圓的認(rèn)識教學(xué)片段及反思
圓的認(rèn)識教學(xué)片段及反思
“圓的認(rèn)識”一課選自小學(xué)數(shù)學(xué)教材第11冊，是在學(xué)生認(rèn)識了長方形、正方形、三角形等多種平面圖形的基礎(chǔ)上展開，也是小學(xué)階段認(rèn)識的最后一種常見的平面圖形。教材的編排思路是先借助實物揭示出“圓”，讓學(xué)生感受到圓與現(xiàn)實的密切聯(lián)系，再引導(dǎo)學(xué)生借助“實物”、“圓規(guī)”等多種方式畫圓，初步感受圓的特征，并掌握用圓規(guī)畫圓的方法，在此基礎(chǔ)上，再引導(dǎo)學(xué)生通過折一折、畫一畫、量一量等活動，幫助學(xué)生認(rèn)識直徑、半徑、圓心等概念，同時掌握圓的基本特征。這樣的編排，學(xué)生對于圓的相關(guān)概念及特征的理解和把握一般都是建立在教師的明確指引和調(diào)控之下，學(xué)生相對獨立的探索空間不夠，而與此同時，學(xué)生對于圓所內(nèi)涵的文化特性也無從感受、體驗，對于圓在歷史、文化、數(shù)學(xué)發(fā)展過程中與人類結(jié)下的不解之緣感受不深。
基于這樣的認(rèn)識，我試圖對本課的教學(xué)思路進行重新調(diào)整：一方面，通過拓展空間，將學(xué)生進一步置身于探索者、發(fā)現(xiàn)者的角色，引導(dǎo)學(xué)生在認(rèn)識完圓的一些基本概念后，自主展開對于圓的特征的發(fā)現(xiàn)，并在交流對話中完善相應(yīng)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)；另一方面，我又借助媒體，將自然、社會、歷史、數(shù)學(xué)等各個領(lǐng)域中的“圓”有效整合進本課教學(xué)，充分放大圓所內(nèi)涵的文化特性，努力折射“冰冷”圖形背后所散發(fā)的獨特魅力。
想起美國學(xué)者澤布羅夫斯基，曾因為“在凝望波濤的時候”而產(chǎn)生了寫作《圓的歷史》這一迷人著作的沖動，而我――一個普通的年輕教師，又是如何想起要在自己的課堂里打破常規(guī)、沖破樊籬，演繹“走進圓的世界”這一多少有些另類的教學(xué)案例的呢？如今回想起來，是平靜水面上漾起的一圈圈漣漪？是陽光下朵朵綻放的金色向日葵？是慈母心中那輪永恒的明月？是“長河落日圓”中夕陽下落日的余輝？是偉大思想家墨子筆下“圓，一中同長也”和數(shù)學(xué)巨著《周髀算經(jīng)》中“圓出于方，方出于矩”的召喚？是古老的陰陽太極圖所給予的神秘誘惑？是“沒有規(guī)矩，不成方圓”這一古訓(xùn)背后的力量？還是西方數(shù)學(xué)哲學(xué)中“圓是最美的圖形”所帶來的無限誘惑？似乎都是，又不完全是。只是有一種莫明的沖動，一直縈繞心頭，那就是：怎樣讓數(shù)學(xué)課堂再厚重些、開闊些、深邃些、美麗些……藉此，想到了圓，繼而，便有了“走進圓的世界”這一大膽嘗試。
●過程描述
［一］
師：對于圓，同學(xué)們一定不會感到陌生吧？（是）生活中，你們在哪兒見到過圓形？
生：鐘面上有圓。
生：輪胎上有圓。
生：有些鈕扣也是圓的。
……
師：今天，張老師也給大家?guī)硪恍Ｒ娺^平靜的水面嗎，（見過。）如果我們從上面往下丟進一顆小石子（播放動態(tài)的水紋，并配以石子入水的聲音），你發(fā)現(xiàn)了什么？
生：（激動地）水紋、水紋、圓……（聲音此起彼伏）
師：其實這樣的現(xiàn)象在大自然中隨處可見，讓我們一起來看看。（伴隨著優(yōu)美的音樂，陽光下綻放的向日葵、花叢中五顏六色的鮮花、光折射后形成的美妙光環(huán)、用特殊儀器拍攝到的電磁波、雷達波、月球上的環(huán)形山等畫面一一展現(xiàn)在學(xué)生的眼前，見圖①）從這些現(xiàn)象中，你同樣找到圓了嗎？
圖①
生：（驚異地，慨嘆地）找到了。
師：有人說，因為有了圓，我們的世界才變得如此美妙而神奇。今天這節(jié)課，就讓我們一起走進圓的世界，去探尋其中的奧秘，好嗎？
生：（激動地）好！
［二］
師：俗話說，“沒有規(guī)矩，不成方圓”。意思是說，如果沒有圓規(guī)，是――
生：――畫不出圓的。
師：同學(xué)們都準(zhǔn)備了一把圓規(guī)，你能試著用它在白紙上畫出一個圓嗎？
生：能。
（學(xué)生嘗試用圓規(guī)畫圓，交流，明確圓規(guī)畫圓的基本方法。）
師：可要是真沒有了圓規(guī)，比如在圓規(guī)發(fā)明之前，我們就真畫不出一個圓了嗎？
生：不可能。
師：今天，每個小組還準(zhǔn)備了很多其他的材料。你能利用這些材料，試著畫出一個圓嗎？
生：能。
（學(xué)生以小組為單位，利用手中的工具和材料畫圓。）
師：張老師發(fā)現(xiàn)，每個小組都有了各自精彩的創(chuàng)造。讓我們一起來分享。
生：我們組將圓形的瓶蓋按在白紙上，沿著瓶蓋的外框畫了一個圓。
師：那叫“拷貝不走樣”。（生笑）
生：我們手中的三角板中就有一個圓形窟窿，利用它，很方便地畫出了一個圓。
師：真可謂就地取材，挺好！（笑）
生：我們組在繩子的一端系一支鉛筆，另一端固定在白紙上，繩子繃緊，將鉛筆繞一圈，也畫出了一個圓。
師：看得出，你們組的創(chuàng)作已經(jīng)初步具備了圓規(guī)的雛形。
生：我們組在繩子的一端系上一塊橡皮，抓住繩子的另一端一甩，也同樣出現(xiàn)了一個圓。
師：盡管這一方法沒有能在白紙上最終“畫”出一個圓，但他們的創(chuàng)造仍然是十分美妙的，不是嗎？（生熱烈鼓掌）
師：可是，既然不用圓規(guī)，我們依然創(chuàng)造出了這么多畫圓的方法，那么俗語中為什么還會有“沒有規(guī)矩，不成方圓”的說法呢？
生：我想，大概是古時候的人們沒想到這些方法吧？（生笑）
生：我覺得不是這樣，因為，或許一開始，“沒有規(guī)矩，不成方圓”指的是沒有圓規(guī)和“矩”畫不出方和圓，但是流傳到后來，它的意思已經(jīng)發(fā)生了改變，不再僅僅指原來的意思了，而是指很多事情，必須要講究規(guī)矩，遵循章法。（不少同學(xué)投以贊許的目光）
師：真沒想到，一條普通的數(shù)學(xué)規(guī)律，經(jīng)過千年流傳，竟逐漸成為我們生活中一條重要的人生準(zhǔn)則。當(dāng)然，同學(xué)們能夠利用各自的智慧，成功演繹“沒有規(guī)矩，仍成方圓”，足以說明大家不凡的創(chuàng)造力了。
［三］
（通過自學(xué)，學(xué)生認(rèn)識完半徑、直徑、圓心等概念后。）
師：學(xué)到現(xiàn)在，關(guān)于圓，該有的知識我們也探討得差不多了。那你們覺得還有沒有什么值得我們深入地去研究？
生：有（自信地）。
師：說得好，其實不說別的，就圓心、直徑、半徑，還蘊藏著許多豐富的規(guī)律呢，同學(xué)們想不想自己動手來研究研究？（想！）同學(xué)們手中都有圓片、直尺、圓規(guī)等等，這就是咱們的研究工具。待會兒就請同學(xué)們動手折一折、量一量、比一比、畫一畫，相信大家一定會有新的發(fā)現(xiàn)。兩點小小的建議：第一，研究過程中，別忘了把你們組的結(jié)論，哪怕是任何細(xì)小的發(fā)現(xiàn)都記錄在學(xué)習(xí)紙上，到時候一起來交流。第二，實在沒啥研究了，別急，老師還為每一小組準(zhǔn)備一份研究提示，到時候打開看看，或許對大家的研究會有所幫助。
（隨后，伴隨著優(yōu)美的音樂，學(xué)生們以小組為單位，展開研究，并將研究的成果記錄在教師提供的“研究發(fā)現(xiàn)單”上，并在小組內(nèi)先進行交流）
師：光顧著研究也不行，我們還得善于將自己的發(fā)現(xiàn)和大家一起交流、一起分享，你們說是嗎？（是）很多小組都向張老師推薦了他們剛才的研究發(fā)現(xiàn)，張老師從中選擇了一部分。下面，就讓我們一起來分享大家的發(fā)現(xiàn)吧！
生：我們小組發(fā)現(xiàn)圓有無數(shù)條半徑。
師：能說說你們是怎么發(fā)現(xiàn)的嗎？
生：我們組是通過折發(fā)現(xiàn)的。把一個圓先對折，再對折、對折，這樣一直對折下去，展開后就會發(fā)現(xiàn)圓上有許許多多的半徑。
生：我們組是通過畫得出這一發(fā)現(xiàn)的。只要你不停地畫，你會在圓里畫出無數(shù)條半徑。
生：我們組沒有折，也沒有畫，而是直接想出來的。
師：噢？能具體說說嗎？
生：因為連接圓心和圓上任意一點的線段叫做圓的半徑，而圓上有無數(shù)個點（邊講邊用手在圓片上指），所以這樣的線段也有無數(shù)條，這不正好說明半徑有無數(shù)條嗎？
師：看來，各個小組用不同的方法，都得出了同樣的發(fā)現(xiàn)。至少直徑有無數(shù)條，還需不需要再說說理由了？
生：不需要了，因為道理是一樣的。
師：關(guān)于半徑或直徑，還有哪些新發(fā)現(xiàn)？
生：我們小組還發(fā)現(xiàn)，所有的半徑或直徑長度都相等。
師：能說說你們的想法嗎？
生：我們組是通過量發(fā)現(xiàn)的。先在圓里任意畫出幾條半徑，再量一量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)它們的長度都相等，直徑也是這樣。
生：我們組是折的。將一個圓連續(xù)對折，就會發(fā)現(xiàn)所有的半徑都重合在一起，這就說明所有的半徑都相等。直徑長度相等，道理應(yīng)該是一樣的。
生：我認(rèn)為，既然圓心在圓的正中間，那么圓心到圓上任意一點的距離應(yīng)該都相等，而這同樣也說明了半徑處處都相等。
生：關(guān)于這一發(fā)現(xiàn)，我有一點補充。因為不同的圓，半徑其實是不一樣長的。所以應(yīng)該加上“在同一圓內(nèi)”，這一發(fā)現(xiàn)才準(zhǔn)確。
師：大家覺得他的這一補充怎么樣？
生：有道理。
師：看來，只有大家互相交流、相互補充，我們才能使自己的發(fā)現(xiàn)更加準(zhǔn)確、更加完善。還有什么新的發(fā)現(xiàn)嗎？
生：我們小組通過研究還發(fā)現(xiàn)，在同一個圓里，直徑的長度是半徑的兩倍。
師：你們是怎么發(fā)現(xiàn)的？
生：我們是動手量出來的。
生：我們是動手折出來的。
生：我們還可以根據(jù)半徑和直徑的意義來想，既然叫“半徑”，自然應(yīng)該是直徑長度的一半嘍……
師：看來，大家的想象力還真豐富。
生：我們組還發(fā)現(xiàn)圓的大小和它的半徑有關(guān)，半徑越長，圓就越大，半徑越短，圓就越小。
師：圓的大小和它的半徑有關(guān)，那它的位置和什么有關(guān)呢？
生：應(yīng)該和圓心有關(guān)，圓心定哪兒，圓的位置就在哪兒了。
生：我們組還發(fā)現(xiàn)，圓是世界上最美的圖形。
師：能說說你們是怎樣想的嗎？
生：生活中，我們到處都能找到圓。如果沒有了圓，我們生活的世界一定會缺乏生機
生：我們生活的世界需要圓，如果沒有了圓，車子就沒法自由的行駛……
師：當(dāng)然，張老師相信，同學(xué)們手中一定還有更多精彩的發(fā)現(xiàn)，沒來得及展示。沒關(guān)系，那就請大家下課后將剛才的發(fā)現(xiàn)剪下來，貼到教室后面的數(shù)學(xué)角上，讓全班同學(xué)一起來交流，一起來分享，好嗎？
生：好。
［四］
師：其實，早在二千多年前，我國古代就有了關(guān)于圓的精確記載。墨子在他的著作中這樣描述道：“圓，一中同長也。”所謂一中，就是指一個――
生：圓心。
師：那同長又指什么呢？大膽猜猜看。
生：半徑一樣長。
生：直徑一樣長。
師：這一發(fā)現(xiàn)，和剛才大家的發(fā)現(xiàn)怎么樣？
生：完全一致。
師：更何況，我古代這一發(fā)現(xiàn)要比西方整整早一千多年。聽到這里，同學(xué)們感覺如何？
生：特別的自豪。
生：特別的驕傲。
生：我覺得我國古代的人民非常有智慧。
師：其實，我國古代關(guān)于圓的研究和記載還遠不止這些。老師這兒還搜集到一份資料，《周髀算經(jīng)》中有這樣一個記載，說“圓出于方，方出于矩”，所謂圓出于方，就是說最初的圓形并不是用現(xiàn)在的這種圓規(guī)畫出來的，而是由正方形不斷地切割而來的（動畫演示：圓向方的漸變過程，如圖②）。現(xiàn)在，如果告訴你正方形的邊長是6厘米，你能獲得關(guān)于圓的哪些信息？
圖②
生：圓的直徑是6厘米。
生：圓的半徑是3厘米。
師：說起中國古代的圓，下面的這幅圖案還真得介紹給大家（出示圖③），認(rèn)識嗎？
生：陰陽太極圖。
師：想知道這幅圖是怎么構(gòu)成的嗎？（想！）原來它是用一個大圓和兩個同樣大的小圓組合而成的（出示圖④）。現(xiàn)在，如果告訴你小圓的半徑是3厘米，你又能知道什么呢？
圖③ 圖④
生：小圓的直徑是6厘米。
生：大圓的半徑是6厘米。
生：大圓的直徑是12厘米。
生：小圓的直徑相當(dāng)于大圓的半徑。
……
師：看來，只要我們善于觀察，善于聯(lián)系，我們還能獲得更多有用的信息。現(xiàn)在讓我們重新回到現(xiàn)實生活中來。平靜的水面丟進石子，蕩起的波紋為什么是一個個圓形？現(xiàn)在，你能從數(shù)學(xué)的角度簡單解釋這一現(xiàn)象了嗎？
生：我覺得石子投下去的地方就是圓的圓心。
生：石子的力量向四周平均用力，就形成了一個個圓。
生：這里似乎包含著半徑處處相等的道理呢。
師：瞧，簡單的自然現(xiàn)象中，有時也蘊含著豐富的數(shù)學(xué)規(guī)律呢。至于其他一些現(xiàn)象中又為何會出現(xiàn)圓，當(dāng)中的原因，就留待同學(xué)們課后進一步去調(diào)查、去研究了。
師：其實，又何止是大自然對圓情有獨鐘呢，在我們?nèi)祟惿畹拿恳粋�角落，圓都扮演著重要的角色，并成為美的使者和化身。讓我們一起來欣賞――
（伴隨著優(yōu)美的音樂，如下的畫面一一展現(xiàn)在學(xué)生眼前：生活中的圓形拱橋、世界著名的圓形建筑、中國著名的圓形景德鎮(zhèn)瓷器、中國民間的圓形中國節(jié)、中國傳統(tǒng)的圓形剪紙、世界著名的圓形標(biāo)志設(shè)計等等，如圖⑤。）
圖⑤
師：感覺怎么樣？
生：我覺得圓真是太美了！
生：我無法想象生活中如果沒有了圓，將會是什么樣子。
生：生活中因為有了圓而變得格外多姿多彩。
……
師：而這，不正是圓的魅力所在嗎？
［五］
師：西方數(shù)學(xué)、哲學(xué)史上歷來有這么種說法，“上帝是按照數(shù)學(xué)原則創(chuàng)造這個世界的”。對此，我一直無從理解。而現(xiàn)在想來，石子入水后渾然天成的圓形波紋，陽光下肆意綻放的向日葵，天體運行時近似圓形的軌跡，甚至于遙遠天際懸掛的那輪明月、朝陽……而所有這一切，給予我們的不正是一種微妙的啟示嗎？至于古老的東方，圓在我們身上遺留下的印痕又何嘗不是深刻而廣遠的呢。有的說，中國人特別重視中秋、除夕佳節(jié)；有人說，中國古典文學(xué)喜歡以大團圓作結(jié)局；有人說，中國人在表達美好祝愿時最喜歡用上的詞匯常常有“圓滿”“美滿”……而所有這些，難道就和我們今天認(rèn)識的圓沒有任何關(guān)聯(lián)嗎？那就讓我們從現(xiàn)在起，從今天起，真正走進歷史、走進文化、走進民俗、走進圓的美妙世界吧！
●自我反思
多少年來，在孩子們的心目中，在教師們的課堂里，數(shù)學(xué)一直與定理、法則、記憶、運算、冷峻、機械等聯(lián)系在一起，難學(xué)難教、枯燥乏味一直成為障礙學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的絆腳石。事實上，造成這一現(xiàn)象的原因是多方面的，而一味注重數(shù)學(xué)知識的傳遞、數(shù)學(xué)技能的訓(xùn)練，漠視數(shù)學(xué)本身所內(nèi)涵的鮮活的文化背景，漠視浸潤在數(shù)學(xué)發(fā)展演變過程中的人類不斷探索、不斷發(fā)現(xiàn)的精神本質(zhì)、力量以及數(shù)學(xué)與人類社會（包括自然的、歷史的、人文的）千絲萬縷的聯(lián)系，顯然應(yīng)看成造成這一現(xiàn)象的重要原因之一。
眾所周知，數(shù)學(xué)本質(zhì)上是一種文化，《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》在前言中明確指出：數(shù)學(xué)的“內(nèi)容、思想、方法和語言是現(xiàn)代文明的重要組成部分。”如何在課程實施過程中踐行并彰顯數(shù)學(xué)的文化本性，讓文化成為數(shù)學(xué)課堂的一種自然本色，我立足從過程與凝聚兩個角度進行探索。“圓的認(rèn)識”一課正是我所作的一次粗淺嘗試。
數(shù)學(xué)發(fā)展到今天，人們對于她的認(rèn)識已經(jīng)歷了巨大的變化。如今，與其說數(shù)學(xué)是一些結(jié)論的組合，毋寧說她更是一種過程，一種不斷經(jīng)歷嘗試、反思、解釋、重構(gòu)的再創(chuàng)造過程。因而對于圓的特征的認(rèn)識，我并沒有沿襲傳統(tǒng)的小步子教學(xué)，即在亦步亦趨的“師生問答”中展開，而是將諸多細(xì)小的認(rèn)知活動統(tǒng)整在一個綜合性、探究性的數(shù)學(xué)研究活動中，通過學(xué)生的自主探索、合作交流、共同分享等，引領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷了一次“研究與發(fā)現(xiàn)”的完整過程。整堂課，“發(fā)現(xiàn)與分享”成為真正的主旋律，而知識、能力、方法、情感等恰恰在創(chuàng)造與分享的過程得以自然建構(gòu)與生成。
在承認(rèn)“數(shù)學(xué)是一種過程”的同時，我們也應(yīng)清晰地意識到，作為人類文化重要組成部分的數(shù)學(xué)，在經(jīng)歷了漫長的發(fā)展過程后，“凝聚”并積淀下了一代代人創(chuàng)造和智慧的結(jié)晶，我們有理由向?qū)W生展現(xiàn)數(shù)學(xué)所凝聚的這一切，引領(lǐng)學(xué)生通過學(xué)習(xí)感受數(shù)學(xué)的博大與精深，領(lǐng)略人類的智慧與文明。藉此，教學(xué)伊始，我們選擇從最最常見的自然現(xiàn)象引入，引發(fā)學(xué)生感受圓的神奇魅力；探究結(jié)束，我們介紹了中國古代關(guān)于圓的記載，從宏觀的視野豐富學(xué)生的認(rèn)識視域；最后，我們更是借助“解釋自然中的圓”和“欣賞人文中的圓”等活動，幫助學(xué)生在豐富多彩的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中層層鋪染、不斷推進，努力使圓所具有的文化特性浸潤于學(xué)生的心間，成為學(xué)生數(shù)學(xué)成長的不竭動力源泉，讓數(shù)學(xué)課堂擺脫原有的習(xí)慣思維與陰影，真正美麗起來。
當(dāng)然，“理想的課程”如何轉(zhuǎn)化為“現(xiàn)實的課程”，這當(dāng)中仍然有許多值得深切關(guān)注的話題。就拿本課教學(xué)而言，實施下來，應(yīng)該說，學(xué)生對于“圓”這一冰冷圖形背后所蘊含的人文的、文化的特性的感受還是十分真切的，然而，作為問題的另一方面，對于基本的數(shù)學(xué)知識、數(shù)學(xué)技能的掌握，在教學(xué)后的反饋中也確實暴露出了一定的問題，尤其表現(xiàn)在部分學(xué)生對于圓的半徑、直徑等概念的理解不夠到位，對于直徑、半徑及其與圓之間的關(guān)系的掌握不夠透徹等。因而，今后我們在數(shù)學(xué)課堂演繹數(shù)學(xué)文化、數(shù)學(xué)精神等層面的同時，如何兼顧知識與技能的教學(xué)，如何使我們的課堂活中有實，實中見活，應(yīng)該還是有一定的啟示意義的。
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