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“圓錐的體積”教學(xué)設(shè)計(jì)與評(píng)析
學(xué)情分析
美國(guó)教育心理學(xué)家?jiàn)W蘇伯爾說(shuō)：“如果我不得不把教育心理學(xué)還原為一條原理的話，影響學(xué)習(xí)的最重要的原因是學(xué)生已經(jīng)知道了什么，我們應(yīng)當(dāng)根據(jù)學(xué)生原有的知識(shí)狀況進(jìn)行教學(xué)�！北竟�(jié)課是學(xué)生在認(rèn)識(shí)了圓錐特征的基礎(chǔ)上進(jìn)行學(xué)習(xí)的。圓錐高的概念仍是本節(jié)課學(xué)習(xí)的一個(gè)重要知識(shí)儲(chǔ)備，因而有必要在復(fù)習(xí)階段利用直觀教具通過(guò)切、摸等活動(dòng)，幫助學(xué)生理解透徹。學(xué)生分組操作時(shí)，肯定能借助倒水（或沙子）的實(shí)驗(yàn)，親身感受等底等高的圓柱與圓錐體積間的3倍關(guān)系。但是他們不易發(fā)現(xiàn)隱藏在實(shí)驗(yàn)中的“等底等高”的這一條件，這是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的一個(gè)盲點(diǎn)。為凸現(xiàn)這一條件，可借助體積關(guān)系不是3倍的實(shí)驗(yàn)器材，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷去粗取精、去偽存真、由表及里、層層逼近的過(guò)程，進(jìn)行深度信息加工。
教學(xué)過(guò)程
一、復(fù)習(xí)舊知，鋪墊孕伏
1.（電腦出示一個(gè)透明的圓錐）仔細(xì)觀察，圓錐有哪些主要特征呢？
2．復(fù)習(xí)高的概念。
（1）什么叫圓錐的高？
（2）請(qǐng)一位同學(xué)上來(lái)指出用橡皮泥制作的圓錐體模型的高。（提供刀片、橡皮泥模型等，幫助學(xué)生進(jìn)行操作）
評(píng)析：
圓錐特征的復(fù)習(xí)簡(jiǎn)明扼要。圓錐高的復(fù)習(xí)頗具新意，通過(guò)動(dòng)手操作，從而使抽象的高具體化、形象化。
二、創(chuàng)設(shè)情境，引發(fā)猜想
1. 電腦呈現(xiàn)出動(dòng)畫情境（伴圖配音）。
夏天，森林里悶熱極了，小動(dòng)物們都熱得喘不過(guò)氣來(lái)。一只小白兔去“動(dòng)物超市”購(gòu)物，在冷飲專柜熊伯伯那兒買了一個(gè)圓柱形的雪糕。這一切都被躲在一旁的狐貍看見(jiàn)了，它也去熊伯伯的專柜里買了一個(gè)圓錐形的雪糕。小白兔剛張開(kāi)嘴，滿頭大汗的狐貍拿著一個(gè)圓錐形的雪糕一溜煙跑了過(guò)來(lái)。（圖中圓柱形和圓錐形的雪糕是等底等高的。）
2. 引導(dǎo)學(xué)生圍繞問(wèn)題展開(kāi)討論。
問(wèn)題一：狐貍貪婪地問(wèn)：“小白兔，用我手中的雪糕跟你換一個(gè)，怎么樣？（如果這時(shí)小白兔和狐貍換了雪糕，你覺(jué)得小白兔有沒(méi)有上當(dāng)？）
問(wèn)題二：（動(dòng)畫演示）狐貍手上又多了一個(gè)同樣大小的圓錐形雪糕。（小白兔這時(shí)和狐貍換雪糕，你覺(jué)得公平嗎？）
問(wèn)題三：如果你是森林中的小白兔，狐貍手中的圓錐形雪糕有幾個(gè)時(shí)，你才肯與它交換？（把你的想法與小組同學(xué)交流一下，再向全班同學(xué)匯報(bào)）
過(guò)渡：小白兔究竟跟狐貍怎樣交換才公平合理呢？學(xué)習(xí)了“圓錐的體積“后，就會(huì)弄明白這個(gè)問(wèn)題。
評(píng)析：
數(shù)學(xué)課程要關(guān)注學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)和已有的知識(shí)體驗(yàn)，教師在引入新知時(shí)，創(chuàng)設(shè)了一個(gè)有趣的童話情境，使枯燥的數(shù)學(xué)問(wèn)題變?yōu)榛钌纳瞵F(xiàn)實(shí)，讓數(shù)學(xué)課堂充滿生命活力。學(xué)生在判斷公平與不公平中蘊(yùn)涵了對(duì)等底等高圓柱和圓錐體積關(guān)系的猜想，他們?cè)谶@一情境中敢猜想、要猜想、樂(lè)猜想，在猜想中交流，在交流中感悟，自然地提出了一個(gè)富有挑戰(zhàn)性的數(shù)學(xué)問(wèn)題，從而引發(fā)了學(xué)生進(jìn)一步探究的強(qiáng)烈欲望。
三、自主探索，操作實(shí)驗(yàn)
下面，請(qǐng)同學(xué)們利用老師提供的實(shí)驗(yàn)材料分組操作，自己發(fā)現(xiàn)屏幕上的圓柱與圓錐體積間的關(guān)系，解決電腦博士給我們提出的問(wèn)題。
出示思考題：
（1）通過(guò)實(shí)驗(yàn)，你們發(fā)現(xiàn)圓柱的體積和圓錐體積之間有什么關(guān)系？
（2）你們的小組是怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的？
1. 小組實(shí)驗(yàn)。
（1）學(xué)生分6組操作實(shí)驗(yàn)，教師巡回指導(dǎo)。（其中4個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)材料：沙子、水、水槽、量杯、等底等高的圓柱形和圓錐形容器各一個(gè)；另外2個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)材料：沙子等，既不等底也不等高的圓柱形和圓錐形容器各一個(gè)，體積有8倍關(guān)系的，也有5倍關(guān)系的。
（2）同組的學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)后，進(jìn)行交流，并把實(shí)驗(yàn)結(jié)果寫在長(zhǎng)條黑板上。
2. 大組交流。
（1）組織收集信息。
學(xué)生匯報(bào)時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)下面幾種情況，教師把這些信息逐一呈現(xiàn)在插式黑板上：
① 圓柱的體積正好是圓錐體積的3倍。
② 圓柱的體積不是圓錐體積的3倍。
③ 圓柱的體積正好是圓錐體積的8倍。
④ 圓柱的體積正好是圓錐體積的5倍。
⑤ 圓柱的體積是等底等高的圓錐體積的3倍。
⑥ 圓錐的體積是等底等高的圓柱體積的1/3
……
（2）引導(dǎo)整理信息。
指導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察，把黑板上的信息分類整理。（根據(jù)學(xué)生反饋的實(shí)際情況靈活進(jìn)行）
（3）參與處理信息。
圍繞3倍關(guān)系的情況討論：
① 請(qǐng)這幾個(gè)小組同學(xué)說(shuō)出他們是怎樣通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出這一結(jié)論的？
② 哪個(gè)小組得出的結(jié)論更加科學(xué)合理一些？
圓錐的體積是等底等高的圓柱體積的1/3。
（突出等底等高，并請(qǐng)他們拿出實(shí)驗(yàn)用的器材，自己比劃、驗(yàn)證這個(gè)結(jié)論。）
③引導(dǎo)學(xué)生自主修正另外兩個(gè)結(jié)論。
3. 誘導(dǎo)反思。
（1）為什么有兩個(gè)小組實(shí)驗(yàn)的結(jié)果不是3倍關(guān)系呢？
（2）把一個(gè)空心的圓錐慢慢按入等底等高且裝滿水的圓柱形容器里，剩下水的體積是多少？這時(shí)和圓柱體積有什么關(guān)系？
4. 推導(dǎo)公式。
嘗試運(yùn)用信息推導(dǎo)圓錐的體積計(jì)算公式。
（1）這里Sh表示什么？為什么要乘1/3？
（2）要求圓錐體積需要知道哪兩個(gè)條件？
5. 問(wèn)題解決。
童話故事中的小白兔和狐貍怎樣交換才公平合理呢？它需要什么前提條件？（動(dòng)畫演示:等底等高）之后播放狐貍拿著圓錐形雪糕離去的畫面。
評(píng)析：
圓錐體積公式的推導(dǎo)，教師敢于大膽放手，讓學(xué)生自主探索，經(jīng)歷“再創(chuàng)造”的過(guò)程。學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)、猜測(cè)、驗(yàn)證、推理與交流等數(shù)學(xué)活動(dòng)，積極主動(dòng)地發(fā)現(xiàn)了等底等高的圓柱與圓錐體積間的關(guān)系，進(jìn)而推導(dǎo)出圓錐體積的計(jì)算公式。特別是數(shù)學(xué)交流體現(xiàn)得很充分，有學(xué)生與教師之間的交流、學(xué)生與學(xué)生之間的交流以及小組或大組的多向交流，這種交流是立體、交叉型的，它能催化學(xué)生的意義建構(gòu)。在有的小組實(shí)驗(yàn)失敗后，引導(dǎo)學(xué)生在反思中不斷進(jìn)行自我調(diào)控，在調(diào)控中增強(qiáng)了體驗(yàn)的力度，有效培養(yǎng)了學(xué)生的元認(rèn)知能力。
四、運(yùn)用公式，解決問(wèn)題
1. 教學(xué)例1。一個(gè)圓錐形的零件，底面積是19平萬(wàn)厘米，高是12厘米。這個(gè)零件的體積是多少？
2. 學(xué)生嘗試行算，指名板演，集體訂正。
3. 引導(dǎo)小結(jié)：不要漏乘1/3；計(jì)算時(shí)，能約分時(shí)要先約分。
五、鞏固練習(xí)，拓展深化（略）
六、質(zhì)疑問(wèn)難，總結(jié)升華
通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，你們探索到了什么？怎樣推導(dǎo)出圓錐體積公式的？
回到童話情節(jié)。我們發(fā)現(xiàn)三個(gè)圓錐形的雪糕換一個(gè)與它等底等高的圓柱形雪糕公平合理，如果狐貍只用一個(gè)圓錐形的雪糕和小白兔交換，而不使小白兔吃虧，那么圓錐形的雪糕應(yīng)該是什么樣的？配合用課件演示、
總評(píng)
1.摸得清，考慮周。教師能深入了解學(xué)生，對(duì)學(xué)生的原有認(rèn)知水平、知識(shí)技能、情感態(tài)度，即學(xué)習(xí)起點(diǎn)能力分析得比較清楚。設(shè)計(jì)教案時(shí)，能充分估計(jì)教學(xué)過(guò)程的復(fù)雜性，考慮學(xué)生在課堂上可能發(fā)生的“意外情況”，以順應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，力求構(gòu)建一種非直線型的教學(xué)路徑，這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)思路值得提倡。
2.理念新，設(shè)計(jì)巧。教師能利用《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)稿）》的理念處理教材，加工教材。如本節(jié)課結(jié)合了現(xiàn)實(shí)中的具體情景，創(chuàng)設(shè)了一個(gè)學(xué)生喜聞樂(lè)見(jiàn)的童話情境——狐貍和小白兔換雪糕，并把這一故事情節(jié)貫穿整節(jié)課的始終。教學(xué)中盡量做到一波未平，一波又起，整節(jié)課的結(jié)構(gòu)渾然一體。教師遵循了“現(xiàn)實(shí)題材——數(shù)學(xué)問(wèn)題——數(shù)學(xué)模型——數(shù)學(xué)方法——解決問(wèn)題”的過(guò)程來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生親身經(jīng)歷將實(shí)際問(wèn)題抽象成數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行探索與應(yīng)用的過(guò)程，使學(xué)生逐步學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)知識(shí)和方法解決生活中的實(shí)際問(wèn)題。
3.重建構(gòu)，促發(fā)展。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀認(rèn)為，學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者主動(dòng)建構(gòu)內(nèi)部心理表征的過(guò)程，不同的學(xué)習(xí)者可能以不同的方式來(lái)建構(gòu)對(duì)事物的理解，產(chǎn)生不同的建構(gòu)結(jié)果，本節(jié)課在實(shí)驗(yàn)探索中，學(xué)生通過(guò)小組合作，發(fā)現(xiàn)出等底等高的圓柱體積是圓錐體積的3倍，有的同學(xué)會(huì)持反對(duì)意見(jiàn)，這樣剛剛建立起來(lái)的平衡旋即被打破，當(dāng)大家發(fā)現(xiàn)他們的實(shí)驗(yàn)器材不等底等高時(shí)，又能建立起新的平衡，學(xué)生在“平衡——不平衡——新的平衡”中，認(rèn)知結(jié)構(gòu)得到了豐富和發(fā)展。多樣化的數(shù)學(xué)活動(dòng)，如實(shí)驗(yàn)、交流、反思、推理、問(wèn)題解決使學(xué)生的意義建構(gòu)有了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。學(xué)生的情感在認(rèn)知的過(guò)程中也得到了和諧的發(fā)展，他們?cè)谙嗷ソ煌屑由盍死斫�、溝通和包容，品嘗到了探索成功的喜悅
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