摘要:小學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)在形式上是由節(jié)點(diǎn)和連線組成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò),教學(xué)中,教師應(yīng)重視知識(shí)的前因后果、發(fā)生和發(fā)展過程,對(duì)這一類課進(jìn)行關(guān)聯(lián)思考和整體設(shè)計(jì),幫助學(xué)生整體建構(gòu)知識(shí)體系,這對(duì)于學(xué)生有意義地掌握知識(shí)、形成技能、培育素養(yǎng)有著重要價(jià)值。
關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu);具身經(jīng)驗(yàn);量感;素養(yǎng)
“角的度量”這部分內(nèi)容屬于《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》(以下通稱“新課標(biāo)”)“空間與圖形”領(lǐng)域中“測量”的內(nèi)容。在學(xué)習(xí)此內(nèi)容之前,從縱向來看,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了“角的初步認(rèn)識(shí)”,知道了角有大小,“角的大小與兩條邊張開的大小有關(guān),與角的兩條邊長短無關(guān)”;從橫向來看,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了線段的度量,經(jīng)歷了建立長度單位表象、統(tǒng)一長度單位的過程?!敖堑亩攘俊焙途€段的度量、面的度量雖然分布在不同的年級(jí),但它們是具有內(nèi)在聯(lián)系的知識(shí)。角的度量本質(zhì)就是用度量單位的個(gè)數(shù)描述角的大小,其關(guān)鍵在于找度量單位。這就需要教師讓學(xué)生直觀感知角有大小及角的可測量屬性,進(jìn)而進(jìn)行角的比較,并在描述角的大小過程中產(chǎn)生統(tǒng)一單位的需求,所以本節(jié)課應(yīng)抓住“度量單位”這一核心概念統(tǒng)領(lǐng)教學(xué)。
一、尋找度量標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一過程,形成具身經(jīng)驗(yàn)
統(tǒng)一性是計(jì)量的本質(zhì)屬性。測量長度需要一把“長度尺”,因?yàn)椤伴L度尺”上有統(tǒng)一的長度單位?!敖堑亩攘俊苯虒W(xué)著力點(diǎn)不在于引出量角器,而是幫助學(xué)生引出角有大小,大小是由標(biāo)準(zhǔn)的個(gè)數(shù)所決定的。然而,角的大小非常抽象,因此,用學(xué)生熟悉的鐘面作為載體,可喚醒學(xué)生已有的認(rèn)知基礎(chǔ),變抽象為直觀。動(dòng)態(tài)的分針能讓學(xué)生直觀感悟角的動(dòng)態(tài)生長,而鐘面上的大格、小格就成了比較角的大小的參照物,這樣的學(xué)習(xí)素材有利于學(xué)生自主生成多種方法去比較角的大小,自然生成“標(biāo)準(zhǔn)”意識(shí)。
師:觀察主題圖(見上頁圖1),小東和小麗上學(xué)路上所用的時(shí)間為分針掃過的兩個(gè)角,你能比較它們的大小嗎?
【比一比】
你能想到幾種不同的方法來比較下面∠1和∠2的大???
【說一說】
和組內(nèi)小伙伴們分享自己的思考過程。
第一小組用數(shù)格子的方法進(jìn)行比較。
生:我用“數(shù)大格”的方法,∠1是2個(gè)大格,∠2是3個(gè)大格還多,所以∠2大。
生:我用“數(shù)小格”的方法,∠1是10個(gè)小格,∠2是18個(gè)小格,所以∠2大。
師:用“大格”或者“小格”作為標(biāo)準(zhǔn),誰含有的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)多,誰就大。角的大小由標(biāo)準(zhǔn)的個(gè)數(shù)決定。
第二小組用三角板上的角作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。
生:我是用直角作為標(biāo)準(zhǔn)來量的,∠1比直角小,∠2比直角大,所以∠2大。
生:我是用三角尺上的大銳角為標(biāo)準(zhǔn)來量的,∠1等于大銳角,∠2比大銳角大,所以∠2大。
生:我是用三角尺上的小銳角為標(biāo)準(zhǔn)來量的,∠1等于2個(gè)小銳角,∠2比3個(gè)小銳角大,所以∠2大。
師:用三角尺的角作為標(biāo)準(zhǔn),分別測量兩個(gè)角的大小,再作出比較。
第三小組用直尺量出角張開的距離進(jìn)行比較。
生:角的大小跟它兩條邊張開的大小有關(guān),我們小組量出∠1張口的大小是3厘米,∠2張口的大小是5厘米,所以∠2大。
師:比較∠1和∠2的大小,通過剛才三個(gè)小組的交流匯報(bào),你有什么發(fā)現(xiàn)?
生:比較角的大小,首先要確定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
生:我想補(bǔ)充一點(diǎn),標(biāo)準(zhǔn)越小,結(jié)果越精確。比如小格比大格度量的結(jié)果精確,小角比大角度量的結(jié)果精確。
生:角的大小與兩條邊張開的大小有關(guān),里面含有的格數(shù)越多,角越大。
生:大格對(duì)應(yīng)的圓弧長,小格對(duì)應(yīng)的圓弧短。
師(小結(jié)):角的大小與兩條邊張開的大小有關(guān)。在同圓中,大角對(duì)應(yīng)的弧線長,小角對(duì)應(yīng)的弧線短。我們要測量角的大小,在測量之前要用統(tǒng)一的單位進(jìn)行度量。
教師引領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷了理解角的內(nèi)涵的不同層次:直觀感知角有大小,角在鐘面上開口變大,就是角變大了;尋找標(biāo)準(zhǔn),用“小角”度量大角,用“數(shù)+單位”來描述角的大小。學(xué)生在尋找度量標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一過程中,不斷累積具身經(jīng)驗(yàn),喚醒度量意識(shí)。
二、經(jīng)歷單位量感的建構(gòu)過程,發(fā)展度量意識(shí)
數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)化教學(xué)注重把概念的形成鑲嵌于知識(shí)體系之中,以核心概念為中心,用思想方法建構(gòu)起知識(shí)網(wǎng)絡(luò),通過橫向聯(lián)系知識(shí)實(shí)現(xiàn)舊知遷移,促進(jìn)新知的學(xué)習(xí)。如度量長度,應(yīng)使用一個(gè)規(guī)定的長度作為長度單位,要知道一條線段的長度,就要看被測量的長度里含有幾個(gè)這樣的長度單位。對(duì)于二維空間里的角,教師要讓學(xué)生感受到“描述一個(gè)角的大小,就是看大角里面含有幾個(gè)小角”。因此,教師要引導(dǎo)學(xué)生借助鐘面上的大格、小格所對(duì)應(yīng)的角作為標(biāo)準(zhǔn),來測量角的大小。
【量一量】
選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)角分別量出下面兩個(gè)角的大小。
∠3=()個(gè)()角? ? ?∠4=()個(gè)()角
師:剛才同學(xué)們借助不同的“標(biāo)準(zhǔn)”進(jìn)行比較,都得出∠2大于∠1,一起回顧一下,我們怎樣測量物體的長度?
生:我們創(chuàng)造長度單位1厘米、1分米、1米,用長度單位去測量。
師:大家從中受到什么啟發(fā)?
生:量大長度用小長度作為標(biāo)準(zhǔn),量大角要用小角作為標(biāo)準(zhǔn)。我們可以用鐘面上一大一小這兩個(gè)角作為測量工具。
師:我們把鐘面上一大格對(duì)應(yīng)的角稱為大格角,一小格對(duì)應(yīng)的角稱為小格角,借助學(xué)具袋中的大格角和小格角,分別量出∠3和∠4各有多大。
師:先來匯報(bào)你們是怎么測量∠3的,具體結(jié)果是多少。
第一小組:我們小組測量到∠3等于2個(gè)大格角多一點(diǎn)兒、3個(gè)大格角少一點(diǎn)兒。
第二小組:我們同時(shí)用大格角和小格角,∠3等于2個(gè)大格角和2個(gè)小格角。
第三小組:我們?nèi)坑眯「窠牵?等于12個(gè)小格角。
師:大家在測量的過程中,用大格角和小格角結(jié)合起來測量,非常好,合適的是最好的。那∠4有多大?
第一小組:我們小組用大格角和小格角都測了,都不正好。
第二小組:我們小組測到1個(gè)大格角加半個(gè)小格角,或者全部用小格角測,是5個(gè)半小格角。
師:大家有沒有聽清楚?怎么出現(xiàn)了半個(gè)?
生:1個(gè)小格角還大,我們把它對(duì)折,就正好,所以最后有半個(gè)。
師:這個(gè)小組太厲害了,1個(gè)還大,繼續(xù)細(xì)分,得到更小的單位。大家聯(lián)系我們學(xué)過的長度單位,是否有所啟發(fā)?
生:我們可以找到一個(gè)很小的角,把它看作“1”,用這個(gè)“1”去度量角的大小,數(shù)一數(shù)就知道了。
師:你真有想法。讓我們一起看一下角的度量單位是怎樣產(chǎn)生的。
教師引入介紹:將半徑旋轉(zhuǎn)一周形成的角叫周角,規(guī)定為360度,把它平均分成360份,其中的1份就是1度的角。度是角的計(jì)量單位,用符號(hào)“°”表示,如1度記作1°。
∠3(72°)不能用大格去度量,只有用大格結(jié)合小格才能度量。∠4(33°)用大格結(jié)合小格仍無法表達(dá)出角的大小,學(xué)生從而產(chǎn)生繼續(xù)細(xì)分的想法。學(xué)生在這樣一步步的思維行進(jìn)過程中認(rèn)識(shí)到,角也像長度一樣,要想知道一個(gè)角的大小,就要用統(tǒng)一的度量單位來測量;要準(zhǔn)確測量角的大小,就要確定合適的度量單位。對(duì)于同一個(gè)大角,單位小角的不同,導(dǎo)致了對(duì)角的大小的描述不同,所以,單位小角還需要進(jìn)一步完善,尋找一個(gè)單位小角的標(biāo)準(zhǔn)(1°角)。學(xué)生在新舊知識(shí)的類比推理中實(shí)現(xiàn)正向遷移,自然生長出對(duì)1°角的需求,為知識(shí)關(guān)聯(lián)找到了認(rèn)知通道。學(xué)生經(jīng)歷單位量感的建構(gòu)過程,完善了認(rèn)知結(jié)構(gòu),發(fā)展了度量意識(shí)。
三、加強(qiáng)累加量感的感悟過程,精準(zhǔn)完善量感
量感在日常教學(xué)中往往被教師視作“規(guī)定”知識(shí),直接告訴學(xué)生,從而掩蓋了知識(shí)產(chǎn)生的過程,忽略了背后鮮活的體驗(yàn)。在核心概念統(tǒng)領(lǐng)下的結(jié)構(gòu)化教學(xué)中,教師應(yīng)著力于激發(fā)學(xué)生在認(rèn)知沖突中思考,引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷標(biāo)準(zhǔn)量的建構(gòu)、量角器的形成過程,把抽象的量感與具體的體驗(yàn)相結(jié)合,在積累豐富活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,將量感內(nèi)化為穩(wěn)定的表象。
師:思考一下,測量長度,可以把長度單位累加形成長度尺,便于用來測量。是否可以借助這樣的經(jīng)驗(yàn),創(chuàng)造出適合我們使用的量角工具?
【創(chuàng)一創(chuàng)】
在透明的半圓形膠片上創(chuàng)造出一個(gè)量角的工具,標(biāo)出數(shù)據(jù)。教師課件演示:0刻度線出發(fā),動(dòng)態(tài)產(chǎn)生1°角,1°角通過累加得到5°,10°,30°,60°,90°,180°角。學(xué)生借助課件演示,體會(huì)每個(gè)角都是由若干個(gè)1°角拼合而成的。
師:觀察量角器,你有什么發(fā)現(xiàn)?
生:量角器是由1°角不斷累加而成的,與長度尺不同的是,長度尺是從0刻度線依次往右不斷增長的,而量角器的刻度線是旋轉(zhuǎn)而成的,角的頂點(diǎn)一直不變,中心就是角的頂點(diǎn)。
師(小結(jié)):確定了角的計(jì)量單位,有了1°角,讀懂了量角器的構(gòu)成,我們就可以準(zhǔn)確地測量角的大小了。
師:動(dòng)手量一量∠3和∠4的大小,說一說,你是怎么測量的。
生:角的頂點(diǎn)與量角器的中心對(duì)齊,一條邊與0刻度線對(duì)齊,另一條邊對(duì)著幾,就是幾度?!?=72°,∠4=33°。
師:請利用我們創(chuàng)造的量角器來測量一下∠5的度數(shù)。
生:我測得∠5=120°。
生:∠5不可能大于90°,因?yàn)樗戎苯切 !?的一條邊對(duì)齊180°刻度線,不是對(duì)齊0°刻度線,所以應(yīng)該用180°-120°=60°。
生:我把量角器旋轉(zhuǎn)了一下,一條邊對(duì)齊0刻度線,我也測量到是60°。
師:觀察∠5,它與∠3、∠4。有什么不同?
生:開口的方向不同,所以測量起來容易出錯(cuò)。
師:人們在測量角的大小過程中,也發(fā)現(xiàn)了這個(gè)問題,怎樣才能解決開口反向的問題?
生:我們在外面再標(biāo)一組數(shù)據(jù),左邊180度刻度線對(duì)應(yīng)0刻度線,這樣就可以“一尺兩用”了。
師:你和雙向量角器的發(fā)明者想得一樣。請大家拿出量角器,觀察各部分組成。剛才,我們創(chuàng)造了量角器,積累了測量經(jīng)驗(yàn),接下來,請用我們學(xué)到的知識(shí)去估計(jì)一下生活中角的大小(見圖2)。
生:圖2中的左圖可以分成一個(gè)直角和一個(gè)銳角,銳角大約是90°的一半,所以大約是135°。
生:圖2中的右圖,左邊的銳角估測比直角少一個(gè)銳角,銳角大約是30°的一半,所以估計(jì)75°。右邊那個(gè)角用180°減去75°,大約是105°。
師:借助30°,45°,60°,90°等這些特殊的角進(jìn)行估計(jì),是估測的一個(gè)有效策略。下面請用量角器驗(yàn)證一下估測的結(jié)果。
角的度量的本質(zhì)是看被測對(duì)象中含有多少個(gè)“單位小角”,這是學(xué)生理解量角器的邏輯基礎(chǔ)。量角器的本質(zhì)是“單位小角”的不斷累加,用1°累加成2°,3°,10°,30°……學(xué)生在這個(gè)過程中,首先感受到角的有限可加,進(jìn)而認(rèn)識(shí)更多的度數(shù),明白“度量的對(duì)象里包含了多少個(gè)度量單位就是多少度”。其次,所有這些角的頂點(diǎn)都重合在一個(gè)點(diǎn)上,而這個(gè)點(diǎn)就是量角器的中心點(diǎn),同時(shí)也是角的頂點(diǎn),這也為角的頂點(diǎn)與中心點(diǎn)重合找到了思維的根基。最后,在實(shí)際測量中,學(xué)生感受到了單邊一圈量角器的不足,自然產(chǎn)生了完善量角器的需求,在外圈再反向(順時(shí)針)標(biāo)一圈刻度,讓內(nèi)圈刻度與外圈刻度完美對(duì)應(yīng),突破了量角器上兩圈刻度讀法的難點(diǎn)。教師再引導(dǎo)學(xué)生在量角器上找角、估角與量角、生活中找角,幫助學(xué)生加強(qiáng)對(duì)量的深度體驗(yàn)、對(duì)單位量的感知以及對(duì)累加量的感悟,形成了不同單位量的表象,拓展了度量單位,豐富了量感。
量感的培養(yǎng)是一個(gè)較長期的、反復(fù)體驗(yàn)、不斷矯正的過程,與學(xué)生個(gè)體的活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)有關(guān)。學(xué)生能根據(jù)實(shí)際情況靈活地選擇不同的度量單位進(jìn)行度量,這是量感發(fā)展的最高境界。
參考文獻(xiàn):
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(責(zé)任編輯:楊強(qiáng))
作者簡介:陳金飛,江蘇省啟東實(shí)驗(yàn)小學(xué)特級(jí)教師,正高級(jí)教師。