操作演算 溝通聯繫 完善認知建構——「體積單位的進率」教學片斷與思考|小學數學教育

2021-02-07 繆不可言行知錄

「不教之教,無言之詔。」——《呂氏春秋·君守》

我以為好的先生不是教書,不是教學生,乃是教學生學。——陶行知

蘇教版教材將長方體和正方體學習安排在兩個單元進行:首先是一年級上面的「認識圖形(一)」,讓學生直觀認識長方體和正方體,初步了解其外部特徵;其次是六年級上冊「長方體和正方體」單元,讓學生認識長方體和正方體的內部特徵,即結構特徵,以及表面積、體積等知識。

「體積單位的進率」這節課是在學生已經認識了長方體的基本特徵、體積(容積)的意義、常見的體積單位、長方體和正方體的表面積和體積計算的基礎上,引導學生通過操作、計算、比較、分析、想像等數學活動,理解和掌握相鄰體積單位間的進率是1000,並能進行正確的應用;進一步強化1立方米、1立方分米(升)、1立方釐米(毫升)的空間觀念,感受數學知識之間的緊密聯繫,培養學生比較、分析、概括和遷移等學習能力,並學會解決一些簡單的實際問題。

由此,在教學「體積單位的進率」這一內容時,要從整體上把握知識結構,關注學習經驗中的組織邏輯,清晰了解學生的認知起點,努力激活喚醒學生原有的學生經驗,以整體、聯繫、發展、建構的教學觀來架構教學進程,通過觀察、操作、演算、推理與想像,歸納得出知識結論,溝通知識相互聯繫,進而不斷完善學生的認知建構。

片斷一:激活經驗,在生疑中引入

師:之前我們學習過長度單位和面積單位,請同學們完成下面的填空,說說長度單位和面積單位之間的進率各是多少。

出示:

生:我知道,1分米=10釐米,1平方分米=100平方釐米。

生:我知道相鄰長度單位之間的進率是10,相鄰面積單位之間的進率是100。

師:說得很好!老師想問問大家,你們怎麼知道1平方分米=100平方釐米呢?

生:因為1分米=10釐米,1平方分米大小的正方形面積就是1平方分米,而這個正方形的邊長也是10釐米,10×10=100(平方釐米),所以1平方分米就是100平方釐米。

出示下面的圖示幫助學生回憶:

 

師:遇到數學問題的時候,我們可以藉助圖示,直觀地理解題意,找到解決問題的方法。我們已經學習過哪些體積單位?

生:常用的體積單位有立方釐米、立方分米、立方米。

師:那麼,不同的的體積單位各有多大呢?請同學們手勢比劃一下1立方釐米和1立方分米的大小,並說說是根據什麼來比劃的?

生1:我用稜長1釐米的正方體來比劃1立方釐米的大小。

生2:我是稜長1分米的正方體來比劃1立方分米的大小。

師:說得不錯!如果現在要同學們估計1立方米的大小,你有辦法嗎?

學生用米尺比劃1米,再在牆角比劃出1立方米,師生共同評價。

師:學到這裡,同學們有什麼問題需要提出來嗎?

生:我們已經知道長度單位與面積單位之間的進率,我還想知道體積單位之間的進率,我提的問題是——體積單位之間的進率是多少?

師:這個問題很有價值,今天我們就一起來研究體積單位之間的進率。

板書課題。

【思考】

奧蘇貝爾指出:「影響學習的唯一最重要原因就是學習者已經知道了什麼。要探明這一點,並應據此進行教學。」也基於此,上述環節,設計了兩個「大問題」:一是「長度單位和面積單位之間的各是多少,你是怎樣知道的1平方分米=100平方釐米的」,為什麼面積單位的進度是100」;二是「已經學習過哪些體積單位?這些體積單位各有多大」,以此激活了學生原有的認知經驗,為新知的學生打下了良好的基礎。之後,通過引導學生提出問題「體積單位之間的進率是多少」,讓學生帶著問題進入本節課的學習。這樣的設計,能喚醒學生原有知識經驗,激發他們的求知慾望,為知識的順利遷移蓄滿了勢、卯足了勁。而且結合學生對「是怎樣知道1立方分米=100平方釐米」回憶與交流,老師適時出示直觀圖示,不知不覺地讓同學們感受到「圖示法」對探究問題、解決問題的作用。獨具匠心的學習方法滲透,為進一步探索「相鄰體積單位之間進率是1000」埋下埋下了伏筆。

片斷二:任務驅動,在探究中理解

師:(出示下圖)同學們,這兩個正方體的體積相等嗎?    

  

學生議論紛紛,有人搶著發言:我覺得是相等的;不一定,圖上沒有標明數據,僅靠觀察,不能作出判斷;如果我們知道正方體的稜長一樣,那麼體積就相等。

師:通過討論,大家形成了共識。如果標上數據(出示下圖),現在你能判斷它們的體積是否相等嗎? 

師:我們在探索知識時,不僅要知道答案,還要知道為什麼這樣。你們是想別人告訴你答案,還是自己去探索?

生:我們想自己去探索。

師:非常好!學習是自己的事情,我們一起來探究吧,請看導學單(一)—— 

學生獨立完成,教師巡視。

師:誰來匯報一下自己的研究成果。第一個問題:兩個正方體的體積相等嗎?為什麼?。

生1:稜長相等的正方體體積也相等。第一個正方體的稜長是1分米,第二個正方體的稜長是10釐米。因為1分米=10釐米,所以它們的體積也相等。

生2:還可以這樣想:第一個正方體的稜長是1分米,因為1分米=10釐米,所以它的體積是10×10×10=1000(立方釐米);第二個正方體的稜長是10釐米,它的體積也是10×10×10=1000(立方釐米)。兩個正方體的體積都是1000立方釐米,所以它們的體積相等。

師:那怎樣推算1立方分米等於多少立方釐米呢?

生:因為第一個正方體的稜長是1分米,因為1分米=10釐米,所以它的體積是它的體積是1×1×1=1(立方分米);第二個正方稜長是10釐米,它的體積是10×10×10=1000(立方釐米)。又因為這兩個正方體的體積是相等的,所以1立方分米=1000立方釐米。

師:誰來說一說剛才我們是怎樣研究1立方分米=1000立方釐米的?

生:我們通過觀察和計算,發現兩個正方形的體積是相等,而且兩個正方體的體積既可以用1立方分米來表示,也可以用1000立方釐米來表示,於是,可以推出1立方分米=1000立方釐米。

師:說得真好!誰來猜一猜立方米與立方分米這兩個體積單位之間的進率是多少呢?

生:立方米與立方分米這兩個體積單位之間的進率是1000。

師:立方米與立方分米這兩個體積單位之間的進率也是1000嗎?請大家用剛才的方法來完成導學單(二)。

出示: 

學生獨立完成後討論交流(板書:1立方米=1000立方分米),明確:相鄰的兩個體積單位間的進率是1000。

【思考】

本環節中,教師對教材中的例12中的「下面兩個正方體體積相等嗎?為什麼?」進行了巧妙處理。先出示兩個沒有標明數據的正方體,引導學生觀察判斷兩個正方體是否相等,引發認知衝突,激起探究欲望;接著出示長方體的稜長數據,讓學生進行探究學習。同時藉助「導學單(一)」,以任務驅動引導學生觀察、計算、操作與推理,促使學生自主推出「1立方分米=1000立方釐米」的結論;對於立方米和立方分米之間的進率,則是先讓學生借用類比推理提出猜想,再通過「導學單(二)」的提示,自主獲得「1立方米=1000立方分米」的結論。這種「嘗試為先,問題導學,任務驅動、自主探究」的教與學策略,讓學生通過自己的方式理解數學,打通1立方分米與1000立方釐米、1立方米與1000立方分米之間的聯繫,並在同化與順應中建立起「相鄰體積單位之間的進率是1000」的概念結構。

片斷三:溝通中聯繫,在梳理中建構

師:誰來說說「相鄰兩個體積單位」中的「相鄰」是什麼意思?

生:相鄰就是指兩個體積單位是靠在一起的,中間不能「跳」。

生:我也是這樣認為的,比如不能說1立方米等於1000立方釐米。

師:如果不是相鄰的兩個體積單位,比如 1立方米等於多少立方釐米,它們之間的進率是多少呢?你會推算嗎?

學生推算,師生共同評價。

師:上課一開始,我們一起回顧了長度單位、面積單位之間的進率關係,現在又學習了體積單位的進率,你們能比較它們有什麼不同嗎?

出現: 

生1:相鄰兩個長度單位之間的進率是10,比如1米=10分米,1分米=10釐米,1釐米=10毫米。

生2:相鄰兩個面積單位之間的進率是100,比如1平方米=100平方分米,1平方分米=100平方釐米,1平方釐米=100平方毫米。

生3:相鄰兩個體積單位之間的進率是1000,比如1立方米=1000立方分米,1立方分米=1000立方釐米。

根據學生回答,相機完成下面的表格: 

師:剛剛我們用表格整理了常用長度、面積、體積單位,以及它們之間的進率。其實,我們還可以通過關係圖來表示它們之間的進率關係(出示下表第一行)。誰來說一說,第一行表示的什麼意思?

根據學生回答,逐步完成下面的示意圖: 

教師小結,並出示「試一試」,讓學生獨立完成,然後組織交流。

【思考】

本環節中,教者並不滿足於本節課重要的知識點1立方分米=1000立方釐米、1立方米=1000立方分米,而是把這些知識與之前學的長度單位、面積單位的進率進行縱向聯繫與橫向比較,突出「相鄰兩個長度單位之間的進率是10,相鄰兩個面積單位之間的進率是100,相鄰兩個體積單位之間的進率是1000」。這樣就把新知很好的納入到原有的認知結構中。整節課,教者一如繼往地把孩子放在「課堂學習的中央」,站在教材縱橫聯繫的高度,整體性把握課堂進程,真正做到了知識的結構化和融通化。

數學就是一門研究數量之間關係的科學。要讓學生學會學習,教師一定要抱著求真求實的態度,用系統化、結構化的思維方式來解讀教材、組織學生的學習進程,喚起學生原有學習經驗,並努力盤活這樣經驗,進而為遷移而教,為理解而教,為關係而教,為結構而教,引導他們在掌握知識和方法的同時,不斷完善認知結構,獲得良好的數學素養。

 

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