„„”可以像“辣椒”卡通那样,用比较概括的语言讲述规律“(长度比和面积比)两个比的后项都是1,面积比的前项是长度比前项的平方。”如果用含有字母的比n∶1(n是大于1的自然数,下同)表示图形的放大,那么放大后与放大前图形的面积比是n2∶1。这也是一种表示形式。教材鼓励学生先用自己的话说说规律,加深对规律的认识,再用含有字母的比表示规律,提升数学化程度,发展符号意识。
从正方形、三角形、圆放大的实际例子中发现面积的变化规律,进行的是归纳推理。教材要求学生用平行四边形验证面积变化的规律,丰富对规律的感知,充实对规律的信心。可以引导他们在方格纸上任意画一个平行四边形,并把它按比例放大;分别测量放大后与放大前平行四边形的底和高,算出放大后与放大前平行四边形的面积;分别组成放大后与放大前的长度比和面积比,观察面积比与长度比之间是不是存在上面概括的规律。这些活动在前面已多次进行,学生有能力独立完成。想办法验证发现的规律,是探索规律过程中的重要一步,是科学精神、严谨态度的具体表现,应该得到重视和落实。
(四) 回顾探索规律的过程与方法,积累数学活动经验
可以组织学生说说发现了什么规律,是怎样发现的;列举了哪些例子,想想还能举出其他例子吗;长方体、正方体是否能按比例放大,体积比和长度比之间是否也有规律等等,只要帮助他们打开话题,应该有许多话要说。
【探索规律面积的变化】
学生在《比例》这个单元里,初步知道图形放大或缩小时,形状没有改变,所有边的长度都按相同的比变化。事实上,图形放大,它的面积变大了;图形缩小,它的面积变小了。本次探索规律,专题研究图形放大后,它的面积是怎样变化的。通过图形放大,它面积变化的倍数和边长变化的倍数不同,进一步加强图形放大的概念。也为计算放大后图形的面积,找到一种方便的算法。
教材分四段编写:提出问题——探索实践——总结规律——回顾反思。
(一) 提出问题这一段,重点引导学生弄清要研究什么
教材先呈现一个小长方形和按比例放大后的大长方形,通过测量得到小长方形的长3厘米、宽1厘米,大长方形的长9厘米、宽3厘米。分别写出大长方形与小长方形长的比和宽的比,得出小长方形是按3∶1的比放大的。接着要求估计大长方形和小长方形面积的比是几比几,并分别算出两个长方形的面积,验证估计是否正确。学生观察大、小两个长方形,能够看出大长方形有9个小长方形那么大,估计它们的面积比是9∶1。如果利用两个长方形的长和宽,算出它们的面积,也能得到大、小长方形的面积比是9∶1。于是发现一个现象:长方形按3∶1的比放大,放大后长方形每条边的长度是原来长方形的3倍,面积却是原来长方形的9倍。简单些说,长方形按比例放大,边长变化的比和面积变化的比不同。由此联想“其他平面图形放大,面积的比又会怎样呢?”这就形成了新的研究课题。这一段教材组织学生联系熟悉的知识,开展熟悉的活动,从中发现和提出新的数学问题,接受和理解新的学习任务,以积极的心态参与探索规律的活动。
(二) 探索实践这一段,研究不同的平面图形按不同的比放大,放大后的面积是原来图形的几倍
像这样的举例研究是小学生能够进行的。如果研究的实例有较大的覆盖面,得出的结论会有较强的说服力。为此,教材呈现了正方形按3∶1放大、三角形按2∶1放大、圆按4∶1放大的过程,选择了三种不同的图形、三个不同的比,具有一定的代表性。让学生测量各个图形放大后与放大前有关对应边的长度,说出图形是按几比几放大的;算出各个图形放大后的面积和放大前的面积,得出放大后与放大前图形面积的比;把量出的长度,算出的面积、得出的比都填入教材的表格里,发现每个图形放大后与放大前的长度比不等于面积比,但却是有联系的两种比。
只要测量与计算不发生意外,能够得到正方形放大后与放大前的边长比3∶1,面积比9∶1;三角形放大后与放大前底(高)的长度比2∶1,面积比4∶1;圆放大后与放大前半径的长度比4∶1,面积比16∶1。这些实例证实了平面图形按比例放大,放大后与放大前的面积比和对应边的长度比是不一样的。这一段教材组织学生看图形、
量长度、算面积、写出比,给了他们很大的活动空间,有利于他们用丰富的现实材料感受图形放大前、后面积的变化情况。
(三) 在总结规律这一段,要做三件事情:说说自己发现的规律,用含有字母的比表达面积的变化规律,放大平行四边形验证规律
表达图形面积的变化规律,需要对各种图形按不同的比放大,面积也随着变化的现象进行概括,把共同的特征用一种简便的形式表示出来。寻找面积变化的共同点,应比较每个图形放大后与放大前边长和面积的变化,看到正方形的边长按3∶1变化、面积按9∶1变化,三角形的底(高)按2∶1变化、面积按4∶1变化,圆的半径按4∶1变化、面积按16∶1变化。不难发现,面积变化的倍数是边长变化倍数的平方。这就是图形放大,面积随之变化规律。表达规律有多种形式,可以像“萝卜”卡通那样,列举“长度比是2∶1,面积比是4∶1;长度比是3∶1,面积比是9∶1;长度比是4∶1,面积比是16∶1„„”可以像“辣椒”卡通那样,用比较概括的语言讲述规律“(长度比和面积比)两个比的后项都是1,面积比的前项是长度比前项的平方。”如果用含有字母的比n∶1(n是大于1的自然数,下同)表示图形的放大,那么放大后与放大前图形的面积比是n2∶1。这也是一种表示形式。教材鼓励学生先用自己的话说说规律,加深对规律的认识,再用含有字母的比表示规律,提升数学化程度,发展符号意识。
从正方形、三角形、圆放大的实际例子中发现面积的变化规律,进行的是归纳推理。教材要求学生用平行四边形验证面积变化的规律,丰富对规律的感知,充实对规律的信心。可以引导他们在方格纸上任意画一个平行四边形,并把它按比例放大;分别测量放大后与放大前平行四边形的底和高,算出放大后与放大前平行四边形的面积;分别组成放大后与放大前的长度比和面积比,观察面积比与长度比之间是不是存在上面概括的规律。这些活动在前面已多次进行,学生有能力独立完成。想办法验证发现的规律,是探索规律过程中的重要一步,是科学精神、严谨态度的具体表现,应该得到重视和落实。
(四) 回顾探索规律的过程与方法,积累数学活动经验
可以组织学生说说发现了什么规律,是怎样发现的;列举了哪些例子,想想还能举出其他例子吗;长方体、正方体是否能按比例放大,体积比和长度比之间是否也有规律等等,只要帮助他们打开话题,应该有许多话要说。