圓錐的體積教學設計及評析
學情分析
美國教育心理學家奧蘇伯爾說：“如果我不得不把教育心理學還原為一條原理的話，影響學習的最重要的原因是學生已經知道了什么，我們應當根據學生原有的知識狀況進行教學。”本節(jié)課是學生在認識了圓錐特征的基礎上進行學習的。圓錐高的概念仍是本節(jié)課學習的一個重要知識儲備，因而有必要在復習階段利用直觀教具通過切、摸等活動，幫助學生理解透徹。學生分組操作時，肯定能借助倒水（或沙子）的實驗，親身感受等底等高的圓柱與圓錐體積間的3倍關系。但是他們不易發(fā)現隱藏在實驗中的“等底等高”的這一條件，這是實驗過程中的一個盲點。為凸現這一條件，可借助體積關系不是3倍的實驗器材，引導學生經歷去粗取精、去偽存真、由表及里、層層逼近的過程，進行深度信息加工。
教學過程
一、復習舊知，鋪墊孕伏
1.（電腦出示一個透明的圓錐）仔細觀察，圓錐有哪些主要特征呢？
2．復習高的概念。
（1）什么叫圓錐的高？
（2）請一位同學上來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，幫助學生進行操作）
評析：
圓錐特征的復習簡明扼要。圓錐高的復習頗具新意，通過動手操作，從而使抽象的高具體化、形象化。
二、創(chuàng)設情境，引發(fā)猜想
1. 電腦呈現出動畫情境（伴圖配音）。
夏天，森林里悶熱極了，小動物們都熱得喘不過氣來。一只小白兔去“動物超市”購物，在冷飲專柜熊伯伯那兒買了一個圓柱形的雪糕。這一切都被躲在一旁的狐貍看見了，它也去熊伯伯的專柜里買了一個圓錐形的雪糕。小白兔剛張開嘴，滿頭大汗的狐貍拿著一個圓錐形的雪糕一溜煙跑了過來。（圖中圓柱形和圓錐形的雪糕是等底等高的。）
2. 引導學生圍繞問題展開討論。
問題一：狐貍貪婪地問：“小白兔，用我手中的雪糕跟你換一個，怎么樣？（如果這時小白兔和狐貍換了雪糕，你覺得小白兔有沒有上當？）
問題二：（動畫演示）狐貍手上又多了一個同樣大小的圓錐形雪糕。（小白兔這時和狐貍換雪糕，你覺得公平嗎？）
問題三：如果你是森林中的小白兔，狐貍手中的圓錐形雪糕有幾個時，你才肯與它交換？（把你的想法與小組同學交流一下，再向全班同學匯報）
過渡：小白兔究竟跟狐貍怎樣交換才公平合理呢？學習了“圓錐的體積“后，就會弄明白這個問題。
評析：
數學課程要關注學生的生活經驗和已有的知識體驗，教師在引入新知時，創(chuàng)設了一個有趣的童話情境，使枯燥的數學問題變?yōu)榛钌纳瞵F實，讓數學課堂充滿生命活力。學生在判斷公平與不公平中蘊涵了對等底等高圓柱和圓錐體積關系的猜想，他們在這一情境中敢猜想、要猜想、樂猜想，在猜想中交流，在交流中感悟，自然地提出了一個富有挑戰(zhàn)性的數學問題，從而引發(fā)了學生進一步探究的強烈欲望。
三、自主探索，操作實驗
下面，請同學們利用老師提供的實驗材料分組操作，自己發(fā)現屏幕上的圓柱與圓錐體積間的關系，解決電腦博士給我們提出的問題。
出示思考題：
（1）通過實驗，你們發(fā)現圓柱的體積和圓錐體積之間有什么關系？
（2）你們的小組是怎樣進行實驗的？
1. 小組實驗。
（1）學生分6組操作實驗，教師巡回指導。（其中4個小組的實驗材料：沙子、水、水槽、量杯、等底等高的圓柱形和圓錐形容器各一個；另外2個小組的實驗材料：沙子等，既不等底也不等高的圓柱形和圓錐形容器各一個，體積有8倍關系的，也有5倍關系的。
（2）同組的學生做完實驗后，進行交流，并把實驗結果寫在長條黑板上。
2. 大組交流。
（1）組織收集信息。
學生匯報時可能會出現下面幾種情況，教師把這些信息逐一呈現在插式黑板上：
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）引導整理信息。
指導學生仔細觀察，把黑板上的信息分類整理。（根據學生反饋的實際情況靈活進行）
（3）參與處理信息。
圍繞3倍關系的情況討論：
① 請這幾個小組同學說出他們是怎樣通過實驗得出這一結論的？
② 哪個小組得出的結論更加科學合理一些？
圓錐的體積是等底等高的圓柱體積的1/3。
（突出等底等高，并請他們拿出實驗用的器材，自己比劃、驗證這個結論。）
③引導學生自主修正另外兩個結論。
3. 誘導反思。
（1）為什么有兩個小組實驗的結果不是3倍關系呢？
（2）把一個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？這時和圓柱體積有什么關系？
4. 推導公式。
嘗試運用信息推導圓錐的體積計算公式。
（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條件？
5. 問題解決。
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。
評析：
圓錐體積公式的推導，教師敢于大膽放手，讓學生自主探索，經歷“再創(chuàng)造”的過程。學生在教師的引導下，通過觀察、實驗、猜測、驗證、推理與交流等數學活動，積極主動地發(fā)現了等底等高的圓柱與圓錐體積間的關系，進而推導出圓錐體積的計算公式。特別是數學交流體現得很充分，有學生與教師之間的交流、學生與學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，它能催化學生的意義建構。在有的小組實驗失敗后，引導學生在反思中不斷進行自我調控，在調控中增強了體驗的力度，有效培養(yǎng)了學生的元認知能力。
四、運用公式，解決問題
1. 教學例1。一個圓錐形的零件，底面積是19平萬厘米，高是12厘米。這個零件的體積是多少？
2. 學生嘗試行算，指名板演，集體訂正。
3. 引導小結：不要漏乘1/3；計算時，能約分時要先約分。
五、鞏固練習，拓展深化（略）
六、質疑問難，總結升華
通過這節(jié)課的學習，你們探索到了什么？怎樣推導出圓錐體積公式的？
回到童話情節(jié)。我們發(fā)現三個圓錐形的雪糕換一個與它等底等高的圓柱形雪糕公平合理，如果狐貍只用一個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該是什么樣的？配合用課件演示、
總評
1.摸得清，考慮周。教師能深入了解學生，對學生的原有認知水平、知識技能、情感態(tài)度，即學習起點能力分析得比較清楚。設計教案時，能充分估計教學過程的復雜性，考慮學生在課堂上可能發(fā)生的“意外情況”，以順應學生的學習過程，力求構建一種非直線型的教學路徑，這樣的教學設計思路值得提倡。
2.理念新，設計巧。教師能利用《數學課程標準（實驗稿）》的理念處理教材，加工教材。如本節(jié)課結合了現實中的具體情景，創(chuàng)設了一個學生喜聞樂見的童話情境——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。教學中盡量做到一波未平，一波又起，整節(jié)課的結構渾然一體。教師遵循了“現實題材——數學問題——數學模型——數學方法——解決問題”的過程來設計教學，引導學生親身經歷將實際問題抽象成數學模型，并進行探索與應用的過程，使學生逐步學會用數學知識和方法解決生活中的實際問題。
3.重建構，促發(fā)展。建構主義學習觀認為，學習是學習者主動建構內部心理表征的過程，不同的學習者可能以不同的方式來建構對事物的理解，產生不同的建構結果，本節(jié)課在實驗探索中，學生通過小組合作，發(fā)現出等底等高的圓柱體積是圓錐體積的3倍，有的同學會持反對意見，這樣剛剛建立起來的平衡旋即被打破，當大家發(fā)現他們的實驗器材不等底等高時，又能建立起新的平衡，學生在“平衡——不平衡——新的平衡”中，認知結構得到了豐富和發(fā)展。多樣化的數學活動，如實驗、交流、反思、推理、問題解決使學生的意義建構有了堅實的基礎。學生的情感在認知的過程中也得到了和諧的發(fā)展，他們在相互交往中加深了理解、溝通和包容，品嘗到了探索成功的喜悅
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