Ứng dụng khối hộp chữ nhật và khối lập phương trong cuộc sống: Toán học quanh ta cho học sinh lớp 3

1. Khái niệm toán học về khối hộp chữ nhật và khối lập phương

Khi học Toán lớp 3, chắc hẳn các bạn đã biết đến khối hộp chữ nhật và khối lập phương. Hai hình này rất quan trọng trong toán học hình học không gian. Khối hộp chữ nhật là hình có 6 mặt đều là hình chữ nhật, các cạnh vuông góc với nhau. Trong khi đó, khối lập phương là trường hợp đặc biệt của khối hộp chữ nhật, khi tất cả các cạnh đều bằng nhau và tất cả các mặt đều là hình vuông.Trong số đông vật dụng quanh ta, rất nhiều có dạng hai khối này. Việc biết tính toán thể tích, diện tích của chúng giúp chúng ta giải quyết nhiều vấn đề thực tế.

2. Ứng dụng khối hộp chữ nhật, khối lập phương trong đời sống hàng ngày

Có rất nhiều ví dụ về ứng dụng khối hộp chữ nhật và khối lập phương trong cuộc sống. Sau đây là một số tình huống quen thuộc:

• • Hộp sữa, hộp bánh (dạng khối hộp chữ nhật): Khi mẹ đi siêu thị, mẹ hay mua cho bạn hộp sữa hoặc hộp bánh. Những chiếc hộp này thường có dạng khối hộp chữ nhật để dễ sắp xếp, vận chuyển và bảo quản thực phẩm.
• • Khối rubik (dạng khối lập phương): Chắc nhiều bạn đã từng chơi rubik rồi đúng không? Khối rubik là hình lập phương với 6 mặt đều bằng nhau, mỗi mặt có màu sắc khác nhau.
• • Gạch xây nhà (thường là khối hộp chữ nhật): Những viên gạch này giúp xây nên tường, nền nhà. Nhờ có hình dạng hộp chữ nhật, việc xếp chồng và kết nối các viên gạch trở nên dễ dàng và vững chắc.

3. Ứng dụng trong các ngành nghề khác nhau

Bạn có biết không, những kiến thức về khối hộp chữ nhật, khối lập phương còn được sử dụng rất nhiều trong các ngành nghề khác nhau. Dưới đây là 5 ví dụ tiêu biểu:

• • Kỹ sư xây dựng: Khi thiết kế phòng học, nhà ở hoặc các công trình, kỹ sư luôn phải tính toán thể tích, kích thước các khối hộp chữ nhật (như phòng, thùng, thùng chứa bê tông...) để đảm bảo vừa đủ và an toàn.
• • Nhà thiết kế bao bì (Packaging): Các sản phẩm như hộp sữa, hộp bánh, hộp quà đều cần tính thể tích và diện tích của vỏ hộp để tiết kiệm nguyên liệu và đóng gói gọn gàng.
• • Giáo viên dạy học: Các thầy cô thường dùng các khối hộp chữ nhật và khối lập phương để minh họa bài học, giúp học sinh dễ hình dung các khái niệm hình học.
• • Nhân viên kho vận: Khi xếp các thùng hàng lên xe, vào kho, nhân viên cần biết diện tích mặt đáy, thể tích các thùng để xếp hàng khoa học, không bị lãng phí chỗ trống.
• • Kỹ sư cơ khí: Trong chế tạo máy móc, việc tạo ra các khối chi tiết hình hộp chữ nhật, lập phương rất phổ biến để ghép, lắp thành các bộ phận lớn.

4. Các ví dụ thực tế với số liệu và tình huống cụ thể

Các con hãy cùng làm quen với vài ví dụ thực tế dưới đây để thấy toán học rất gần gũi:

• • Tính thể tích hộp sữa: Một hộp sữa có chiều dài$12\ \text{cm}$, chiều rộng$7\ \text{cm}$, chiều cao$20\ \text{cm}$. Thể tích hộp sữa là:

• • Đoán xem bạn có thể xếp bao nhiêu khối rubik vào trong hộp: Nếu một hộp lớn là khối hộp chữ nhật có kích thước$30 \times 24 \times 24$(cm), mỗi khối rubik là khối lập phương cạnh$6$cm, hỏi có thể xếp tối đa bao nhiêu khối rubik vào hộp?

Số rubik mỗi chiều:$\frac{30}{6} = 5$,$\frac{24}{6} = 4$,$\frac{24}{6} = 4$→ Tổng số rubik đặt vừa:$5 \times 4 \times 4 = 80$khối rubik.

• • Tính số gạch lát trong phòng: Phòng bạn là khối hộp chữ nhật, dài$4$m, rộng$3$m, cao$3$m. Mỗi viên gạch lát hình vuông cạnh$40$cm. Hỏi cần dùng bao nhiêu viên gạch để lát nền phòng?

Diện tích nền:$4 \times 3 = 12$m$^2$, mỗi viên gạch:$0{,}4 \times 0{,}4 = 0{,}16$m$^2$, số viên gạch:$\frac{12}{0{,}16} = 75$viên (làm tròn).

5. Sự kết nối của khối hộp chữ nhật, khối lập phương với các môn học khác

Không chỉ trong môn Toán, kiến thức về các khối này còn rất hữu ích ở các môn: Vật lí (đo thể tích nước, dung tích bể cá,...), môn Mĩ thuật (vẽ phối cảnh các vật thể hình khối), môn Khoa học (xây dựng mô hình nhà ở, mô hình robot,...) cũng thường ứng dụng các kiến thức hình học khối này.

6. Dự án nhỏ cho học sinh áp dụng kiến thức

• • Làm mô hình hộp quà: Sử dụng giấy bìa cứng tự thiết kế, đo đạc và làm một hộp quà hình hộp chữ nhật hoặc lập phương, ghi lại các số đo và thể tích đã tính được.
• • Thí nghiệm cân nước: Đổ đầy nước vào hộp sữa rỗng đã biết kích thước, đong lại thể tích nước. So sánh với kết quả tính toán từ công thức hình hộp chữ nhật.
• • Khám phá các vật hình hộp quanh nhà: Lập danh sách các vật hình hộp chữ nhật và lập phương ở phòng bếp, phòng khách, rồi đo kích thước, thử tính toán thể tích hoặc diện tích của chúng.

7. Trích dẫn từ chuyên gia

Cô Lê Mai – Giáo viên khối 3, Trường Tiểu học Nguyễn Du chia sẻ:

“Khi học sinh hiểu được ý nghĩa thực tiễn của các khối hộp chữ nhật và lập phương, các em sẽ hào hứng hơn với môn Toán. Các bài học về các khối này không chỉ giúp các em phát triển tư duy logic mà còn rèn luyện kỹ năng đo đạc, tính toán và giải quyết vấn đề trong cuộc sống.”

8. Tài nguyên bổ sung cho học sinh khám phá thêm

• • Sách giáo khoa Toán lớp 3 – Chủ đề Hình học không gian.
• • Các video học toán trên kênh YouTube "Học Toán cùng bé".
• • Trang web khám phá hình học: https://www.mathigon.org

Kết luận

Kiến thức về khối hộp chữ nhật và khối lập phương chính là chìa khóa giúp chúng ta hiểu rõ hơn về thế giới hình học quanh mình. Hi vọng qua bài viết này, các bạn học sinh lớp 3 sẽ nhận ra rằng toán học không hề khô khan mà vô cùng gần gũi, bổ ích trong suốt cuộc sống hàng ngày và sau này lớn lên.