让学生建立清晰的空间观念

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  【教学内容】人教版教材五年级下册第 18~19页。
  【教学目标】
  1.学生能够认识长方体,掌握长方体的特征,会求长方体的棱长总和。
  2.学生通过观察、操作,提高探索意识和实践能力,初步养成空间观念和想象能力。
  3.激发学生强烈的求知欲望,培养学生学习数学的情感、态度。
  【教学过程】
  一、欣赏过程,體验由来
  师课件展示长方体的由来(如图1)。
  师:这节课我们就来进一步认识长方体。(板书课题)
  (评析:“点动成线,线动成面,面动成体”这一过程的展示,可以让学生初步感受长方体的由来,并隐约感受长方体由点、线、面组成,为下面的教学做好铺垫。)
  二、借助模型,认识特征
  1.认识名称。
  师出示一个长方体纸盒:我摸到的平平的部分叫作什么?
  生:面。(板书)
  师:摸一摸两个面相交的地方,叫作什么?
  生:棱。(板书)
  师:三条棱相交于一点,这个点叫作什么?
  生:顶点。(板书)
  (评析:面、棱、顶点的实际表象学生已经知道,有意识地进行引导与梳理,可以让学生把表象与名称一一对应。)
  2.认识特征。
  ⑴学生自学
  师:现在我们已经知道了长方体各个部分的名称,下面请同桌之间讨论完成任务单上的学习任务(如图2),有困难时可以看着自己手中的长方体模型。
  [我们能发现:][(1)长方体有 个面。
  (2)每个面是什么形状的?
  (3)哪些面是完全相同的?
  (4)长方体有 条棱。
  (5)哪些棱长度相等?
  (6)长方体有 个顶点。
  ][大家还有什么发现?][面][棱][顶点]
  图2
  (评析:长方体的基本特征,学生完全能自己自学完成。设计这组填空就是给学生创造一个自学、讨论的时间和空间。)
  ⑵把握特征
  师:谁来汇报一下?
  生:长方体有6个面。(板书)
  生:长方体每个面是长方形。
  师:每个面都是长方形吗?
  生:我手中的这个长方体有2个面是正方形。
  师展示学生的长方体,学生纷纷表示同意。
  师:一般长方体的6个面是长方形,特殊长方体有2个面是正方形。(课件展示结论)
  生:相对的面完全相同。
  师:什么叫相对的面?
  生:上和下相对,前和后相对,左与右相对。
  生:长方体有12条棱。(板书)
  生:相对的棱长度相等。
  生:长方体有8个顶点。(板书)
  师:除这些之外,还有什么发现?
  生:我这个长方体有2个面是正方形,4个面完全相同,8条棱完全相等。
  师:嗯,你说的完全正确!此时应该有……(掌声响起)
  (评析:学生的潜能是无穷的。在相互交流中,长方体的基本特征清晰地展示在学生眼前,学生的空间想象力得到了发展。)
  三、体验分组,深化认识
  1.尝试分组。
  师出示长方体框架图(如图3)。
  师:请大家观察手中的模型,把图3中的12条棱分分组!同桌之间可以相互讨论。(学生开始活动)
  生:我是把图3中最长的4条棱看作一组,把竖起来的4条棱看作一组,把最短的4条棱看作一组。(大家表示同意)
  师:你的依据是什么?
  生:因为最长的4条棱一样长,最短的4条棱也一样长,竖起来的4条棱也一样长,所以就把它们分成3组。
  师:根据长度相等来分,有一定的道理!还有别的依据吗?
  生:因为最长的4条棱互相平行,最短的4条棱也互相平行,竖起来的4条棱也互相平行,所以分成3组。
  师:大家能听懂他的意思吗?
  生:能。
  师:对,最长的4条棱互相平行可以看成一组,最短的4条棱互相平行可看成一组,竖起来的4条棱也互相平行,看成一组。也就是分组的依据是互相平行。(课件配套演示,板书:互相平行——3组)
  (评析:“把12条棱分分组”,可以让学生对12条棱的长短及位置关系有所思考。其中的依据1——长短相同,学生快速发现;依据2——互相平行,在教师的追问下也能较好地发现。)
  2.再次分组。
  师:请同学们观察一下,长方体的一个顶点与几条棱相连?
  生:3条。
  师课件展示图4。
  师:是这样的3条吗?
  生:是的。
  师:如果把从同一个顶点出发的3条棱看成一组,那又可以把12条棱怎么分组?
  生:每组3条,分成4组。
  师:你上台来指一指。(生上台指,师课件闪烁显示)
  师:对,如果把从同一个顶点出发的3条棱看成一组,12条棱可以分成4组。
  师:这样分组的依据是什么?
  生:它们相交于一个顶点。
  生:它们互相垂直!
  师:真的互相垂直吗?(生表示肯定)
  师:看来,12条棱如果以互相垂直为依据,可以分成4组。(板书:互相垂直——4组)
  (评析:以互相垂直为依据把12条棱分成3组有一定难度,因此在教学时教师事先介入。在图4的指引下,学生的空间想象力有了依靠,分组的依据大多学生能够发现。)   3.再识名称。
  师:从同一顶点出发的3条棱,在长方体中有着重要作用,我今天隆重介绍一下。
  师出示图5:这是长方体的下底面,我们通常把底面上较长的棱叫作长方体的长,较短的一条棱叫作长方体的宽,把垂直于底面上的棱叫作长方体的高。
  师出示图6:请快速说出图中各长方体的长、宽、高各是多少厘米。
  生:第一个长方体的长是10厘米,宽是6厘米,高是3厘米。
  生:第二个长方体的长是6厘米,宽是3厘米,高是10厘米。
  生:第三个长方体的长是10厘米,宽是6厘米,高是3厘米。
  师:摆放的位置改变,长方体的长、宽、高也就会怎样?(生:改变)
  师:但什么是不变的?
  生:这3个数据没变。
  生:长、宽、高的总长度是不变的。
  师:真的吗?
  学生计算后,回答:真的!
  师:长方体长、宽、高的总长度,也叫作棱长总和。(板书:棱长总和)
  (评析:借助实物和图片,学生能较好地认识长、宽、高的变与不变。“棱长总和”这一概念的引出,为下面的练习做好铺垫。)
  4.感受变化。
  师出示课件:像这个长方体,当它的长发生改变时,会引起什么改变?
  生:前、后、左、右4个面都变长了。(课件动态演示)
  师:当它的长改变后,什么是不变的?
  生:宽和高没变。
  生:左面和右面的大小没变。
  师:说得很到位!
  师:像这个长方体,当它的宽发生改变时,会引起什么改变?
  生:上、下、左、右4个面变长了。(课件动态演示)
  师:什么不变?
  生:长和高不变。前、后2个面不变。
  师:像这个长方体,当它的高发生改变时,会引起什么改变?
  生:前、后、左、右4个面变高了。(课件动态演示)
  师:什么不变?
  生:长和宽不变。上、下2个面大小不变。
  师:如果把这个长方体的长、宽、高都缩小为0,这个长方体又变成了什么?
  生:应该是一个点吧!
  师:是不是一个点,请看电脑演示。(长、宽、高缩小为0后,从体变成面,再从面变成线,再从线变成点)
  (评析:借助问题与课件的动态演示,一可以让学生感受长、宽、高之间的相互依存性,二可以让学生拓宽空间想象力,三可以让学生感受点、线、面、体之间的关系。)
  5.展开想象。
  师课件出示图7。
  师:如果我从长方体框架分离出这样一组长、宽、高,你还能想象出原长方体的大小形状吗?
  师:想象一下,它的长、宽、高分别是多长?
  生:长是9厘米,宽是4厘米,高是7厘米。
  师:请描述一下前、后2个面的长和宽。
  生 :长是9厘米,宽是4厘米。
  师:左、右2个面呢?
  生:长是7厘米,宽是4厘米。
  师:前、后2个面呢?
  生:长9厘米,宽是7厘米。
  师:看来,长方体的长、宽、高决定了长方体的大小和形状。
  (評析:借助图7,让学生想象前后、左右、上下6个面的形状,并说出它们的长和宽。通过想象,既丰富了学生的空间想象力,又让学生感受到长方体的长、宽、高决定长方体的大小和形状。)
  四、实际运用,强化核心
  1.判断。
  ⑴长方体有6个面、12条棱和8个点。( )
  ⑵长方体的6个面中,可能会有4个面的面积相等。( )
  ⑶有一组相对的面是正方体的长方体,它有4个面完全相同,8条棱长度相等。( )
  ⑷长方体的长、宽、高不能相等。( )
  ⑸长方体有6个面,每个面有4条棱,共24条棱。( )
  2.一个用铁丝围成的长方体框架(如图8),做这个框架要用多少铁丝?(不考虑连接处)
  师:做这个框架需要多少铁丝?这是求什么?
  生:求铁丝的总长度。
  生:求这12段铁丝的总长度。
  生:求这个长方体的周长。
  生:求这个长方体的棱长总和。
  师:对,求棱长总和。(学生开始求)
  生:8×4 4×4 3×4=60(厘米)。
  师:什么意思?
  生:因为长方体有4条长,4条宽,4条高,所以把长、宽、高都乘4。
  师:所以,长方体的棱长总和=长×4 宽×4 高×4。(板书)
  师:还有不同的方法吗?
  生:(8 4 3)×4=60厘米。
  师:什么意思?
  生:先算一组长、宽、高的总长度,长方体共有4组长、宽、高,所以再乘4。
  师:说的很有道理!
  师:长方体的棱长总和又等于什么?
  生:长方体的棱长总和=(长 宽 高)×4。
  师:刚才同学们提炼出两种求棱长总和的方法。你们认为哪一种更简洁?
  生:第二种。
  3.用一根长48厘米的铁丝围成一个长方体,这个长方体长4厘米,高2厘米,它的宽是多少厘米?
  (评析:第1题重在巩固学生的对长方体本质特征的把握,需借助实物进行讲解。第2题重在让学生探索求棱长总和的两种方法并适当优化。第3题重在提升学生的逆向思维能力,时间允许,将其呈现。)
  【总评】
  “长方体的认识”是学生系统学习立体图形的开始,是典型的种子课。如何让学生掌握长方体的特征并建立起清晰的空间观念,是本课教学的主要出发点。为此,可以从以下几个方面加以关注。
  (一)让学生厘清图形的由来
  让学生厘清知识的来龙去脉,是数学教学的应然任务。本课教学的第一环节,我们通过“点动成线,线动成面,面动成体”的动态展示,让学生初识长方体的由来。然后在学生认识长方体的长、宽、高后,又将这三者相继缩短为0变成点,从而让学生再次认识到长方体的源头所在。
  (二)让学生厘清图形的特征
  厘清长方体的特征是本课教学的重点。为此,我们先创设一个自学任务,让学生借助手中的长方体模型来认识一般长方体的基本特征。同时通过交流,让学生认识到特殊长方体的特征。最后通过板书让学生进一步巩固长方体的空间特征。
  (三)让学生厘清概念的内涵
  让学生能够准确辨别长方体的长、宽、高也是本课教学的重要任务。其中12条棱的分组是学生认识长、宽、高的基础,也是本课教学的难点所在。为此,我们分两个层次进行。第一层次,借助实物和图片让学生自己总结12条棱分类的依据——长度相等或互相平行。第二层次,借助图片引导让学生认识到从1个顶点引出的3条棱也可以分为一组,从而突破分组的另一个依据——互相垂直。在揭示长、宽、高的概念之后,通过及时反馈,既让学生学会找长、宽、高,又让学生认识到长、宽、高的变与不变。
  (四)让学生厘清图形的变化
  长方体的形状千变万化,如何让学生厘清呢?为此,我们先让学生想象图形的变化,然后借助画图软件让学生感悟长、宽、高的变化所带来的图形的变化,从而丰富学生的空间想象力。最后借助图片,让学生在想象中把握上、下、前、后、左、右6个面的形状及相关数据,从而让学生切实感受到长、宽、高决定长方体的大小和形状。
  (浙江省仙居县白塔镇第二小学 317317)
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