在测量体验中深刻理解度量思想

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  摘要:数学概念是数学的“细胞”,也是构成数学体系的“基石”。小学生数学核心素养的发展离不开数学概念的支撑,而概念的建立又是在一次次数学活动体验中累积而成的。数学活动体验在深化理解概念,促进学生的深度学习方面功不可没,它是培养学生敏捷的思维能力、提升核心素养的重要载体。教学本课时可立足学情,创设情境,引发度量兴趣;测量体验,引发冲突,认识统一度量单位的必要性;围绕核心问题,组织探究,进入理性思维;更新测量方法,深入辨析,领悟数学高阶思维;设计练习活动,促进知识的内化与外拓,提升数学核心素养五个方面,让学生深刻理解度量思想。
  关键词:数学概念;测量体验;度量思想;深入
  数学概念是数学的“细胞”,也是构成数学体系的“基石”。小学生数学核心素养的发展离不开数学概念的支撑,而概念的建立又是在一次次数学活动体验中累积而成的。数学活动体验在深化理解概念,促进学生的深度学习方面功不可没,它是培养学生敏捷的思维能力,提升核心素养的重要载体。
  “课桌有多长”是北师版《义务教育教科书·数学》二年级上册第六单元“测量”里的内容。图形的测量体现了度量意识、空间观念、应用意识的发展,测量的关键是选取恰当的测量单位对图形进行度量,使学生在测量的实际操作过程中积累数学活动经验,感受数学思想,进而从量的角度挖掘图形中所隐藏的数学性质,培养学生的度量意识。这些隐性的知识、思想是教学中最为关键的因素,是形成学生空间观念的基础,也有利于学生数学素养的长远发展。下面就以“课桌有多长”为例,谈谈怎样通过数学活动体验积累活动经验,促使度量思想走向深入。
  一、立足学情,创设情境,引发度量兴趣
  二年级的学生已经有了两次关于长度单位的直接经验(即一年级上册的“比长短”和“教室有多长”的自选单位测量),在这两次测量活动中,学生对长度概念有了一些直观认识,并会用“长、短、一样长、短一些、长得多、有几个什么那么长”等词语来形象地描述物体的长度特征。从“课桌有多长”开始,学生要学习定量的方法,即比较准确地描述一个物体究竟有多长。
  针对学生的年龄特点和认知规律,我设计了这样的教学情境:“请同学们仔细观察桌面,工厂师傅要为我们的桌面铺一张合适的塑料垫板,我们要为工厂师傅提供哪些数据呢?”一个好的情境,评判的标准就是看它是否能唤起兴趣、激活认知、产生冲突、激发创造。那好的情境从哪里来?它来自教师通过对教材的深度挖掘,制定出的教学目标;来自教师对班级不同学生认知特点的充分了解;来自让学生先行的课堂预习活动的反馈;来自对学生想法的倾听、感知和捕捉;来自教学实践、反思所生成的教学智慧……基于此,这个教学情境的设计无疑是成功的,它从学生所熟悉的现实情境出发,以测量垫板的长和宽的长度作为驱动任务,唤醒了学生已有的生活经验,学生的测量需求一下子就被激發了出来,课堂氛围顿时变得很活跃。
  二、测量体验,引发冲突,认识统一度量单位的必要性
  度量单位是几何度量中的重要内容,是基于现实生活的需要而逐渐形成的,是人类祖先的伟大发明,也是前人智慧的集中体现。在测量中选择合适的度量单位是关键,度量单位的多样性和统一性反映了人类测量活动的发生、发展的历程,反映了测量的本质。因此,在测量体验中带领学生回溯人类的认知发展过程,经历数学知识的“再创造”过程是十分必要的,因为它是指导个体认知发展的最佳方法。根据测量产生和发展的历史,根据学情,在正式学习“统一单位度量”之前,我设计了运用“非标准长度单位测量”这一环节,即自选单位测量,目的就是引发冲突,进而让学生感受建立统一度量单位的必要性。
  师:怎样测量课桌的长边与短边的长度?
  生:用尺子量,用数学书量,用文具盒量,用手量,用橡皮量……
  师:用手量,就要引进一个概念“拃”。什么是“拃”?
  生:就是拇指和中指之间的长。
  师:正确。下面以小组为单位进行实际测量。要求先商量好你们小组选择什么测量工具,再实际测量,最后以喜欢的方式把测量结果填在表格里。(学生活动时,教师巡视指导。对于测量中没有做标记或没有一个挨一着个测量的学生,教师应及时帮助提醒减少误差。)
  学生小组合作测出课桌长度后,我组织学生进行了交流,并在黑板上呈现出各组的测量结果。
  然后,引导学生观察发现:“为什么测量同一物体的长度,得到的结果不同?”“这么多的测量结果,把哪一种报给工厂师傅,比较合适呢?”这一问,犹如一石激起千层浪,它激活了学生的思维,让学生发现,正是度量的标准不统一,测出的结果才会五花八门。把这样的结果送给工厂师傅,工厂师傅肯定不知所措,必然是无从下手。这样,建立统一的度量单位这一共识便呼之欲出。这种数学活动经验,正是在“做”与“思”的过程中积淀出来的,学生经历了一次数学化的过程,从实际问题中抽象出数学问题,“必须使用统一的度量工具才能得到统一的结果”,从而引出测量的核心概念——厘米。
  三、围绕问题,深入探究,转向理性思维
  尺子是每个学生必配的学习用具,二年级学生虽然年龄小,但对尺子已经很熟悉,他们常在手工课上用尺子画直线,还有一部分学生已经知道了可以用尺子测量长度。但1厘米到底有多长,学生还不是很清楚,课堂上需要通过大量的测量和实践活动,让学生充分去感知,从而建立表象。所以在接下来的教学活动中,我以核心问题“1厘米有多长?”引领学生层层开展探究体验活动,深入理解“厘米”这个概念,逐步实现长度单位由动作思维向理性思维的转变。
  (一)借用小尺、微课,从静态上认识长度单位“厘米”
  师:数学王国有个好朋友,他可以帮助工厂师傅准确地做课桌。(微课出示尺子)仔细观察,你看到了哪些信息?
   生:有数字0、1、2、3、4……有许多线,有长有短,还有字母cm。
  师:(微课演示介绍各部分知识)数字是按从小到大的顺序排列的,三种长度不同的竖线叫刻度线,0刻度在尺子最左边,表示起点,数字指向几就是几厘米,尺子上的“cm”是常用的长度单位,它也可以用文字“厘米”表示。(板书:长度单位——厘米cm)    师:那1厘米有多长呢?
   师:仔细看,0刻度到1之间的长度就是1厘米,也可以说是1cm。即1厘米=1cm。(板书:1厘米=1cm)
  (二)借助手指、小木棍从动态上认识长度单位“厘米”
  师:首先,请用食指在尺子上找到刻度“0”,再用拇指找到刻度“1”,这中间的长度就是1厘米。请大家比量一下,看看1厘米有多长。
  师:请拿出提前发给大家的一段1厘米长的小棍,用你的拇指和食指夹住,再把小棍轻轻地抽出来,拇指和食指之间的缝隙大约是1厘米。
  师:请大家闭上眼请想一想,1厘米有多长?用手势比量下,再对照尺子比量一下,看你表示的是否准确。
  (在这些活动体验中,静态的“1厘米”就会在学生的心中逐渐变得“生动”“鲜活”起来。)
  (三)在找一找,比一比的活动中,实现由动作思维向理性思维的转变
  首先,引导学生在小尺上找还有哪段也是1厘米长。
  生:刻度2~3,刻度3~4,刻度5~6……
  师:你发现了什么?
  生:一大格就是1厘米。
  (让“1厘米”的知识告别死板的说教,不固化学生的思维,让学生的思维灵活起来。)
  其次,引导学生从熟悉的物体或自己的身体上找,哪些物体的长度大约也是1厘米。
  生:手指一节的长度大约1厘米,数学教材的厚度大约1厘米,笔尖的长度大约1厘米,图钉的长度大约1厘米,橡皮的厚度大约1厘米……
  这一环节有效地帮助学生把抽象的长度单位,变成看得见、摸得着的,具体可感的东西,有利于“厘米”表象的建立。
  最后,引导学生在小尺上找几厘米,并引发思考,弄清几厘米的含义。
  师:请大家在尺子上再找一找,从哪儿到哪儿是2厘米长?从哪儿到哪儿是3厘米长?从哪儿到哪儿是5厘米长?
  师:它们为什么是2厘米?3厘米?4厘米?
  生:因为它有2个1厘米,所以是2厘米;因为它有3个1厘米,所以是3厘米……
  师:你发现了什么?
  生:从0到第几个大格就是几厘米。
  生:用后面大刻度数减前面小刻度数,得几就是几厘米。
  生:是几厘米,这几厘米里就有几个1厘米。
  这一环节的体验,不仅拓宽了学生对“厘米”这个度量单位的理解,还实现了长度单位由动作思维向理性思维的转变。更重要的是,在这些体验中积累下的经验,能促进学生估测意识的形成和估测能力的提高,对他们今后的学习也大有益处。
  核心问题如何引领学生进行探究?不是“强制引领”,而是以“问题串”的形式,即引导学生为解决核心问题而自主生成一系列的子问题,以不断地“问题—思考—分享”循环往复的形式使探究活动层层开展,使思维得以不断地拓展、深入。在探究中,一定要保证学生有足够的时间进行独立思考,要让他们充分发表见解,引发思维碰撞,最终形成解决问题的策略。
  四、更新方法,深入辨析,领悟数学高阶思维
  在学习测量方法时,我对学习方式进行了大胆的革新,将“量一量铅笔的长度”设计成了“辨析四种测量方式的正误”,渗透了“测量的起点不同,但数格子的方法不变”这一“变中不变”的数学思想,引领学生的思维向深处延伸,如同“剥笋”般由表及里,更深入地理解了知识的本质。我是这样操作的——
  先让学生“估一估这支铅笔有多长”,引导学生学会估量的方法:用1厘米长的手势去比量,看看铅笔有幾个1厘米长,它就是几厘米。
  再组织学生用尺子动手自主操作进行实际测量“这支铅笔到底有多长”。
  在测量的过程中,学生可能会出现教科书中呈现的几种情况。
  <e:\1窦智\lj20-13 辽宁教育7期 上半月\pb\电子稿图\杨建红-7A9D\image1.png>
  于是,我继续引导学生结合实际测量辨析这四种测量方法的正误,在观察、对比、判断、辨析中掌握正确的测量方法,沟通数一数与算一算两种方法的本质联系。
  师:请大家来当评委,哪只小熊的测量方法是对的?
  生:第1种测量方法是错的,因为物体没有和0刻度对齐。
  生:第2种的测量方法是对的。因为和0刻度对齐了,而且正好有5个大格,所以铅笔长5厘米。
  师:测量的时候,物体和尺子一定要放平,一般情况下,让物体的一端和尺子的0刻度对齐,看物体的另一端对着刻度几,就是几厘米。但是,如果是断尺,那又该怎么测量呢?
  生:第3种测量方法是对的,但结果是错的,在数格子的时候,不该算上第一大格。
  生:第4种测量方法是对的,算得也对,1和6相差5厘米,即6-1=5,正好是5个大格,所以是5厘米。
  师:没错。用断尺测量的时候,可以从某一数字开始量起,用大刻度减去小刻度,得几就是几厘米。
  师:刚才的铅笔长5厘米,有的同学用数格子的方法,有的同学用算一算的方法,你更喜欢哪种方法呢?
  生:我喜欢算的方法,简单准确;数的方法,容易马虎,而且费时。
  在学会测量的基础上,还可以再引导学生利用尺子画一条长4厘米的线段,内化所学的知识。学生掌握了知识和技能不是教学的终点,我们还应在对问题的深入探究中,让学生学习思维的方法,特别是质疑和批判性的思维。对核心问题的适度拓展,有利于学生批判性地看待新知,并引发深入思考,加深他们对知识概念的理解,促进其高阶思维的发展。发展思维能力是学习数学的重要任务,实践表明,恰当的变式和拓展更有利于学生的思维向深处发展,更有助于建模。
  五、设计练习,实地测量,促进知识的内化与外拓
  我是这样设计练习题的——
  1.用小尺测量课桌的长边,巩固并内化所学知识。
  2.用小尺还可以测量什么?(橡皮、课本、电视机,等等,让学生明确厘米可以作为较短物体的长度单位。)
  3.如果测量教室的长度、操场一圈的长度、从学校到家的长度用小尺合适吗?
  我并未拘泥于回顾本课所学知识或收获的思路,而是着眼更广阔的视角,引领学生展望长度单位的学习线索:测量课桌、书本、电视机等的物品可以用厘米作单位来测量,测量教室、操场等更大的距离就要以米、千米等单位来测量了。这样,将学生的思维引向后续的学习,便于长度单位作为一个整体存储于学生的认知系统中,实现知识的内化、思维的融通,为学生的可持续发展奠定了基础。
  参考文献:
  [1]刘克臣. 基于整体把握视角下的小学数学度量教学[J]. 中小学教学,2019(4).
  [2]王智明. 小学数学中度量性概念的教学思考[J]. 新课程研究,2016(1).
  (责任编辑:杨强)
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