在孩子们通过前面几本书建立了基础的数的概念后,我们将一同推开另一扇数学的大门——几何。
《折纸的几何》这本书将向我们证明,最深刻的几何原理并不只存在于课本的习题里,它们就藏在每一张普普通通的纸上,等待着我们一起,在动手折纸的过程中建构空间观念。
在开始共读之前,我们依然可以问自己两个问题:
1.当孩子看到一个正方形时,是只知道它四条边一样长,还是能通过折叠,自己发现它对边平行、对角线垂直且平分这些隐藏的属性?
2.他是否能理解对称不仅是一个美术概念,更是一个精确的数学思想,意味着图形在对折前后能够完全重合?
如果孩子对这些感到陌生,那么这本书的精读将至关重要。我们一起,把折纸从一项手工活动,升华为一场探索图形本质的思维实验。
我们引导孩子学习几何,其意义远不止于认识图形的名称。在这个过程中,孩子将初步建构起未来数学与科学学习的关键能力:
1. 空间想象能力:在脑海中操作和旋转图形,这是将来学习立体几何的基础。
2. 逻辑推理能力:从操作、折叠出发,通过观察结果,逆向推导出图形的本质。
3. 模型化思想:将复杂的图形,理解为由对称、全等、相似等基本几何关系构成的模型。
掌握这些通过实践获得的思维能力,远比死记硬背各种定义重要得多。
一、低年级(1-2年级):
从形到体,在折叠中初识图形的基本属性
对应课本知识:
一下《认识图形》;
二上《观察物体》;
核心任务:
通过折纸,直观感知基本图形(如正方形、长方形、三角形等)的特征。
深度精读活动:
1
图形魔术师
任务:通过折叠,将一个长方形变成不同的图形。
操作:发给孩子一张长方形纸。引导其对折,观察可以变成两个什么图形?(两个长方形或两个三角形)。多次对折,还能变出什么更小的图形?
讨论:在折叠时,你是沿着哪里折的?(引导说出边、角、中间)。折完之后,两边的大小、形状怎么样?(引入一样大的概念,为全等埋下伏笔)。
与课本链接:此活动让孩子在玩中熟悉图形,理解图形之间可以通过折这个动作相互转化,为未来学习图形的分割与拼组打下基础。
2
轴对称图形
任务:为图形找到它的对称轴。
操作:给孩子正方形、长方形、圆形、等腰三角形的纸。让他们通过折叠,找到能让图形两边完全重合的折痕。
深度讨论:哪些图形只有一条对称轴?哪些有很多条?为什么圆形这么特别?(有无数条)。这条神奇的折痕,在数学上就叫对称轴。
与课本链接:这是对轴对称图形最直观、最深刻的理解方式,远超课本上的图片观察。
二、中年级(3-4年级):
从属性到推理,探索折叠中的数学规律
对应课本知识:
三上《长方形和正方形》;
四上《平行四边形和梯形》;
核心任务:
从直观的折叠,过渡到理性的测量与推理,探索图形角度、平分等规律。
深度精读活动:
1
角度侦探
任务:不用量角器,用折纸探究角度。
操作:将一张正方形纸对角折,展开后问:
这条折痕把原来的直角分成了两个多大的角?(45°)
将圆形纸对折两次,展开后问:这个扇形的角是多少度?(90°)
深度讨论:你是怎么推理出这个角度的?(一个平角是180°,对折分成两份,每份是90°;一个周角是360°,对折两次分成四份,每份是90°)。折纸,就是我们身边的量角器。
与课本链接:此活动将角的概念与分数思想结合,为学习角的度量和分数乘法做了绝佳的铺垫。
2
平分大师
任务:仅通过折叠,将一个矩形纸片分成面积相等的8份。你能想出几种方法?
操作:引导孩子尝试横向对折、纵向对折、对角线折等不同策略。
深度讨论:这些不同的分法,虽然形状不同,但为什么面积都是相等的?(因为它们都是通过平均分得到的)。这让你对分数表示平均分有了什么新的理解?
与课本链接:此活动深刻揭示了分数的本质,并将几何分割与分数意义完美融合。
三、高年级(5-6年级):
从推理到证明,感悟几何不变性
对应课本内容:
五上《多边形的面积》;
六下《图形与几何》;
核心任务:
运用折纸中发现的规律解决面积、体积问题,并初步接触“几何证明”的思想。
深度精读活动:
1
无字证明面积公式
任务:通过折纸,自己证明三角形面积公式。
操作:剪下两个完全一样的三角形,通过折叠和拼接,将它们组合成一个平行四边形或长方形。
深度讨论:这个新图形的面积你会算吗?(底×高)。那么,其中一个三角形的面积是多少?(底×高÷2)。我们通过操作,自己就发现了这个伟大的公式!
与课本链接:此活动将三角形面积公式从需要记忆的结论,转变为可以通过实践推导发现的真理,这是对孩子思维方式的革命性提升。
2
几何不变量侦探
任务:探究一张纸在形状剧烈变化后,什么几何量改变了?什么没有改变?
操作:将一张长方形纸反复折叠成锯齿形并剪开。测量并对比剪开前后图形的周长和面积。
深度讨论:为什么面积没有改变?(因为还是原来那张纸,面积是守恒的)。为什么周长会大大增加?(因为我们创造了大量新的边)。
这个发现让你对周长和面积这两个概念有了什么新的认识?(它们是图形两个独立的属性,形状改变时,一个可以剧烈变化,而另一个可以保持不变)。
与课本链接:此活动是对周长与面积概念的深度学习与辨析,是等积变形思想的直观体现。它让孩子感悟到,在千变万化的数学世界中,寻找那些不变的性质,往往是解决问题的关键。
当我们合上《折纸的几何》这本书,我们希望孩子带走的,不仅是几个图形的名称和属性。
更希望的,是这三颗种子的进一步生长:
第一颗是“动手验证”的种子——让他们坚信,真理可以通过自己的双手去探索和证实。
第二颗是“空间想象”的种子——让他们能够在大脑中构建、旋转和拆解图形,获得一双数学家的眼睛。
第三颗是“逻辑贯通”的种子——让他们看到,图形的数(角度、边长)与形(对称、全等)是如此和谐统一。
从认识图形,到探索属性,再到逻辑证明,对几何的认知深度,将决定孩子是仅仅学会了辨认,还是真正获得了构建和理解我们所处空间形式的能力。这便是我们为孩子搭建的,从二维平面迈向三维空间的思维桥梁。
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