周长是什么意思

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周长是什么意思

大家好,我是“一课研究”团队第19组的汪杰,来自宁波市奉化区松岙小学,很高兴能在微信平台上与您相遇!

1. 听一听:几何图形“度量特征”的本质与结构

2. 读一读:周长概念再解读

3. 小论文:生活中的几何图形

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节选自小学教学(数学版)2012年第4期《基于图形“度量特征”的本质与结构》一文,本文作者北京教育学院刘加霞教授。

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周长概念再解读

概念教学是数学教学的一项重要内容,因此数学概念的掌握不只是简单的记住文本定义,而是要形成与概念直接联系的“整体性”的认知结构,包括相应的心智图像,对概念性质的辨认、对直观操作过程的识记、相应的范例重现等。这些就是被称之为数学概念的心理表征。“周长”是小学“图形与几何”领域的一个重要概念,笔者教学完圆的认识单元后,在周长的应用练习中发现了这样的问题。

一、问题描述

一个运动场(如右图),两端是半圆形,中间是长方形。这个运动场的周长是多少?

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在解决本题之前,学生已经会比较熟练的求一个圆的周长,而且本题的素材来源于学生的生活实际,对于六年级的学生来说并不难。然而反馈情况大出意外,学生普遍呈现了2种错例。

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课后与其他年段的老师交流居然深有同感,虽然平时教学都很注重周长与面积的比较,例如反复讲解两者的区别;讲解公式的含义;求同一个图形面积与周长练习;隔三差五的解决问题,有一定的效果,但却不能彻底消除病症,而且达成一个共识:求组合图形周长的出错率明显高于求面积,“简单的周长” 并没有想象中的简单。

二、问题分析

那么造成求组合图形周长困难的原因到底在哪里呢?笔原由网者为此展开了一番学习、整理、调查,多个维度的解读周长概念,以期获得新的认识。

1. 数学上位知识解读

从周长的定义来看:在小学阶段人教版对于周长的定义是这样的:封闭图形一周的长度,就是它的周长。而在高等数学中比较精确的周长定义为:环绕有限面积的区域边缘的长度积分,叫做周长。两者一比较我们有以下发现:

(1) “一周” 不能静态的去看待,“环绕”一词生动的阐述“一周” 是从某一点出发,沿着周界回到起点的动态形成的封闭路线;

(2)“长度积分” 进一步说明周长是由周界边线累加得到总和,例如三角形的周长就是围成三角形三条线段的长度总和,又如圆的周长其实也是由一周的许多圆弧累加的长度总和,累加的结果具有抽象性,需要学生展开想象再辅助直观操作演示从而获得感知;

(3)在一个有限面积的区域上,有面积就有周长,两者相互依存,而且它们的度量本质与结构许多相同之处,例如都是“度量单位的累加”,都蕴含“化曲为直”的思想等等,如果在学习时为了降低干扰,撇开周长只研面积,或撇开面积只研周长,割裂的教学反而容易造成面积与周长概念互相混淆。

从概念的特点来看:不同的概念有不同的特点,人类为了比较两个环绕有限面积的区域边缘的长短,而采用度量、累加计算而得到一个固定不变的量,这个量就是周长,所以周长是一个具体的值,是一个“结果”。可是要获得这个结果必然经历“找一周” “度量” “计算” 等整体的一系列活动,周长又具有清晰的“过程” 性。因此周长概念从一个过程引进,然后转变为结果,最终两者在认知结构中共存,它具有“过程”和“结果”双重特性。

2. 概念形成学材解读

在三年级周长概念形成阶段,人教版教材提供了图①作为学生的学习材料,在概念的应用环节中又设计了图②作为巩固习题。

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我们可以看到图①素材由物体表面到平面图形www.58yuanyou.com,涉及直边、曲边和不规则的一周边线,为学生感知周长提供了丰富的活动材料,但仔细研究笔者认为存在2个遗憾,其一封闭图形来自哪里?它来自人们对物体表面的高度抽象的产物,如果在4个物体表面的下面配上由此抽象出来的4个封闭图形,就能让学生感受到封闭图形与物体表面并不是割裂的,这样才能实现生活中周长与图形周长概念的联结;其二这4个物体表面作为研究周长的典型正例都不适宜,以教学中教师采用最多的树叶为例,zjSHf树叶素材虽然具有 “一周边线”与“内线”的对比功能,但缺失的是感知“长度” 累加的功效,因为学生既没有测量树叶边线经验,更没有测量树叶边线的生活需要。再来看图②作为巩固习题,三个图形的一周边线简单明了,学生只需经历的是测量与计算求和,这样的练习获得“周长”的过程性体验是不完整的,如果这里能变成求几个简单组合图形的周长,就能引发学生思辩“一周的边线”,概念的核心要素得到凸显,概念的过程经验变得连续而完整。

3. 知识应用体系解读

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从整个体系来看,周长的概念形成阶段在三年级,六年级是概念的综合应用,期间有一个较长时间的知识应用“断层期”,但令笔者费解的是在五年级研究多边形的面积时,教材没有一次出现组合图形的周长计算,整单元注重的是面积公式的推导过程,重视的是组合图形面积求值,久而久之学生形成看到组合图形就运用公式求值的惯性思维,而这种思维对于周长的过程性经验会产生强烈干扰。

三、问题反思

鉴于以上三个维度的概念再解读,我们不难找到错//www.58yuanyou.com例的原因何在。

从第一个www.58yuanyou.com错例来看,一方面学生有受到求组合图形面积训练后惯性思维影响,而主因是学生对概念意象不清晰,笔者课后与部分学生进行了访谈,学生们指着面积的区域说“一个圆的周长加上长方形的周长就可以了”,当笔者追问“那一周在哪里呢?”,学生才认识到自己错了。显然这部分学生对于周长的核心要素“一周边线”“长度”心智图像模糊,导致与面积的概念表象互相干扰,对周长与面积概念的辨别主要依靠观察文字描述,例如看单位,找问题中的关键词“一周”“长多少”。

从第二个错例来看,主因是学生对于求周长的过程性经验不牢固,“先找一周边线”→“测量累加求和”求周长的过程,在实际的解决问题过程中往往变成了应用公式求值的过程,这也侧面反映了我们教师在教学过程可能更注重周长值的获得,忽视了对于求周长过程性经验的整理回顾,由此学生头脑中形成的获得周长的过程记忆往往是零散的、片面的、不完整的。

综上所述“周长”概念具有多个核心要素,是一个“值”更是一个“过程”,面积与周长又是密不可分的两个概念,教材素材的“非典型性” ,体系的“断层期” 这些都是学生认知概念的困难节点,为此笔者在建构概念的不同阶段,通过精选“原型”,夯实“过程”,多重“比较”等活动来丰富学生心理表征,从而形成整体的概念结构。-----未完待续 -----

【参考文献】

[1]郑毓信.多元表征理论与概念教学[J],中学数学教学参考,2011,(5)

[2]徐 速.小学数学学习心理研究[M].浙江大学出版社. 2006:(78-79)

[3]张兴华.重提教学心理学[J].人民教育,2008,(1):(3)

[4]刘加霞.基于图形“度量特征”的本质[J].《小学教学:数学版》 2012.(4)(23-27)

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数学日记

生活中的几何图形

曾经以为生活是一条线段,简洁而单调。两个端点就是家和学校。随着年龄的增大,我逐渐知道了:生活其实是个多边形,复杂而又丰富。

图书馆里,我努力搜寻着自己的目标,那一部部长方形的大块头都是我的挚爱。生活是个四边形!

游乐场里,和朋友们一起嬉戏,这时,我忽然感到:生活是五角形、六边形。

在这么多形状中,我最喜欢圆形。圆,所有图形中最美的图形,最富有创造性,最富有人情味,最富有诗意的图形。我追求完美。什么事都要求尽善尽美,就像圆一样。所有学科我都要争做第一。我广交朋友。全国各地都有我的朋友,每到属于我们的节日,都会给对方一份真挚的祝福,即使远在天涯海角。“海内存知己,天涯若比邻”,就像圆心与圆上的点一样,心心相印。

审核人:娄森锋、许现新

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