开展实验探究,形成“变中有不变”的数学思想
――六年级数学备课组关于新授课“圆柱的体积”教学研究
“圆柱的体积”是数学课程标准中“空间与图形”领域内容的一部分。本课引导学生探索并掌握圆柱的体积计算公式。教材重视让学生体会转化思想和极限思想,引导学生经历把圆柱切开、再拼成一个近似长方体的逐步细分的过程。然后引导学生观察和推理,得出转化前后的圆柱与长方体各部分间的对应关系,初步感悟直柱体体积的一般计算方法,从而得出圆柱体积的计算公式的两种形式。在圆柱体积计算的应用中,教材编排了生活化的同题情境,重视提高学生的应用意识和问题解决策略,全面发展学生的问题解决能力。
本课之前,学生已经学过了圆面积公式的推导方法,有了把圆形拼成近似的长方形的经验,但还缺乏把平面知识类推到立体的思想方法。学生已经掌握了长、正方体的体积统一的计算公式“V=sh”,初步掌握了一些转化的思想访求,能直观的感知到圆柱和长、正方体的联系和区别,可以借助学具把圆柱的底面转化成长方形,圆柱就相应地转化成长方体,但学生能转化前后各部分的对应关系理解会比较困难。我校六年级的学生思维活跃,喜爱动手操作实验,操作实验热情高,学生对把捏成长方体和把圆柱切开并拼成长方体会比较感兴趣,但会觉得操作好玩而比较盲目。大部分孩子初步掌握了转化的思想,有一定的推理能力,对“变中有不变”的思想理解有一定的困难,本节课的重点就是通过实验探究,分析问题、解决问题,形成“变中有不变”的思想方法。
一、问题引入,初步感知“变中有不变”的数学思想。
本课,我们从怎样测量并计算水的体积引入课题。水是生活中学生常见的物体,知道水无色无味,无形状,用什么形状的容器装它,它就呈什么形状,把水装入长方体容器里面,通过测量水的长、宽、高,用“长×宽×高”计算出水的体积。唤起学生转化的思想:水的形状变了,水的体积不变,从而初步感知“变中有不变”的思想。水的形状能随着容器形状的改变而改变,圆柱体彩泥的则需要学生主动去创造条件:“把圆柱体的彩泥捏制成长方体”,这样才能测量数据求出彩泥的体积。启发学生用转化的方法把新知转化为旧知,达到解决问题的目的。
二、实验探究,初步形成“变中有不变”的数学思想。
实验(一)四人小组合作,探究求圆柱彩泥的体积。
实验步骤:(1)四人小组合作,测量并记录圆柱体彩泥的相关数据。学生可能测量的数据:直径、高。](2)小组讨论:将圆柱体彩泥捏制成什么形状?学生会把彩泥捏成长方体、正方体,如果改变了圆柱的高,则只能得到体积,如果能保持原有的高不变,则能发现圆柱体积的计算方法。(3)测量、记录并计算出彩泥的体积。(4)小组汇报。捏成长方体时,量长、宽、高的数据,计算出的体积,数据可能不同但体积基本相同。长方体的体积就是圆柱体的体积。得出:底面积乘高=圆柱的体积。
实验(二)同桌合作,探究求圆柱体学具的体积。
实验步骤:(1)同桌两名同学,一人将学具捆成圆柱体形状,另一个将切开的圆柱体拼成其它形状。便于学生对比,找出圆柱体与长方体之间的联系。(2)认真观察二者之间的联系,并记录。(3)思考:怎样计算这个学具的体积。
三、归纳总结,形成“变中有不变的”数学思想
学生通过实验探究发现:
1、通过切拼,可以将圆柱体转化成近似的(长方)体。将圆柱底面等分成16份、32份、64份……,分成的扇形越多,拼成的立体图形就越接近于长方体。
2、这个长方体的底面积等于圆柱的底面积 ,这个长方体的高等于圆柱的高 。
3、因为长方体的体积等于底面积乘以高,所以,圆柱体的体积计算公式是:V=sh=π
4、“侧面积×半径=圆柱体的体积”,老师及时引导学生进行推理,两个计算公式合二为一。
本节课,我们根据学生的发展需要,从整体、本质上理解“圆柱的体积”计算公式的理解和推导。并通过本课去认识世界上的事物总是在不断变化、发展着的,而变化中又蕴含着联系和不变的因素,从错综复杂的变化中发现这种联系和不变,从而找到解决问题的突破口,形成“变中有不变的”数学思想。

