让面积公式“飞”起来

      今天橄榄树教室的课堂可谓热闹非凡,你争我辩,甚至是面红耳赤,这到底是怎么回事儿?现在把镜头拉回课堂中。

      宋老师刚刚把这节课要探索“梯形的面积”的话题说完,凯同学立即脱口而出:梯形面积我会求,太简单了,不就是上底加下底的和乘高除以2嘛!此时良立即反驳:你能说出它的计算公式,但是你知道它是怎么得来的吗?

        于是,一场轰轰烈烈的探索和争辩就这样拉开了帷幕!(由于小组多,小编只能跟踪一个小组来记录他们探索的整个历程。)

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      只见瀚这一组先在本子上画了下面这幅图,并写了如下结论:

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      瀚说,ADC的面积是1/2ha,ABC的面积是1/2he,把它们相加得到1/2ha+1/2he,加号两边的乘法算式中,除了1/2外,再也找不到其它相同的量,因为这两个三角形的高不相等。而数学要追求简洁美,我们并不能将这个算式化简,所以这种方法不可行,最后以失败告终。

      到底该以哪条边为底求这两个三角形的面积,并能与梯形的上底,下底和高联系上呢?瀚小组开始尝试画出ABD(如下图)的三条高(因为他们已经发现了ADC的高和梯形的高相等,只要再找到ABD的一条和梯形的高有关系就行)。

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        有了直观的图形后,他们一下子就发现可以利用h3这条高求ABD的面积,因为三角形的高h3与梯形的高相等,而此时的底AB不但是ABD的底,也是梯形的上底,如上图分析。就这样,梯形的面积也便呼之欲出了。

      他重新用文字语言梳理了一下自己的思路:沿着梯形的对角线将梯形分割成两个三角形,分别求出两个三角形的面积,ACD的面积1/2ha,ABD的面积1/2ha,ABD的面积1/2hc,梯形的面积就等于两个三角形的面积之和,也就是1/2ha+1/2hc,根据乘法分配律可以将其化简成1/2h×(a+c)。而a正好是梯形的下底,c是梯形的上底,h是梯形的高,所以梯形面积就等于(上底+下底)×高÷2。也就意味着,如果知道了梯形的上底,下底和高,那么我们就能求出这个梯形的面积。反过来,我们要求梯形的面积,我们必须知道梯形的上底,下底和高分别是多少。

        符号语言表示:S=(a+b)×h÷2

      有没有井井有条的感觉?其实下面发生的事情更会令你对他刮目相看。

      按照正常思路,这个过程到此就可以暂告一段落,直接进入下一个阶段——探索其它方法,但是瀚作为小组长,人家可是容不得一个组员拉下。瞧!直播又来啦!

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      他先让芸来画图,并解释,芸很快通过考察。

      紧接着烨上场,只见瀚严格要求烨规范画图,尤其是平行线的画法,更是示范在先,模仿在后。然后要求他画高的时候一定要画出虚线,标上直角符号......尽管被瀚这样多次“无理”要求,但是烨却在要求中擦了再画,画了再擦,始终保持谦逊的绅士风度。

      在烨分享思路的过程中,瀚不断追问他,为什么这样做?它的合理性在哪里?直到烨顺利分析结束,他才真正“放过”了烨。

        由于时间有限,尽管他们仅仅探索了一种方法,但是每个人对梯形面积公式的来历却是非常清晰,非常牢固的,每个孩子脸上绽放的笑容就是最好的答案。

      小编因为一直沉醉于瀚的小组讨论中,差点儿把其它小组讨论的精彩结论给严重忽视了。那就让我们一起带着欣赏的眼光来走进下一组涵的讨论吧。

        涵说,我们是先研究等腰梯形面积公式的,沿着等腰梯形的高,我们将一个等腰梯形分割成一个直角三角形和一个直角梯形,再把这个直角三角形补在这个梯形的左边,这样就构成了一个长方形。如图:

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        此时,长方形的面积就等于这个等腰梯形的面积。也就是说我们只要将长方形的面积求出来就可以了。而长方形的长等于梯形的上底减去梯形的下底,再除以2,再加上底。其实长方形的长也可以等于梯形的上底加下底的和的1/2)长方形的宽就是梯形的高。这样一来,梯形的面积就顺利得到了。

        符号语言表示:S梯形=【(a-b)÷2+b】×h=1/2(a+b)×h

        等腰梯形具备上面的规律,一般的梯形呢?咱们再来欣赏另一个小组的分享。

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        先把这个一般梯形分割成两个直角三角形和一个长方形,然后再分别把这两个三角形补成两个长方形,再把最右边的小长方形平移到图形的左边,这样的话,梯形的面积就可以通过求大长方形的面积得到了,其中阴影部分的面积就是原来梯形的面积,阴影部分中的两个三角形面积是左边长方形面积的1/2,再加上右边长方形的面积,通过化简后,便可得到梯形的面积。

        符号语言表示:S梯形=(b-a)×h÷2+a×h=(b-a)×h÷2+2a×h÷2=(b-a+2a)×h÷2=(b+a)×h÷2(此化简过程是通过老师引导的)

      除了上述方法外,良还展示了他的成果:

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      任意两个完全相同的梯形总能拼成一个平行四边形,这个平行四边形的底是原来梯形的上底与下底的和,平行四边形的高就是梯形的高,所以,只要计算出平行四边形的面积后,再除以2,便是这个梯形的面积。

    符号语言表示:S梯形=(a+b)×h÷2

还有,还有:

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      过B点做AD的平行线交DC于点E,沿着BE把这个梯形分割成一个平行四边形和一个三角形。三角形的面积等于1/2a h,平行四边形的面积等于bh,为什么它们的高都用h表示呢?因为平行线之间的距离处处相等,所以,平行四边形ABED的高和BEC的高相等。经过各种转化、合并后,也可以探索出梯形的面积。

      符号语言表示:S=1/2ha+hb=1/2ha+1/2hb×2=1/2h×(a+2b)(大家突然疑惑了,怎么不是前边证明的结果呀,括号里并不是上底与下底的和呀,这是通过老师引导,孩子们发现此时的a表示BEC的底,b表示梯形的上底,那么下底就是a+b),所以这样也可以证明梯形的面积等于上底加下底的和乘以高除以2。

      行至此时,宋宋老师神秘地告诉孩子们,其实梯形、三角形、平行四边形和长方形的面积可以归纳为一类,它们是相辅相存的。

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        如梯形,可以把上底无限缩短,当它的长度缩短至0时,就变成了一个三角形。此时,梯形的面积就和三角形的面积公式一样了。最初孩子们不信,看着完全不同的面积公式,怎么会变成一样的呢?通过讨论,孩子们惊奇的发现,真的是。梯形的面积=(上底+下底)×高÷2=(0+下底)×高÷2=下底×高÷2。

      反之,三角形的一个点无限拉长为一条线段时,它又变成了梯形,当拉长至和下底同样长时,又变成了一个长方形;或者说梯形的上底可以向两端无限延伸,当它延伸至和梯形的下底相等时,梯形就变成了长方形。梯形的面积=(上底+下底)×高÷2=2×下底×高÷2=下底×高。

        同理,长方形也可以通过拉伸变化,变成梯形,甚至三角形;而平行四边形则是两个完全相同的三角形......好神奇的变化,孩子们讨论的简直入迷了,被这些图形的多变魔力彻底折服了。

      一节讨论课就这样结束了,可是孩子们探索的热情有增无减,探索的欲望也随着岁月的悠长绵延不绝。

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