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旋轉的三角也瘋狂——基于圓錐體積公式推導的數學思考

發布時間:2020-02-05

旋轉的三角也瘋狂——基于圓錐體積公式推導的數學思考


如果能證明五面體acdef的體積正好是四面體abef的兩倍,那倒可以成為圓錐體積“三分之一說”的另一種證明方法,可惜弧面的計算方法是我未曾涉獵的知識,這次被學生問住開始促使我重新審視自己的知識結構,我所擁有的知識還遠遠不夠啊!

復雜問題,怎樣深入淺出
  學生期盼的解答終于揭開面紗,但這么復雜的解釋想讓6年級的學生接受似乎有點困難,得想個好方法。
  那天我走進教室的時候,手中多了1個圓形蛋糕。我先借用范托的道具演示了一番,讓學生清楚感受到形成的是1個圓柱體,然后拿出蛋糕,“我們來切一個面看看”,我從圓心出發切了1刀,讓學生想象切面是什么形狀,學生想到了,是長方形,只不過藏在里面。“30個這樣的長方形疊加呢?”我拿出了另外的30個大小相同的長方形追問。“是長方體。”學生毫不猶豫地回答,我按他們的意思疊加了一遍,果然是長方體。接著我不緊不慢地說,“如果旋轉了一度算一片,旋轉30度左右,該切在哪里啊?“很多學生自告奮勇來切,一塊蛋糕就切下來了。“觀察,你發現了什么?”在兩個物體的比較中學生很快明白了直線疊加和旋轉疊加的不同(如圖九):直線疊加兩端同時增厚,而旋轉疊加一端增厚,沿軸的一端厚度卻一直沒有發生變化。我乘勝追擊,“適合直線疊加的推論就不一定會適合旋轉疊加,因為有一部分被互相‘擠’掉了。”說的時候我還特地使勁捏了捏長方體的一端。有些學生開始醒悟了,小聲地說“那就不一定是二分之一了。”
  “這就滿足了啊!那我的蛋糕不是浪費了嗎?”我故意賣了個關子,學生頓時來了精神。“還有什么?”我拿起切下的那塊蛋糕,“這個面是長方形吧?沿對角線一分是兩個一模一樣的三角形吧?好,沿這條對角線把蛋糕切開,兩塊一樣大嗎?”學生中起了爭論,不一會兒就只剩下一種聲音,當蛋糕被我用上面的方法切開來后,學生終于明白:用面的方法來思考體,是不周到的。當那兩個他們說不出形狀的體真實地擺在他們面前時,他們已經明白了錯誤的原因,那個我也無法用他們現在所能理解的數學語言來解釋的原因。
  學生驚嘆的眼神讓我獲得了巨大的滿足,多日來的辛苦也似乎有了最大的補償。學然后知不足,教然后知困。知不足,然后能自省也;知困,然后能自強。從今后,瘋狂旋轉的或許不再只是孤獨的三角形!

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