學習重點 面積是平面區域的大小;測量面積,就是求出該區域相當於多少個面積單位。 非標準面積單位不必是正方形,也可以是書本、紙張、報紙等。但必須用同樣大小的單位,無縫隙、不重疊地覆蓋。 以長、寬的測量結果相乘時,要確認乘積代表哪一種單位形狀,不能把「幾個邊長」直接當成「幾張紙」。 面積概念的發展順序是:直接比較 → 非標準單位測量 → 標準單位測量 → 面積單位換算。 長方形面積教學先從具體覆蓋與點數開始,再進到行列結構與乘法,最後才用量邊與公式求面積(CPA 序列)。 核心觀念 一、先分清楚:測量的是長度,還是面積? 長度描述線段有多長,面積描述平面區域有多大。用尺、紙張的一條邊、板擦長或手指幅長去量桌面的長與寬,得到的是長度的測量結果。用紙張鋪滿桌面,再計算紙張數量,才是直接以面積單位測量。 長方形的長、寬可以相乘求面積,但乘積必須配上正確的面積單位。例如長、寬都以「一個板擦的長」為單位,相乘後對應的是以板擦長為邊長的正方形面積,並不是一個板擦底面的面積。同樣地,「手指幅長」是長度,不能直接當作覆蓋桌面的面積單位。 二、個別單位測量:單位一致、完整拼合 個別單位測量是用生活中的物件作為非標準單位,例如同樣大小的紙張、書本封面或攤開的報紙。關鍵有三點: 每個單位的面積相同。 覆蓋時不重疊、不留空隙。 完整覆蓋待測區域;邊緣不足一個單位時,必須處理剩餘部分,不能直接忽略。 「單位一致」指測量過程採用相同的面積單位,不表示長方形單位的長邊與短邊必須一樣長。非標準面積單位可以是長方形。只要依相應方向完整拼合,就能用「每排個數 × 排數」求出總數。 測量方式乘積代表的面積判斷關鍵 用同規格書本的長邊量待測面的長,用短邊量待測面的寬在方向對應、可完整排列的條件下,代表若干個書本封面的面積兩個方向合起來組成的單位,正是一本書的長方形封面,故合理 長與寬都用紙張(或書本)的同一條邊測量代表若干個「以該邊為邊長的正方形」面積這個正方形不是原來的長方形紙張或書本,說成「幾張紙」「幾本書合起來的大小」都不合理 長與寬都用板擦長、手指幅長等長度測量代表若干個以該長度為邊長的正方形面積板擦、手指幅本身不是這個面積單位,說成「幾個板擦」「幾個手指幅」不合理 以同樣大小的紙張完整鋪滿待測面代表實際覆蓋的紙張總面積直接以紙張為面積單位,可用張數表達面積,合理 設一本書封面的長、寬分別為 a、b。待測長方形的長為 m 個 a、寬為 n 個 b,則面積為 m×n 個書本封面。若兩個方向都用 a 測量,乘積的單位面積就是 a×a,而不是 a×b。判斷正誤要看乘積對應哪一個面,不能只看是否寫了乘法。 學生尚未學過標準面積單位時,最合理的做法是直接拿同樣大小的物件鋪滿,再計算數量。也可以分別用物件的長邊、短邊對應待測面的長與寬。 三、面積測量概念的認知發展 面積學習通常依直接比較 → 非標準單位測量 → 標準單位測量 → 面積單位換算的順序安排:先理解「哪個面比較大」,再理解「用什麼單位量」,最後處理不同單位之間的關係。 發展階段活動特徵學習重點 直接比較將課本封面與桌面疊合,觀察哪個面能被另一個面包含不必算出數值,也能比較面積大小 非標準單位測量用報紙或紙張鋪排走廊、桌面,計算需要幾張用相同單位反覆覆蓋,把面積大小數量化 標準單位測量用平方公分板覆蓋圖形並點數,再比較面積建立共同的面積單位,測量結果便於溝通與比較 面積單位換算把平方公尺與平方公分化成同一單位後比較掌握不同面積單位之間的倍數關係 因為 1 公尺=100 公分,所以 1 平方公尺=100×100=10000 平方公分。面積換算必須同時考慮兩個方向,不能只套用長度的換算倍數。面積相等的圖形可以有不同形狀,所以面積 1 平方公尺的正方形與面積 10000 平方公分的長方形,面積相等。 判斷題目順序時,先替每個活動貼上階段標籤: 兩物直接疊合比較 → 直接比較 用報紙、紙張鋪排 → 非標準單位 用平方公分板 → 標準單位 平方公尺與平方公分互比 → 單位換算 四、由逐格點數,發展到行列乘法與公式 建立長方形面積公式時,重點是讓學生理解長與寬為何可以相乘,而不是只背公式。可依下列順序安排: 覆蓋並逐格點數:用單位方塊或平方公分板覆蓋長方形,一格一格數出總數,建立「面積是單位面積的累積」的概念。 辨識行列結構:發現每排格數相同,利用「每排格數 × 排數」求總格數,從逐一點數進到乘法計數。 由邊長推知單位數:不必實際覆蓋,用尺量得長、寬後,推知每排可放幾個單位正方形、共有幾排,再求面積。 運用公式:把上述關係概括為「長方形面積=長×寬」,並正確標示平方單位。 例如長 5 公分、寬 3 公分的長方形,每排可放 5 個 1 平方公分的正方形,共 3 排,所以面積為 5×3=15 平方公分。「一排有 5 平方公分」的依據,是這一排包含 5 個單位正方形,不是把 5 公分直接改寫成 5 平方公分。 解法特徵理解層次 覆蓋平方公分板,一格一格數出總格數最初階:逐一點數 覆蓋平方公分板,看出一排幾格、有幾排,用乘法算中階:掌握行列結構 只用尺量邊長,推想每排幾個平方公分、有幾排較高階:脫離實物覆蓋,由長度推算面積 五、具體、半具體與抽象的表徵銜接 面積教學可依 CPA 序列進行:具體操作(Concrete)→ 圖像表徵(Pictorial)→ 抽象符號(Abstract)。 具體:學生實際拿單位方塊鋪排、數出個數。 半具體:透過排列方塊圖或方格圖辨識行列,理解長×寬的意義。 抽象:以數字、算式與「長×寬」公式直接計算。 判斷活動順序時,要看學生需要依賴多少操作與圖像支持:實物鋪排最具體;圖示保留單位與排列關係;單憑邊長與公式求算最抽象。題目中的甲、乙、丙只是代號,不代表先後順序,必須依各活動內容是具體、半具體或抽象來排列。 常考陷阱 「長、寬都用同一條邊量,相乘就是原物件的個數」:要檢查兩個方向共同構成的單位面積。都用紙張長邊(或書本同一邊)量,得到的是以該邊為邊長的正方形,不能稱為紙張張數或書本大小。 「長與寬用了書本不同的邊,所以單位不一致」:同規格書本的長邊、短邊分別對應待測面的兩個方向,且能完整排列時,乘積就是書本封面的個數,這種做法正確。 「量出幾個板擦長、幾個手指幅長,相乘就是幾個板擦、幾個手指幅」:這些都是長度單位,相乘後不是該物件的面積。 「乘法算對,面積測量就合理」:算式正確不代表單位正確,要同時檢查覆蓋方式、單位面積與結果名稱。 「非標準單位只能用正方形」:長方形紙張也可以當面積單位,關鍵是同樣大小、完整覆蓋、不重疊、不留空隙。 「用了平方公分板,就比直接比較、鋪報紙還基礎」:平方公分板屬於標準單位,排在直接比較與非標準單位之後,在單位換算之前。 「先教公式,再讓學生鋪方塊驗算」:題目問概念建立的合理順序時,應先操作、再圖像,最後才是公式。 「同樣得到 15 格,認知層次就相同」:逐格點數、行列相乘、量邊推算,依序需要更高的結構理解與抽象思考。 「依代號甲→乙→丙排就對」:代號與順序無關,必須依活動內容判斷。 「面積單位換算沿用長度倍數」:公尺換公分是 100 倍,平方公尺換平方公分則是 10000 倍。 「形狀不同,面積就不同」:比較面積要看覆蓋大小或換算後的數值,不能只憑正方形、長方形的名稱判斷。 記憶口訣 測量看覆蓋:同大小、不重疊、無空隙。 單位要看面,不能只看邊;長配長、短配短,才是原單位。 認知發展:先比面,再鋪面,後標準,再換算。 公式建立:先數格,再數排,量邊推,公式來。 CPA:先摸方塊,再看圖,最後算式公式出。