《圆柱和圆锥》整体说明

(一)教学目标

1.认识圆柱和圆锥,了解它们的特征以及它们的区别与联系。

2.能正确计算圆柱的侧面积和表面积。

3.经历探索圆柱和圆锥体积计算方法的过程,理解并掌握它们的体积计算公式,会计算圆柱和圆锥的体积。

4.能解决有关圆柱、圆锥体积的实际问题,在解决问题的过程中体会圆柱、圆锥在生活中的应用价值。

(二)教科书说明圆柱和圆锥是学生在小学阶段最后认识的两个几何图形。本单元教科书除主题图外,主要安排了圆柱、圆锥两个小节和数学文化“古老的几何”等几部分内容。第一节是圆柱的学习,其内容包括圆柱的特征和各部分的名称,圆柱的表面积及其计算,圆柱的体积及其计算等。第二节是圆锥的学习,由圆锥的认识、圆锥体积的计算以及解决相应的实际问题等内容构成。结合圆柱、圆锥的学习安排数学文化“古老的几何”,有助于学生对几何有更多的了解。本单元的内容一方面是《数学课程标准》要求小学生在本学段必须学习并掌握的知识,另一方面又是学生在小学阶段所认识的最后两种立体图形。切实掌握本单元内容,不仅可以帮助学生全面了解圆柱、圆锥的图形特征,发展空间观念,建立小学阶段几何图形知识体系,而且也为中学进一步学习空间与图形打基础,作准备。本单元教科书在内容的编写上具有以下特点:

1.教科书内容贴近学生生活实际《数学课程标准》强调“学生的数学学习内容应当是现实的,有意义的,富有挑战性的”。基于此,本单元教科书在内容的选择与编排上都注意联系学生的生活实际,引导学生在熟悉的物体中去抽象出几何图形。首先,教科书在主题图中借“神舟五号”的成功发射呈现了大量有关圆柱、圆锥的现实场景,为学生在后面的学习中抽象出圆柱、圆锥等几何图形提供了丰富的学习资源。其次,引导学生从钱币、易拉罐、日光灯管、铅锤、谷堆等物体中分别抽象出圆柱和圆锥,使学生从中体会到圆柱、圆锥等几何图形在日常生活中随处可见,它们与生活密不可分。再次,在练习题中让学生应用圆柱的相关知识计算圆形管道输送完一车混凝土所需要的时间,既有现实意义,又富挑战性,同时通过问题的解决也促进了学生对圆柱体积、容积等相关知识的深入理解。

2.重视学生的观察操作活动重视学生的观察、讨论、操作和探索活动,让学生在一系列活动中逐步深入理解所学内容,这是本单元教科书在内容编写上的一大特点。如通过观察将易拉罐的商标纸沿高剪开再展开后的形状,让学生明确圆柱的侧面展开是长方形,从而推导出其侧面积的计算方法;借助圆面积的推导方法,通过把圆柱进行分割和拼合的活动,让学生直观了解拼成的近似长方体与圆柱的关系,从而得出圆柱体积计算公式;引导学生经历把等底等高的圆柱和圆锥分别没入同一个水槽中的实验探索过程,去得出并理解计算圆锥体积的方法;组织开展等底等高的圆柱形和圆锥形容器装沙子的课堂活动,让学生再一次发现它们之间的内在联系,从而加深学生对圆锥体积计算为何要乘13的理解。在圆柱和圆锥的学习过程中,观察、讨论、思考、测量伴随其间,做一做、说一说、分一分、拼一拼、算一算、填一填等活动也在学习内容中占了相当大的比例,突出了实践性,体现了让学生在活动中学习数学的教学理念。

3.重视学生思维能力的培养本单元中的很多内容教科书都未直接给学生提供完整的答案,注意给学生的思考与探索留下足够的空间。反映出教科书注重学生思维能力的培养,突出探索性的编写特点。如“圆柱上下两个圆相等”这一结论,教科书就没有直接给出,而是用第30页讨论图中的提问引导学生通过观察、操作比较去寻找答案;又如“圆锥体积是和它等底等高的圆柱体积的13这个重要结论,教科书也是通过安排学生在水槽中做实验的活动来发现并获得,然后再通过装沙子的课堂活动来加以深化的;再如圆柱的体积计算只是提出了解决的基本思路,通过圆面积的计算方法的迁移去解决,推导过程中学生的思维和探索空间相对较大,对提高学生的思维水平大有裨益。

4.注重学生学习方式的引导本单元教科书在内容的编写上特别注重对学生学习方式予以必要的引导,很多地方都采用了小组讨论、小组合作等学习方式。如在认识圆柱的特征时,教科书就用小组集体讨论的情景图替代了直接文字叙述的单一呈现方式,以同学在观察中提出问题,共同探究的方式来提示学生如何认识并掌握圆柱的特征;圆锥体积的计算方法,教科书引导学生用实验的方法得出,将实验过程用情景、对话、观察记录等方式加以呈现,既符合学生认知规律,同时也体现了对学生学习方法的引导;另外,圆柱侧面积、表面积的认识及测算,圆柱体积、容积的推导、计算等,教科书都通过小组合作交流或实验的方式进行探索。  

教科书还紧扣学习内容,适时地安排“古老的几何”这一数学文化的学习。用图文并茂的方式向学生讲述古今中外有关几何学的数学小故事,这一安排不仅让学生初步了解中外古代数学家在几何发展方面所作出的贡献,更重要的是知道几何学是随社会生产、生活应用日益广泛而发展起来的,它是现代文明不可缺少的重要组成部分。综上所述,凸显学生的小组合作学习,引导学生在小组合作学习中动口、动手、动脑去发现并解决问题,是课改积极倡导的学生学习数学的方式,是本单元教科书编写上的显著特点。

(三)教学提示本单元的教学,应注意发挥教具或媒体直观的优势,用观察、比较、思考、交流等实践活动来帮助学生解决学习中的困难。在调动学生多种感官参与学习的同时,竭力营造民主和谐的学习氛围,让学生充分经历探索发现的过程,进一步发展空间观念。根据本单元教科书内容的特点和学生的认知规律,在教学中可重点从以下几方面对学生的学习进行指导。

1.加强实践活动,帮助学生在活动中掌握图形特征根据教科书内容的安排,在本单元教学中要高度重视学生的观察和操作活动,让学生在活动中认识图形并把握其特征,发现图形间的联系和求侧面积、表面积及体积的基本方法。如让学生通过剪易拉罐商标纸的操作活动去发现圆柱的侧面与展开后的长方形的关系;把圆柱分拼成近似长方体后,发现它与长方体之间的联系;把等底等高的实心圆柱、圆锥分别放入同一个水槽中,从测水位的上升情况来发现圆柱和圆锥的关系;用等底等高的圆柱形和圆锥形容器做装沙子的实验进一步验证它们的关系等。实践活动是帮助学生认识几何图形乃至客观事物不可或缺的重要手段,教学中要注意三点:

1)创设恰当情景,激发起学生操作的心理需要。如在推导圆锥体积公式之前,教师可以进行这样的引导:同学们,我们在推导圆柱的体积公式时,是用分割拼合的方法把它转化成了近似长方体后,再根据两者间的联系得到的。那么,圆锥的体积是不是和圆柱体积的算法完全相同呢?怎样求圆锥的体积呢?你能用实验的方法来说明吗?教师简洁的话语,既让学生懂得教师的期待,又让学生明确学习的目的,以此来燃起学生强烈的操作欲望。

2)关注学生在操作活动过程中的情感体验。教学中不仅要燃起学生强烈的操作欲望,带着明确的目的参与实践活动,而且还应特别关注学生在各个实践活动过程中的感受和体验。如在计算圆柱形杯子的容积的课堂活动中,让学生通过测量相关数据和计算,感受到物体的容积的具体含义,体会体积和容积的区别,从而加深对物体体积和容积的理解。

3)重视操作后的提炼。小学生因受其知识经验、认识水平、表达能力等诸多方面的影响和限制,对实践活动中所反映出的种种数学现象或规律不一定能理解和解释。因此,教师要给予必要的帮助和引导,有意识地引领学生对操作活动中所发现的规律进行提炼和总结,以提高学生对知识的理解水平。如学生把等底等高的圆柱、圆锥分别放入同一水槽做实验后,就应引导他们对所看到的现象进行提炼和总结,让学生会从等量代换的角度去得出水上升部分的体积分别就是圆柱、圆锥的体积,而和圆锥等积的水上升的高度只有和圆柱等积的水上升高度的13,所以圆锥体积只有和它等底等高圆柱体积的13

2.突出知识间的内在联系,引导学生在联系中深化对

圆柱、圆锥的认识本单元两节内容所呈现的虽然是两个各具特征的几何图形,但是圆柱和圆锥在体积的计算方法上却有着本质的联系,我们对此应予以高度的重视,教学中通过突出两者的联系来加深对图形特征及求积方法的理解外,还要全面掌握长方体、正方体、圆柱、圆锥之间的本质联系,通过联系提高学生对圆柱、圆锥的掌握水平。基于此,教学中要有意识突出以下联系:

1)突出圆柱和长方体之间的联系。圆柱的体积公式推导是本单元的重要内容,根据教科书的安排,教学中可充分利用转化的方法,把圆柱转化成一个近似的长方体,这样既让学生获得了圆柱体积计算的方法,又密切了圆柱与长方体之间的本质联系,还能更好地掌握求各种几何体的体积的基本方法——“底面积乘高”。

2)突出圆柱、圆锥之间的联系。如前所述,用“底面积乘高”是求各种几何体体积的基本方法。圆柱的体积计算公式又是圆锥体积计算公式推导的直接基础,在教学中可以通过抓住两者间的联系,利用圆柱体积计算公式推导出圆锥体积计算公式。

3.营造良好的学习氛围,加强学习方法的引导让学生掌握圆柱的表面积、体积和圆锥体积的计算方法,正确地进行面积和体积计算是本单元教学的主要任务。根据学生的认知特点和教科书的提示,教学中要高度重视学生学习方式的引导,特别倡导学生的自主探索与合作交流。一方面要放手让学生通过观察和操作等活动去亲历自主探索图形特征,发现其中规律的过程。如让学生在求油桶表面积的活动中,探索得出求做油桶需要多少铁皮就是求油桶的表面积的结论等。在观察圆柱模型的活动中,探索发现任何圆柱(直圆柱)的上下两个底面都是两个大小完全相等的圆的规律。另一方面,要加强学生间的合作与交流,通过合作交流,相互启发和借鉴,更好地促进知识的理解和技能的形成。本单元许多地方都强调学生的合作探究学习,在教学中要理解教科书编写意图,积极地创设情景,激发学生参与其中的兴趣,让学生的操作、讨论、交流收到实效。首先要依据学习内容和教科书要求创设能激起学生合作学习需要的情景,吸引学生主动采用合作交流的学习方式来完成学习任务。比如计算圆柱的体积时,让学生在小组学习中做一做、议一议,共同去探索并交流求体积的办法。其次是学生的合作学习一定要与自主探索相结合,通过合作促进学生更好地进行自主探索。如在测量一个圆柱形物体的有关长度,再算出它的表面积的活动中,既要重视同学们讨论交流测量方法和计算方法的合作学习,又要重视学生的自主探索。通过圆柱形物体表面积的计算去合理地解决现实生活中不尽相同的有特殊需要(圆柱有底的,无底的,只有一个底的表面积)的问题。再次,要保证学生合作学习交流的时间和空间,否则,这些多样化的学习方式无法实现。数学文化“古老的几何”的教学,主要让学生了解几何的由来以及在社会发展中的重要作用,把对古代中外数学家的崇敬之情变为学习数学的动力,增强学好数学的自信心。